EN
Plokščiosios plieno juostos kaip pagrindiniai apkrovos nešikliai ir stiprinimo elementai Jis turi gerą įrodymą Išskiltinga plokščiųjų plieno juostų stiprumas yra tiksliai kontroliuojamo anglies kiekio ir karštojo valcavimo proceso tikslumo rezultatas. Plieninės juostos takumo stipris artėja prie 345 MPa arba viršija šią reikšmę ir turi ištempti daugiau nei 20 % bei sulūžti. Ši kombinacija yra būtina, kad būtų galima išlaikyti žemės drebėjimų sukeltas sėkmingai be trapaus suirimо. Šio medžiagos gebėjimas lenktis ir lūžti leidžia projektuoti atraminius elementus, kurie yra pakankamai stiprūs, kad išlaikytų pastato svorį ir šonines vėjo sukeltas apkrovas. Tokiomis sąlygomis inžinieriai tikrai teikia pirmenybę plokščiosioms juostoms kaip aukštųjų pastatų šoninėms atramoms. Šiems tikslams architektams reikia medžiagų, kurios gali kontroliuojamai deformuotis plastikškai ir absorbuoti didelę energiją ekstremaliomis sąlygomis.
Našumo palyginimas su kampinėmis ir kanalinėmis skerspjūvies dalimis tempimo ir spaudimo sąlygomis
Dėl beveik vienodų struktūrų plokščiosios juostos tempimo taikymuose veikia geriau nei kampinės skerspjūvies dalys maždaug 15–20 procentų. Dėl vienodo apkrovos pasiskirstymo, kurį užtikrina vienodos skerspjūvio formos, vėlesniems mazgų sugadinimams turėtų būti mažiau tikėtina. Tačiau kanalinės skerspjūvies dalys viršija plokščiąsias juostas spaudimo sąlygomis kilus išlinkimo problemoms. Plokščiosios juostos yra tinkamesnės konstrukcijos elementams, kuriuose svarbiausias yra tempimas. Bendroji konstrukcijos našumas pagerėja taikant hibridinius sprendimus; pavyzdžiui, naudojant ašinio tempimo plokščiąsias juostas kartu su spaudimui skirtomis vamzdinėmis dalimis. Be to, dėl gamybos nuokrypių, kurie paprastai neviršija ±0,5 mm, plokščiosios juostos gali būti naudojamos supaprastinant modulinę statybą.
Plokščiųjų plieno juostų reikšmė tiltų statyboje
Gusset plokščių gamybos ir jungčių patikimumas
Plokščiosios plieno juostos pakeitė kitų rūšių plieną tiltų santvarų ir jungiklių mazgų plokštumų statyboje. Tai susiję su jų vienodais storiais, lengvumu gamybos metu apdorojant ir vienodomis mechaninėmis savybėmis visomis kryptimis. Pavyzdžiui, suvirinimas, gręžimas ir lazerinis pjovimas, kad būtų atlikti pilno įvaržymo suvirinimai, yra daug lengvesni. Šie suvirinimai tikrai turi būti stiprūs, nes mazgų plokštumų jungiamoji našumas simuliuojant žemės drebėjimą gali viršyti 95 %. AASHTO standartai nustato, kad gerai atliktų suvirinimų šlyties atsparumas yra didesnis nei 200 ksi, kas yra kritiška veikiančiame tilte. Šiuolaikinis integruotas projektavimas pagrindė plokščiųjų plieno juostų matmenis ir sukūrė kelis apkrovos perdavimo kelius bei išsamiai suprojektuotus jungiamuosius mazgus, kaip nurodyta AASHTO LRFD 6.13. Faktas yra tas, kad šiuolaikinis inžinerinis projektavimas integruoja plokščiųjų plieno juostų matmenis ir sukuria kelis apkrovos perdavimo kelius.
Atitikimas AASHTO LRFD reikalavimams dėl naudojimo trukmės ir atsparumo nuovargiui
Tiltų komponentai patirs nuolatines eismo apkrovas, o šie komponentai per tiltų projektinį 75 metų tarnavimo laiką patirs daugiau nei 100 milijonų įtempimo ciklų. AASHTO LRFD reikalauja minimalios tiltų komponentų nuovargio atsparumo. Plokščiosios plieno juostos taip pat atitinka AASHTO LRFD nuovargio standartus dėl mikrostruktūros, kuri yra optimaliai orientuota juostos kryptimi, ne metalinių įtraukų kontrolės bei įtrūkių sustabdymo savybių. Laboratorinės bandymų rezultatai parodė, kad šių juostų nuovargio stipris po 2 milijonų ciklų yra apytiksliai 24 ksi, t. y. apytiksliai 35 % didesnis nei palyginamų kampinių profilių, o esant minus 40 laipsnių pagal Farenheitą jos netenka savo kietumo. Šis papildomas gebėjimas leidžia inžinieriams projektuoti naudojant reikalaujamą atsparumo koeficientą, kuris yra apytiksliai 0,95, ir sumažinti atramų storį iki 20 %. Vidutiniškai viename vidutinio plieninio santvarinio tilto sumontuojama 15 tonų mažiau medžiagos. Kaip nustatyta AASHTO LRFD 6.6 skirsnyje, B kategorijos nuovargio detalėse visos svarbios suvirinimo vietos nuolat tikrinamos ultragarsu kaip dalis gamybos proceso.
Plokščiosios plieno juostos suteikia stiprių galimybių statybinių rėmų ir seisminių strypų įrengimui
Suvirinamumas, matmenų stabilumas ir modulinis rėmo surinkimas
Plokščiosios plieno juostos turi nuolatinį ir vienodą skerspjūvį, todėl jas suvirinti žymiai lengviau nei kitas juostas su netolygiu ar nevienodu skerspjūviu. Virinant plokščiąsias plieno juostas deformacija mažiau pastebima, o kai jos veikiamos pakartotinių šilumos ciklų, išlaiko geresnę matmeninę stabilumą nei kitos juostos. Tai yra svarbus privalumas dirbant su iš anksto pagamintais konstrukciniais elementais, nes juostos turi išlaikyti savo formą. Lazerinio pjovimo metu plokščiosios juostos paprastai laikomos turinčiomis tikslumo nuokrypį ±1,5 mm, todėl lengviau atlikti montavimą statybvietėje. Tai bendrai pripažįstama ir priimtina. Plokščiosios plieno rėminės konstrukcijos statybvietėje montuojamos lengviau ir greičiau, nes reikalingų statybvietėje atliekamų pataisymų poreikis žymiai sumažėja, todėl lengviau priderinti rėmus prie iš anksto pagamintų konstrukcinių elementų. Be to, modulinės rėminės konstrukcijos yra struktūriškai patikimos ir teikia atramą sijų ir stulpų jungtims, taip pat palaiko įtemptąsias rėmines konstrukcijas, kurios dažnai naudojamos šiuolaikinėje statyboje.
Programinės įrangos vaidmuo seismiškai atspariuose šlyties sienose ir momentų jungtyse
Plokščiųjų plieno juostų naudojimas yra svarbus seisminių šlyties konstrukcijų projektavime, kai jos išdėstomos lygiagrečiai energiją sugeriančioms šlyties sienoms ir sijų-stulpelių jungtims, kurios reikalauja papildomos lankstumo. Šių juostų plastinė deformacija yra ne mažesnė kaip 20 % pagal ASTM standartus, kad būtų galima sukurti numatytas plastines vyriškas seisminių veiksmų metu ir saugiai sugerti seismines energijas, neleidžiant pastatui žlugti. Specialiuose momentiniuose rėmuose šios plokščiosios juostos projektuojamos taip, kad jėgos būtų paskirstomos suvirintose jungtyse, o ne susitelktos vienoje jungtyje. Manoma, kad tai sumažina vietines žlugimo tikimybę maždaug 66 %, nors šis rodiklis priklauso nuo konkrečių sąlygų. Juostos projektuojamos taip, kad jų takumo stipris ir tempimo stipris būtų tinkamo santykio, todėl juostos lenkiamos dar prieš pasiekdamos galutinį žlugimo lygį. Toks elgesys laikomas geru projektavimo bruožu, padedančiu padidinti visuomenės saugą ir užtikrinti, kad pastatas ištvertų vidutinio ar stipraus žemės drebėjimo poveikį, bet nesugriūtų.
Specializuotų plokščių plieno strypų reikšmė energijos infrastruktūroje
Korozijos apsauga yra būtina plienui, naudojamam energijos infrastruktūroje, kuris yra veikiamas sunkių aplinkos sąlygų. Jūrų platformų statybai dažnai naudojami jūriniai nerūdijantys plienai, pvz., 316L ir 2205 dvilypiai lydiniai. Šie dvilypiai lydiniai yra tik šiek tiek brangesni už įprastus nerūdijančiuosius plienus, o jų PREN reikšmės viršija 40, kas rodo gerą atsparumą chloridų korozijai ir išlaiko tempiamąją stiprybę, didesnę nei 70 ksi. Elektros transformatorių stotims pagrindinis transformatorių ir jungiklių įrangos atraminės konstrukcijos statybos medžiaga yra karštai cinkuotos plokščios juostos. Šios juostos atitinka ASTM A123 standartą ir naudojamos chemiškai agresyvioje bei drėgnoje aplinkoje. Specializuoti plieno rūšių lydiniai sujungia įtempimo korozijos skilimo atsparumą, takumo stiprybę, didesnę nei 65 ksi esant –40 °F temperatūrai, struktūrinę vientisumą bei chromo–nikelio–molibdeno lydinio sudėtį. Be to, šių plieno rūšių anglies kiekis yra mažesnis nei 0,03 %, kas palengvina suvirinimą ir sumažina įtrūkimų riziką gaminant storesnes dalis. Juostos taip pat suprojektuotos ir pagamintos taip, kad užtikrintų aukščiausią patikimumą dinaminėms apkrovoms perduodant ir saugant nuo žemės drebėjimų – tai yra standartinės reikalavimų energijos sektoriuje.
Dažniausiai užduodami klausimai
Kokias privalumus plokščiosios plieno juostos suteikia konstrukcijoms, kurios suprojektuotos atlaikyti žemės drebėjimus?
Dėl savo unikalių savybių, tokių kaip stiprumas ir plastinė deformacija, plokščiosios plieno juostos gali atlaikyti seismines apkrovas ir yra mažiau linkusios suirti ar sulūžti nei kitos statybos medžiagos.
Kokia yra plokščiųjų plieno juostų našumas atsižvelgiant į tempiamąją ir spaudžiamąją stiprybę?
Dėl savo formavimo galimybių plokščiosios plieno juostos gerai atlaiko tempiamąsias apkrovas ir yra tinkamos todėl, kad apkrovos vienodai pasiskirsto visoje juostoje, todėl apkrova keliamas lengviau. Kita vertus, kanalinės formos profiliai laikomi geresniais už juostas apkrovų poslinkiui.
Kokie pagrindai paaiškina plokščiųjų plieno juostų naudojimą tiltų konstrukcijose kaip mazgų plokščių (gusset plates)?
Patikimos plokščiosios plieno juostos turi nuolatinės mechaninės elgsenos ir matmenų savybes, todėl jos yra geresnės statybos medžiagos, kai reikia gaminti stipresnes mazgų plokštes ir jungtis tiltų statyboje.
Kokie yra plokščiųjų plieno juostų privalumai statant iš anksto pagamintus rėmus?
Plokščiųjų plieno juostų naudojimas statant iš anksto pagamintus rėmus leidžia sumažinti montavimo laiką statybvietėje ir padeda išlaikyti konstrukcijos struktūrinį vientisumą plieniniuose modulinio tipo rėmuose.
Kurios plokščiųjų plieno juostų kategorijos turi korozijos atsparumą energijos sektoriaus statyboje?
316L ir 2205 dvigubo (duplex) lydiniai nurodyti kaip aukštos kokybės, nes jie turi stiprumo ir korozijos atsparumo savybes statybiniams medžiagoms energijos sektoriuje.