How to distinguish between multi-story steel structures and single-story steel structures?

In the world of steel structures, multi-story steel structures and single-story steel structures have obvious differences. Understanding their distinctions is of great significance for architectural design, construction, and subsequent usage.

1. Structural Form and Number of Floors

The most intuitive way to distinguish them is by the number of floors. As the name suggests, a single-story steel structure has only one main load-bearing structure. It is usually used in industrial plants, warehouses, and other buildings that require large spatial spans and have relatively single functions. Its structural form is relatively simple, with portal frame structures being more common. Columns and beams directly form the main force-bearing system, and the roof and walls are covered on the frame.

A multi-story steel structure, on the other hand, has two or more load-bearing floors. Its structural forms are more diverse, with common ones including frame structures, frame-brace structures, etc. In a multi-story steel structure, columns not only have to bear the load of their own floor but also transfer the loads from the upper floors to the foundation. Therefore, the cross-sectional size and load-bearing capacity of the columns often have higher requirements. Beams also need to be reasonably designed according to the layout and load conditions of different floors to ensure the stability of the structure.

2. Force-Bearing Characteristics

The force-bearing of a single-story steel structure is mainly concentrated on the transmission of loads from the roof and walls to the columns and foundation. Due to the large span, in design, it is necessary to focus on the bending resistance of beams and the compression resistance of columns. At the same time, sufficient attention must be paid to the effects of horizontal forces such as wind loads and crane loads to prevent lateral instability of the structure.

The force-bearing situation of a multi-story steel structure is more complex. In addition to bearing the vertical loads of each floor, it is also necessary to consider the impact of horizontal forces such as horizontal seismic action and wind loads on the structure. Under seismic action, the interaction between floors makes the force-bearing of the structure more complicated. Reasonable structural layout and seismic design are required to ensure the safety of the structure. For example, frame-brace structures can effectively increase the lateral stiffness of the structure and reduce horizontal displacement by setting up a brace system in the frame.

3. Building Uses

Single-story steel structures are widely used in industrial production fields, such as automobile manufacturing workshops and logistics warehouses, due to their open space and short construction period. These buildings need large-span spaces to meet the requirements of production processes and equipment placement, and single-story steel structures can well meet this demand.

Multi-story steel structures are more used in commercial, office, and residential fields. In commercial buildings, multi-story steel structures can provide diversified spatial layouts to meet the business needs of different merchants; in office buildings, they can provide relatively independent workspaces for various departments through reasonable floor division; in residential buildings, prefabricated multi-story steel structure residences are also gradually emerging, which have the advantages of fast construction speed and environmental protection.

4. Key Points in Design and Construction

In terms of design, single-story steel structures focus on the simplicity and economy of the structure. By optimizing the cross-sectional sizes of beams and columns and the structural form, the amount of steel used is reduced. At the same time, it is necessary to ensure the tightness and waterproof performance of the roof and walls to meet the needs of industrial production.

The design of multi-story steel structures needs to consider more factors, such as the layout of stairs and elevators, the division of fire compartments, etc. In structural calculation, it is necessary to accurately analyze the structural internal forces and deformations under various load combinations to ensure the safety and reliability of the structure. In terms of construction, multi-story steel structures are relatively more difficult to construct, requiring multi-layer beam-column connections and floor pouring, with higher requirements for construction accuracy. At the same time, attention should be paid to safety protection during construction, especially when working at heights, to prevent safety accidents.

5. Maintenance and Renovation

The maintenance of single-story steel structures mainly focuses on anti-corrosion and anti-rust treatment of the roof and walls, as well as regular inspection of the structure to ensure its safety during long-term use. Due to its relatively simple structure, renovation is also relatively easy. For example, when it is necessary to increase the height of the internal space, it can be achieved by adjusting the roof structure form.

The maintenance of multi-story steel structures, in addition to the maintenance of the structure itself, also needs to consider the maintenance and update of equipment and pipelines. In terms of renovation, due to the involvement of multiple floors and complex structural systems, the renovation is more difficult. Detailed structural evaluation and design are required to ensure that the renovated structure is safe and meets the functional requirements.

Multi-story steel structures and single-story steel structures have obvious differences in structural form, force-bearing characteristics, building uses, key points in design and construction, as well as maintenance and renovation. In practical applications, it is necessary to select the appropriate steel structure form according to specific architectural needs and site conditions to achieve the safety, economy, and practicality of the building.

[[Some pictures and texts in the article are from the Internet for reference and exchange only. If there are any copyright issues, please contact us for deletion]]