Innovación en I+D: Ingeniería de las estructuras que otros no pueden
50+ ingenieros de I+D, 60%+ con títulos profesionales de alto nivel. 100+ patentes concedidas. 30+ artículos publicados y estándares de la industria. Un Centro de Investigación Conjunto para la Construcción Inteligente de Estructuras Espaciales de Acero con la Universidad de Shanghai Jiao Tong, establecido en 2023.
Un equipo de investigación construido para la ingeniería estructural
La división de I+D de Permanent Steel emplea a más de 50 ingenieros a tiempo completo dedicados a la investigación estructural, el desarrollo de tecnología de diseño, la innovación de procesos de fabricación y la ingeniería de métodos de construcción. Más del 60% de estos ingenieros poseen títulos profesionales de alto nivel (ingeniero de alto nivel o superior) el rango técnico más alto en la jerarquía de ingeniería profesional de China, que requiere un mínimo de 10 años de experiencia en ingeniería relevante, una cartera de contribuciones significativas a proyectos y la finalización exitosa de una evaluación profesional rigurosa. Este no es un equipo de recientes graduados que escriben informes; es un equipo de ingenieros de alto nivel que han pasado a sus profesionales dedicados a resolver problemas de ingeniería estructural reales.
La división de I+D está estructurada en torno a tres grupos funcionales, que reflejan nuestro tres tecnologías clave centrales: Tecnología de diseño inteligente (modelado parámétrico, optimización estructural, análisis de elementos finitos), Tecnología de fabricación inteligente (desarrollo de procesos de CNC, metalurgia de soldadura, automatización de producción) y Tecnología de construcción inteligente Cada grupo combina la investigación teórica con la experiencia práctica en el suelo del taller y en el sitio nuestros investigadores no trabajan aislados de la producción; están integrados en el flujo de trabajo de fabricación y construcción, asegurando que los resultados de la investigación se validan inmediatamente contra las limitaciones reales de la producción.
La integración entre investigación y producción es deliberada. En la ingeniería de estructuras de acero, la brecha entre un diseño que funciona en el software de análisis y un diseño que puede fabricarse, transportarse y erigirse en el sitio es significativa. Nuestros ingenieros de I+D entienden ambos lados de esa brecha porque trabajan en ambos lados. Cuando desarrollamos un nuevo detalle de conexión, se prueba en nuestros propios talleres antes de entrar en un proyecto. Cuando desarrollamos un nuevo método de construcción, se valida en nuestros propios sitios de proyecto antes de que se ofrezca como un enfoque estándar.
Centro de Investigación Conjunto con la Universidad de Shanghai Jiao Tong
En 2023, Permanent Steel estableció el Centro de Investigación Conjunto para la Construcción Inteligente de Estructuras Espaciales de Acero con la Universidad de Shanghai Jiao Tong (SJTU), una de las universidades de investigación de primer nivel de China y miembro de la Liga C9. El centro se centra en la investigación fundamental y aplicada en la intersección de la ingeniería estructural, el diseño computacional y la automatización de la construcción.
El modelo de colaboración no es un patrocinio o un acuerdo de derechos de nombramiento. Es una asociación de investigación operativa: los profesores y estudiantes de posgrado de SJTU trabajan junto a ingenieros Permanent Steel en proyectos de investigación definidos, con acceso a nuestras instalaciones de fabricación y sitios de proyectos como camas de pruebas a gran escala. Los resultados de la investigación fluyen en ambas direcciones las publicaciones académicas y las tesis de SJTU informan nuestra práctica de ingeniería, mientras que nuestros datos de proyectos y la experiencia de fabricación proporcionan a los investigadores de STUJ conjuntos de datos de validación del mundo real que rara vez están disponibles en los laboratorios universitarios.
Entre las áreas de investigación clave del centro conjunto se incluyen:
- Optimización de la topología paramétrica para estructuras de cuadrícula de largo alcance desarrollar algoritmos que generen topologías de cuadrícula estructuralmente eficientes basadas en patrones de carga, condiciones de límite y restricciones de fabricación, en lugar de depender únicamente de la intuición del ingeniero.
- Monitoreo estructural de la salud mediante el uso de sensores incorporados y la tecnología digital gemela la creación de modelos estructurales en tiempo real que comparan la respuesta medida con la respuesta diseñada, lo que permite el mantenimiento predictivo y la detección temprana de anomalías estructurales.
- Secuenciación de construcción inteligente métodos computacionales para optimizar la secuencia de instalación de miembros, operaciones de acoplamiento y tensión de prespresión para minimizar el riesgo de construcción y la duración del calendario de estructuras espaciales complejas.
- Comportamiento de acero y hormigón investigación sobre el rendimiento estructural de las miembros compuestos de hormigón parcialmente envueltos (PEC) en diversas condiciones de carga, incluida la carga cíclica para la resistencia sísmica.
Para los clientes internacionales, la asociación de SJTU proporciona una capa adicional de seguridad técnica. Cuando un proyecto implica desafíos estructurales que superan las disposiciones del código de diseño estándar extensiones extremas, combinaciones de carga inusuales, aplicaciones de materiales novedosos los recursos combinados de un departamento de investigación universitario de primer nivel y un fabricante de estructuras de acero experimentado están disponibles para desarrollar y validar la solución. Esta no es una oferta estándar en el mercado chino de exportación de estructuras de acero, donde la mayoría de los fabricantes dependen de software de diseño fuera de la plataforma y bibliotecas de conexión estándar.
100+ patentes: innovación en toda la cadena de valor
Permanent Steel posee más de 100 patentes otorgadas que cubren invenciones, modelos de utilidad y patentes de diseño en toda la cadena de valor de la estructura de acero. Nuestra cartera de patentes es diferente: se concentra en patentes de invención (发明专利), la categoría que requiere un examen sustancial por parte de la Administración Nacional de Propiedad Intelectual de China y que se concede únicamente para innovaciones técnicas genuinas con aplicabilidad industrial.
La cartera de patentes abarca cinco categorías:
- Patentes de sistemas estructurales que cubren las innovaciones en la topología de la red, las configuraciones de cuerdas de vigas, los sistemas de conexión modulares y los conjuntos estructurales compuestos. sistemas tecnológicos que diferencian nuestras estructuras de los diseños estándar.
- Patentes de procesos de fabricación que cubren los métodos de corte CNC, los procedimientos de soldadura (incluidos los métodos de corte de soldadura de espacio estrecho de placa gruesa El proceso de fabricación de piezas de acero de alta temperatura, las técnicas de curvatura y formación, y los procesos de preensamblaje digitales, protegen los métodos de fabricación que nos permiten producir componentes complejos que otros fabricantes no pueden.
- Patentes de métodos de construcción que cubren los sistemas de acoplamiento hidráulico, los métodos de control de elevación sincrónica, las vías de montaje deslizantes y las secuencias de tensión pretsensada. Estos protegen las técnicas de montaje en el lugar que nos permiten erigir estructuras que no se pueden construir con instalaciones convencionales basadas en grúas.
- Patentes de detalles de conexión cubre los diseños de nodos de esfera de perforación, las configuraciones conjuntas soldadas complejas y los sistemas de conexión modulares. Estos protegen los detalles de ingeniería que determinan el rendimiento estructural bajo carga.
- Patentes de software y tecnología digital cubrir algoritmos de diseño parámétrico, métodos de integración de datos CAD-CAM y sistemas de monitoreo de producción. Estos protegen la infraestructura digital que conecta el diseño con la fabricación y la construcción.
Las patentes son importantes para los clientes internacionales por dos razones: primero, demuestran que la empresa invierte en innovación en lugar de simplemente ejecutar diseños estándar. Una tecnología patentada ha sido evaluada de forma independiente como nueva y no obvia por un examinador de patentes. Segundo, proporcionan una forma de documentación técnica: cada solicitud de patente incluye descripciones técnicas detalladas y dibujos que sirven como material de referencia adicional para comprender nuestras capacidades de fabricación y construcción.
Nueve sistemas de tecnología estructural
Nuestra inversión en I+D ha producido nueve sistemas de tecnología estructural distintos cada uno desarrollado para resolver una categoría específica de problema de construcción. Estos no son categorías de productos (beams, columnas, celosías); son sistemas de ingeniería que integran el diseño estructural, la selección de materiales, el proceso de fabricación y el método de construcción en una solución completa.
01 Sistema de estructura de la rejilla espacial de largo alcance
Enmarcos espaciales de esfera bolsada y de esfera soldada para espacios transparentes de hasta 229 m. El sistema central para espacios de gran volumen sin columnas.
02 Sistema de estructura de cuerdas de vigas de ultra-largo alcance
Estructuras híbridas de cable-truto pretsensado que combinan la eficiencia de los miembros de tensión con la rigidez de los miembros de compresión.
03 Sistema integrado residencial de PEC con bajas emisiones de carbono
Secciones compuestas de hormigón y acero parcialmente envueltas para edificios residenciales, que combinan resistencia al fuego con eficiencia estructural.
04 Edificio integrado de acero de varios pisos
Sistemas estructurales prefabricados de acero para edificios de varios pisos y edificios de gran altura con conexiones cerradas para el montaje rápido en el lugar.
06 Acero integrado residencial ultraligero
Enmarcado de acero de paredes finas formado en frío para edificios residenciales y comerciales ligeros de bajo nivel con requisitos mínimos de fundación.
07 Sistema integrado modular de construcción
Modulos volumétricos completos en la fábrica con estructura integrada, envoltura y MEP, transportados al sitio para la empilación e instalación inmediata.
08 Tecnología BIPV de techos metálicos
Fotovoltaica integrada en edificios en techos metálicos de costura permanente, convertido en activos de generación de energía en envoltorios de edificios industriales.
09 Puente de estructura de acero prefabricado
Sistemas de puentes de acero modulares para aplicaciones peatonales, de carretera e industriales, diseñados para un despliegue rápido y una interrupción mínima en el sitio.
Tres tecnologías clave
Más allá de los nueve sistemas estructurales, Permanent Steel ha desarrollado tres tecnologías clave que respaldan todas ellas los métodos de diseño, fabricación y construcción inteligentes que diferencian nuestra ejecución de la fabricación de estructuras de acero convencionales.
1. Tecnología de diseño inteligente para estructuras de rejilla espacial
Un sistema de diseño integrado CAD-CAM que utiliza el modelado parámétrico para generar topologías de la red, realiza análisis de elementos finitos y optimización estructural en el mismo entorno, y exporta datos de fabricación directamente a equipos CNC sin reingresos de datos manuales. Esto elimina los errores de traducción que ocurren cuando los dibujos de diseño son interpretados manualmente por las tiendas de fabricación. Conozca más sobre la tecnología de diseño inteligente
2. Estructura de acero Tecnología de fabricación inteligente
Una línea de producción inteligente desarrollada por sí misma que integra el corte CNC, soldadura robótica, procesamiento automático de tubos y monitoreo de producción en tiempo real. El sistema recibe datos de diseño directamente del entorno CAD, programa el equipo CNC automáticamente y rastrea a cada miembro a través del proceso de producción con trazabilidad digital. Conozca más sobre la tecnología de fabricación inteligente →
3. Estructura de acero Tecnología de construcción inteligente
Un conjunto de métodos de construcción para montar estructuras espaciales complejas de manera segura y eficiente: el revestimiento hidráulico para grandes estructuras de red, el levantamiento sincrónico controlado por ordenador para techos de larga distancia, la instalación deslizante para estructuras sobre espacios ocupados y el tensamiento pretsurrido para sistemas de cuerdas de vigas. Estos métodos permiten la erección de estructuras que no se pueden instalar con enfoques convencionales basados en grúas. Conozca más sobre la tecnología de construcción inteligente →
Publicaciones, Normas y liderazgo industrial
La investigación de Permanent Steel se extiende más allá de las patentes en la base de conocimientos formales de la industria de la construcción de acero. Hemos contribuido a más de 30 publicaciones y estándares de la industria incluyendo artículos técnicos en revistas de ingeniería revisadas por pares, capítulos en manuales de diseño de la industria y participación en la redacción de estándares nacionales e industriales para el diseño de estructuras de acero, fabricación y construcción.
Una empresa que ayuda a redactar la norma ha demostrado ante el comité de normas que posee experiencia en la frontera del campo. Cuando se revisa la norma, el comité solicita la aportación de empresas con experiencia documentada en proyectos en el ámbito técnico pertinente. los métodos de diseño de las estructuras de la rejilla espacial, los criterios de aceptación de la soldadura de estructuras de acero, los requisitos técnicos de los edificios de acero prefabricados y la terminología de fabricación digital de estructuras de acero.
Para los clientes internacionales, esto significa que los métodos de ingeniería detrás de su proyecto no son improvisados están informados por el mismo conocimiento técnico que moldea los estándares de la industria. Cuando surgen preguntas sobre la metodología de diseño, las tolerancias de fabricación o la aceptación de la calidad de la construcción, podemos hacer referencia a las disposiciones estándar específicas que rigen cada decisión, porque en muchos casos, contribuimos a escribir esas disposiciones.
Nuestro resultado de investigación también está validado por el Premios y reconocimientos En el artículo de la Comisión de Investigación, se describe en nuestra página de honores, incluyendo el Premio Nacional de Progreso en Ciencia y Tecnología de la Energía y el 1er Premio de la Asociación de Estructuras Metalizas de la Construcción de China y la China Steel Construction Society cada uno reconociendo un área distinta de nuestra contribución a la investigación.
Infraestructura de I+D y capacidad de ensayo
La investigación en ingeniería estructural requiere más que cálculos de escritorio y simulaciones de software. Requiere instalaciones de pruebas físicas donde se validan las predicciones teóricas contra el comportamiento de materiales reales, conexiones y ensamblajes estructurales. La infraestructura de I + D de Permanent Steel incluye capacidades de prueba que cercan la brecha entre los modelos analíticos y la realidad fabricada.
Nuestras capacidades de prueba incluyen: pruebas de materiales (análisis de resistencia, impacto, dureza y composición química de aceros estructurales); pruebas de soldadura (registros de calificación de procedimiento con pruebas mecánicas de muestras de soldadura, incluidas las de resistencia, curva, impacto de V-nicho de Charpy y examen macro-etch); pruebas de conexión (pruebas físicas a gran escala de conexiones enroscadas y soldadas bajo carga axial, de corte y cíclica); y pruebas de miembros (pruebas de carga en miembros fabricados para verificar la desviación, comportamiento de enroscamiento y capacidad final contra predicciones analíticas).
La infraestructura de ensayo no se utiliza solo para el desarrollo de productos se integra en nuestro sistema de gestión de la calidad de producción. Cada procedimiento de soldadura utilizado en la producción se califica a través de pruebas físicas. Cada lote de material se verifica a través de pruebas de materiales antes de entrar en la línea de producción. Cada nuevo detalle de conexión desarrollado por nuestro equipo de I & D se valida a través de pruebas físicas antes de ser aplicado a un proyecto. Este enfoque basado en pruebas de innovación desarrollar, probar, validar y luego aplicar asegura que nuestras tecnologías funcionen en la práctica, no solo en teoría.
Las imágenes anteriores muestran dos de nuestras líneas de producción especializadas: la línea de producción de tuberías de acero, que fabrica los paquetes de tuberías de acero utilizados en nuestra Sistema estructural compuesto de PEC (Sistema 03) múltiples tuberías de acero conectadas a un paquete que luego se llena de hormigón para crear una columna o un miembro de pared compuesto; y la línea de producción de celosía de barras, que fabrica los elementos de celosía de acero utilizados en las cubiertas de piso compuesto donde se soldan un celosía de acero a una hoja de acero plana, creando un elemento de la cubierta de piso que sirve tanto como moldura como refuerzo para la losa de recarga de hormigón. Estas líneas de producción se desarrollaron internamente y representan la infraestructura de fabricación que traduce nuestra investigación estructural en componentes de construcción fabricables y desplegables.
La línea de producción de celosía de rebar muestra la conexión entre I+D y producción: la geometría de celosía (diámetro de la barra, profundidad de celosía, espacio entre los puntos) se determina por los requisitos estructurales analizados en nuestro modelo de diseño, y la línea de producción recibe estos parámetros como datos de programación CNC la misma tubería digital que impulsa nuestra fabricación de miembros estructurales principales. fabricación inteligente Principio aplicado a los componentes auxiliares: el modelo de diseño es el conjunto de instrucciones de fabricación, sin reentrada manual de datos entre el diseño y la producción.
De la investigación a las normas de la industria
La validación final de la capacidad de I+D no es patentes o premios, es la adopción de su investigación por la industria en general. Los hallazgos de investigación de Permanent Steel han sido incorporados a las normas nacionales e industriales que rigen el diseño, fabricación y construcción de estructuras de acero en toda China. Cuando se revisa un estándar para incluir métodos o criterios desarrollados a través de nuestra investigación, significa que la industria ha reconocido nuestra contribución técnica como lo suficientemente confiable como para exigir a todos los profesionales.
Nuestra participación en las normas abarca múltiples áreas: metodología de diseño de la estructura de la rejilla espacial (contribuyendo a las disposiciones para la selección de la topología de la red, el tamaño de los miembros y el diseño de conexiones en el código nacional de estructuras de la rejilla espacial); criterios de aceptación de soldadura de estructuras de acero (contribuyendo a las disposiciones de aceptación de calidad para las soldadas de placa gruesa, las soldadas de espacio estrecho y las soldadas de servicio de temperatura ultra baja); y requisitos técnicos de edificios de acero prefabricados (contribuyendo a las disposiciones para las tolerancias de fabricación en fábrica, el diseño de conexión de pernos y la secuenciación de construcción para edificios de acero modulares y panelizados).
Para los clientes internacionales, la participación en los estándares significa que los métodos de ingeniería detrás de su proyecto no son experimentales se basan en el mismo marco técnico que rige la construcción de acero en toda una nación. Cuando proponemos un enfoque de diseño, un procedimiento de fabricación o un método de construcción, podemos hacer referencia a las disposiciones estándar que lo apoyan. Y cuando su proyecto requiere desviación de las disposiciones estándar debido a una carga inusual, extensiones extremas o una nueva geometría el mismo equipo de I + D que contribuyó a escribir el estándar está disponible para desarrollar y validar la justificación de ingeniería para el enfoque no estándar.
Esta es la expresión completa de nuestra capacidad de I+D: no sólo resolver los problemas de ingeniería de hoy, sino dar forma al marco técnico que define cómo la industria resuelve los problemas del mañana. autoridad de la industria el tipo que no puede adquirirse mediante la comercialización, sino sólo mediante una contribución técnica sostenida.
Ponga nuestra capacidad de I+D en su proyecto
Si su proyecto requiere una rejilla espacial estándar o un espacio de más de 200 metros, nuestro equipo de ingeniería puede proporcionar una solución técnica validada.