כיצד לבחור רכיבי מבנה פלדה טובים?

בחירת איכות גבוההרכיבי מבנה פלדהקובע את הבטיחות, אורך החיים ואת עלות הפרויקט הכוללת. מהנדסים חייבים להעריך את סוג החומר, דיוק החתך, איכות הייצור ומערכות ההגנה. כל גורם משפיע על כושר העומס, עמידות לעייפות וצורכי התחזוקה.

צריכת הפלדה העולמית בבנייה עולה על 1.8 מיליארד טון בשנה, על פי נתוני איגוד הפלדה העולמי. כשלים מבניים של פלדה קשורים לעתים קרובות לבחירה לקויה של רכיבים ולא לשגיאות תכנון. בחירת רכיבים לקויה מגדילה לעתים קרובות את עלויות מחזור החיים ביותר מ-20 אחוז. בחירה טובה מפחיתה את הסיכון המבני ומשפרת את יעילות הבנייה.

דרגת חומר של רכיבי מבנה פלדה

דירוג החומר מהווה את הבסיס לאיכות הרכיבים. למדינות ואזורים שונים יש סטנדרטים שונים לדירוגי פלדה. לדוגמה, Q235 ו-Q355 נפוצים בפלדת מבנה בסין. בארצות הברית, ASTM A36 ו-ASTM A572 Grade 50 נפוצים. רכיבי EN S355 הם הנפוצים ביותר בשוק האירופי.

עם התפתחות הגלובליזציה העסקית, יהיו יותר ויותר רכישות חוצות גבולות. על מנת לפתור את בעיית הסטנדרטים השונים של מוצרים וחומרי גלם, ספקים נדרשים לספק אישורי חומר מוסמכים כדי להבטיח שחוזק הכניעה, חוזק המתיחה וההתארכות של מוצריהם עומדים בסטנדרטים של הרוכש. חוזק הכניעה של פלדת Q235 אינו פחות מ-235 מגה פסקל, ופלדת Q355 דומה ל-EN S355 ומגיעה ל-355 מגה פסקל. חוזק הכניעה של ASTM A36 אינו פחות מ-250 מגה פסקל, ו-ASTM A572 דרגה 50de הוא כ-345 מגה פסקל.

גודל חתך רוחב ודיוק גיאומטרי של רכיבי מבנה פלדה

גודל החתך הוא הפרמטר המרכזי שקובע את כושר הנשיאה, חוזק המתיחה והקשיחות של הרכיב. נטילת חומר גלגול חםפלדה בצורת Hלדוגמה, כאשר הגובה קטן מ-400 מ"מ, הסטייה המותרת של רוחב האוגן נשלטת בדרך כלל בטווח של ±2 מ"מ, וסטיית עובי הרשת לא צריכה לעלות על ±0.5 מ"מ. ישרות הרכיב היא גם קריטית, והסטייה בדרך כלל אינה גדולה מ-1/1000 מאורך הרכיב. לדוגמה, עבור קורה באורך 12 מטר, סטיית הכיפוף צריכה להיות קטנה מ-12 מ"מ.

הדיוק הגיאומטרי של הרכיבים ישפיע על יעילות הנשיאה ועל קושי ההתקנה של הרכיבים. למבני פלדה יש ​​דרישות גבוהות ביותר לדיוק ההתקנה במהלך הבנייה. שגיאת הדיוק של הרכיב בגודל או בחור ההרכבה תגרום לכך שהרכיב לא יותקן בצורה חלקה כמתוכנן. זה לא רק מחייב את הגורם הבנייה לבצע שינויים באתר של הרכיבים, מה שמגדיל את זמן הפרויקט ועלותו, אלא גם צובר סיכונים ומגביר את סיכוני הבטיחות של הבניין.

יש צורך לבחור ספק גדול יותר. מכיוון שלספקים גדולים ואיכותיים יש בדרך כלל מכונות בדיקה אולטרסאונד, מכונות חיתוך לייזר, קידוח CNC תלת-ממדי וציוד אחר. ציוד זה יכול להפחית את שגיאת הדיוק של רכיבים בריתוך ובעיבוד שבבי. ניתן לשלוט בשגיאת גודל החיתוך בטווח של ±1 מ"מ, ושגיאת מיקום הקידוח אינה עולה על ±0.5 מ"מ. יחד עם זאת, לספקים גדולים יש בדרך כלל צוות של מעצבים מנוסים, שיכולים למנוע סיכונים וצרות רבים מראש.

טיפול נגד קורוזיה של רכיבי מבנה פלדה

לאור החלודה הקלה של מוצרי פלדה, טיפול נגד קורוזיה הוא חלק חשוב במדידת חיי השירות ואיכותם של רכיבי מבנה פלדה. באופן כללי, הטיפול נגד קורוזיה של רכיבי מבנה פלדה מחולק לשלושה חלקים, כלומר ציפוי נגד חלודה, התזת ירייה והסרת חלודה, וציפוי נגד חלודה.

גלוון חם הוא שיטת הגנה נפוצה לפלדה. עובי שכבת האבץ הוא בדרך כלל 65 עד 85 מיקרומטר, שיכול לספק הגנה במשך יותר מ-30 שנה בסביבה קורוזיבית בינונית. קישור זה מסופק בדרך כלל ישירות על ידי יצרן חומר הגלם של הפלדה. לאחר השלמת הייצור, היצרן צריך לפוצץ את הרכיבים. באמצעות ההשפעה המתמשכת של התזת כדורים מסתובבת במהירות גבוהה, הלכלוך והחלודה על פני השטח של הרכיבים מתקלפים. במקביל, תהליך זה יגביר את חספוס פני השטח של הרכיב וישפר את הידבקות הציפוי.

ריסוס צבע הוא השלב האחרון בטיפול נגד חלודה במבני פלדה. עובדים ישתמשו בציפויים שונים כדי לרסס את הרכיבים מספר פעמים. מערכות ציפוי איכותיות מורכבות בדרך כלל משכבות מרובות כגון צבע יסוד אפוקסי, צבע ביניים ושכבת ציפוי עליונה מפוליאוריטן, בעובי כולל של 200 מיקרון. מערכת זו מבטיחה את ההגנה המרבית על פני השטח של הרכיב על ידי הציפוי, ויכולה להבטיח מחזור עמידות בפני קורוזיה של 15-20 שנים.

רכיבי חיבור שלא ניתן להתעלם מהם

רכיבי חיבור לרוב קובעים את האמינות המבנית. ברגים, לוחות ועוגנים חייבים להתאים לדרישות העומס. ברגים בעלי חוזק גבוה בדרך כלל עומדים בתקני ASTM A325 או A490. ברגי ASTM A325 מספקים חוזק מתיחה מינימלי של 830 MPa. ברגי A490 מגיעים ל-1,040 MPa. השתמשו בחיבורים בעלי חוזק החלקה קריטי לעומסים דינמיים. חיבורים אלה דורשים מקדמי חיכוך פני השטח מעל 0.35. כוחות המתיחה המקדימים עבור ברגי M20 A325 מגיעים לכ-172 kN.

לוחות החיבור צריכים להתאים או לדרגת הפלדה המקורית. עובי הפלטה נע בדרך כלל בין 8 ל-25 מ"מ במבנים תעשייתיים. ברגי עיגון חייבים לעמוד הן במתיחה והן בגזירה. ברגי עיגון בדרגה 8.8 מספקים חוזק כניעה של 640 מגה פסקל. מרחק קצה מתאים מונע פריצת בטון. מרחק קצה מינימלי צריך להיות שווה לפחות לארבעה קוטרי ברגים. בחירה מדויקת של רכיבים בחיבורים מפחיתה את הסיכון לכשל בחיבורים ביותר מ-40 אחוז באירועים קיצוניים.