EN
Plieno profilio pagrindiniai mechaniniai privalumai pramoninėse konstrukcijose
Plastiškumas ir trapaus žlugimo prevencija judančios bei seismiškos apkrovos sąlygomis
Energijos sugerties ir plastinės deformacijos gebėjimas, kartu su plieno profilių dideliu tempimo stipriu, leidžia pramoniniams rėmams išlaikyti savo vientisumą esant didelėms seisminėms ir smūginėms deformacijoms, tuo tarpu kitiems medžiagų rėmams būdinga trapusis veiksmas (ir todėl jie griūva). Seisminiai bandymai parodė, kad plieninės konstrukcijos gali išlaikyti daugiau kaip septynis kartus didesnę deformaciją nei betoninės konstrukcijos. Šis reiškinys tiesiogiai susijęs su kontroliuojama plastine deformacija, kurią patiria plieninės konstrukcijos jungtyse, tuo metu kai pati konstrukcija išlaiko stabilumą. Tokia plastinė deformacija suteikia plieninėms konstrukcijoms numatytą elgesį, todėl plieniniai rėmai griūva plastiniu būdu, suteikdami pastato gyventojams laiko pasitraukti ir taip užtikrindami žmonių gyvybės saugą įvykio metu. Ši savybė atitinka šiuolaikinius gyvybės saugos reikalavimus, nustatytus ASCE 7 ir AISC 341 standartuose.
Lengvesnės ilgųjų tarpsnių membraninės konstrukcijos dėl plieno aukšto stiprio svorio santykio
Palyginti su kitomis rėmo medžiagomis, plieninių rėmų naudojimas yra pigesnis ir leidžia didelius atstumus (dėl jų mažo svorio). Masinis konstrukcinio plieno rėmas sumažina atramų svorį apytiksliai 60 % palyginti su masinėmis betoninėmis rėmo sistemomis. Galima pasiekti daugiau nei 30 m ilgio atramas, kas yra naudinga didelėms gamybos pastatų konstrukcijoms, o dėl sistemos mažo svorio rėmas tampa seismiškai atspariu rėmu su mažesniais seismine apkrova ir inercija veikiamais apkrovomis. Dideliems pastatams (mažesniems nei) 30 m atramų ilgiui naudojant vartus formos rėmus su masiniais profiliais pasiekta reikšminga naudingos grindų ploto ir energinio naudingumo gerinimo įtaka.
Plieninių profilių nešančioji galia rėmo konstrukcijose.
Įvairių plieninių profilių gebėjimas deformuotis nuolatinės apkrovos sąlygomis esant sunkiosios technikos apkrovoms ir aukštoms ciklinėms įtempimams.
Armatuotų plieno profilių matmenų stabilumas yra puikus nuolatinėms ir reikalaučioms pramoninėms aplikacijoms, kuriose polimerinės deformacijos (krepavimas), nuovargis ir nuolatinė deformacija neįtakoja to matmenų stabilumo. Dauguma pramoninių konstrukcinių elementų išlaiko šį stabilumą paminėtomis darbo sąlygomis. Aukštos takumo stiprio plieno konstrukciniai elementai (takumo stipris svyruoja nuo 350 iki 550 MPa) visiškai lankomi ir nedelsiant grįžta į pradinę darbo formą. Pramonės standartinis takumo stiprio klasifikavimas plieno profiliams yra apytiksliai 250 MPa – tai standartinė vertė daugumai pramonėje naudojamų profilių, kuri užtikrina, kad stabilumo kontrolės sistema nepradėtų mikrotrūkščių, kurios būtų kontroliuojamos išlaikant jas žemiau tam tikros ribos; tai reiškia, kad veikiančioji sistema nepradeda šių trūkščių. Pačios trūkščios pasiskirsto visoje konstrukcijoje ir, nors jų pastebėti sunku, sistema jas išsisklaido. Trūkščių kontrolės sistema jų nepradeda. Metalurginė trūkščių kontrolės sistema susijusi su šių trūkščių pasiskirstymu visoje konstrukcijoje.
Momentų atsparūs sujungimai.
Portalinių rėmų projektavimo klausimai apima momentų atsparumo ir atramos stabilumo subalansavimą. Portaliniuose rėmuose H- ir I-profiliai tikėtina, kad sėkmingai atliks integruotą naudingą laikančiąją funkciją. Gegnėms ir pamatams (purlinams) dažniausiai naudojami H- ir I-profiliai, o ne T-profiliai, nes jų liektenys yra sukraptytos, kad būtų optimizuota lenkimo atsparumas ir taip pasiektas efektyvus momentų atsparumas stogui. Portaliniuose rėmuose vienodų sienelių ir liektenų storio H-profiliai naudojami kaip pamatiniai (purlinų) sijos, o I-profiliai – kaip gegnės.
Sujungimų projektavimas ir detaliavimas: sisteminė stabilumas ir plieninių profilių vaidmuo
Tiek varžytiniai, tiek suvirintieji sujungimai bei jų poveikis sukimosi apribojimams, poslinkių normoms ir rėmų lenkiamajam standumui
Rėmelio elgsena priklauso nuo sujungimo tipo: varžtų sujungimai užtikrina lankstų arba reguliuojamą sukamąją varžą, todėl palengvina šiluminį išsiplėtimą ir rėmelio perkonfigūravimą, dėl ko jie yra labai tinkami modulinėms ir pritaikomoms pastatams. Daugumoje pramonės taikymų aukštosios stiprybės varžtai užtikrina reikiamą rėmelio standumą ir taip pat sumažina įtempimą rėmelyje. Kita vertus, suvirinti sujungimai sukuria standų rėmelį, kuris padeda sumažinti poslinkį ir šoninį rėmelio poslinkį, kuris gali siekti net 30 % suvirintuose sujungimuose ir būti lygus 0 % rėmelio sujungimuose – tai svarbu, kai leistinas deformacijos dydis yra mažesnis nei ±0,2 % rėmelio pločio. Virinant susidaro šilumos paveikta zona, kurią reikia patikrinti po suvirinimo, o taip pat reikia pašalinti įtempimus iš rėmelio dėl didelės eksploatacijos apkrovos, priešingai nei periodinės apkrovos visame suvirinimo metu. Kiekvieno sujungimo mazgo projektavimas turi numatyti plieno šiluminį išsiplėtimą, kuris vidutiniškai sudaro 12 × 10−6/°C, naudojant išilgines skyles arba šiluminio išsiplėtimo sąvaras.
Profilio plieno atsparumas korozijai pavojingose aplinkose
Chemikalai, dūmai, garai ir dulkių dalelės pradeda koroduoti plieną pramoninėse sąlygose, keldamos gamintojams iššūkį. Tačiau plieno ilgaamžiškumą ir korozijos atsparumą galima dar labiau pagerinti. Plieno ilgaamžiškumas ir patikimumas susiję su procesu, vadinamu E-A-D. Karštojo panardinimo E-A-D metu naudojamas metalurgiškai sujungtas cinkas, kuris veikia kaip anodas ir padidina pagrindinio metalo korozijos atsparumą už cinko sluoksnio ribų. Norint sustiprinti plieno apsaugą vietose, kur korozijos rizika yra didesnė (pvz., naftoschemijos ar šiukšlių perdirbimo įmonėse), papildomas daugiasluoksnis E-A-D, taikomas virš cinkavimo sluoksnio, pasiekia tokį patį poveikį kaip ir cinkavimas, tačiau be cinkavimo sąnaudų. Kartu su reguliariais vizualiniais patikrinimais ir tiksliniais paviršiaus nuvalymais ši daugiapakopė apsauga išlaiko konstrukcijos vientisumą dešimtmečius. Rezultatas – E-A-D faktorius, kuris yra aukštesnis nei kitų medžiagų, tokių kaip mediena, plytos ar neapdoroti metalai. Todėl E-A-D atveju medžiaga, renkama pirmiausia, yra plienas.
Dažnai užduodami klausimai (Prašymai)
Kodėl plieną pasirinkti kaip pagrindinį statybos rėmų komponentą?
Dėl aukštos tempiamosios stiprybės, plastinumo ir dinaminių bei seisminių apkrovų atsparumo plienas yra galutinis statybos medžiaga.
Koks privalumas statyti naudojant H-formos ir I-formos sijas?
I-formos sijos naudojamos kaip gegnės dėl jų optimizavimo lenkimo momentams, o H-formos sijos naudojamos pramoninėse konstrukcijose dėl didesnės stabilumo ir laikančiosios galios.
Kaip plienas išlaiko save seisminių sąlygų metu?
Plienas gali deformuotis nepažeisdamas savo vientisumo, o skirtingai nuo kitų statybos medžiagų, seisminių situacijų metu jis nesugenda.
Kokios strategijos naudojamos korozijos prevencijai pramoninėse plieninėse konstrukcijose?
Agresyvios pramoninės sąlygos reikalauja stipresnės apsaugos nuo korozijos, pvz., dvigubo (duplex) apsauginio sluoksnio ar karštojo šiluminio cinkavimo.
Kurios jungtys tinka geriau pramoninėms konstrukcijoms – varžytos ar suvirintos?
Abi priemonės turi privalumų. Varžtinių jungčių montavimas yra lankstus ir paprastas, tuo tarpu suvirintos jungtys yra tvaresnės ir gali sumažinti rėmo išlinkimą, tačiau reikalauja atidžios vidurinės / po surinkimo inspekcijos bei papildomos šiluminės apdorojimo.