Kuidas valida häid teraskonstruktsiooni komponente?

Kvaliteetse toote valimineteraskonstruktsioonide komponendidmäärab ohutuse, kasutusea ja projekti kogumaksumuse. Insenerid peavad hindama materjali klassi, sektsiooni täpsust, valmistuskvaliteeti ja kaitsesüsteeme. Iga tegur mõjutab kandevõimet, väsimuskindlust ja hooldusvajadust.

Maailma Teraseassotsiatsiooni andmete kohaselt ületab ülemaailmne terasetarbimine ehituses 1,8 miljardit tonni aastas. Konstruktsiooniterase rikkeid seostatakse sageli pigem halva komponentide valiku kui projekteerimisvigadega. Halb komponentide valik suurendab sageli elutsükli kulusid enam kui 20 protsenti. Hea valik vähendab konstruktsiooniriske ja parandab ehituse efektiivsust.

Teraskonstruktsiooni komponentide materjaliklass

Materjali klass on komponentide kvaliteedi alus. Erinevates riikides ja piirkondades on teraseklasside jaoks erinevad standardid. Näiteks Hiinas kasutatakse konstruktsiooniterase puhul tavaliselt Q235 ja Q355. Ameerika Ühendriikides kasutatakse tavaliselt ASTM A36 ja ASTM A572 klassi 50. EN S355 komponendid on Euroopa turul kõige levinumad.

Äri globaliseerumise arenguga toimub üha rohkem piiriüleseid oste. Erinevate toote- ja toorainekvaliteedi standardite probleemi lahendamiseks peavad tarnijad esitama usaldusväärsed materjalisertifikaadid, et tagada oma toodete voolavuspiiri, tõmbetugevuse ja venivuse vastavus ostja standarditele. Q235 terase voolavuspiir on vähemalt 235 MPa ja Q355 teras on sarnane EN S355-ga, ulatudes 355 MPa-ni. ASTM A36 voolavuspiir on vähemalt 250 MPa ja ASTM A572 klassi 50de puhul on see umbes 345 MPa.

Teraskonstruktsiooni komponentide ristlõike suurus ja geomeetriline täpsus

Ristlõike suurus on peamine parameeter, mis määrab komponendi kandevõime, tõmbetugevuse ja jäikuse. Kuumvaltsimise puhulH-kujuline terasNäiteks kui kõrgus on alla 400 mm, siis ääriku laiuse lubatud hälve on üldiselt ±2 mm ja võrgu paksuse hälve ei tohiks ületada ±0,5 mm. Komponendi sirgus on samuti oluline ja hälve ei ole tavaliselt suurem kui 1/1000 komponendi pikkusest. Näiteks 12 meetri pikkuse tala puhul peaks paindehälve olema alla 12 mm.

Komponentide geomeetriline täpsus mõjutab komponentide kandevõimet ja paigaldamise raskust. Teraskonstruktsioonidega hoonete ehituse ajal on paigaldustäpsuse nõuded äärmiselt kõrged. Komponendi suuruse või kinnitusava täpsusviga põhjustab komponendi sujuva ja projekteerimata paigaldamise ebaõnnestumise. See mitte ainult ei nõua ehitajalt komponentide kohapealset modifitseerimist, mis suurendab projekti aega ja kulusid, vaid akumuleerib ka riske ja suurendab hoone ohutusriske.

Suurema tarnija valimine on vajalik. Kuna suurtel ja kvaliteetsetel tarnijatel on üldiselt ultraheli testimismasinad, laserlõikusmasinad, 3D CNC puurimismasinad ja muud seadmed, saavad need seadmed vähendada keevitus- ja mehaanikakomponentide täpsusviga. Lõikesuuruse viga saab kontrollida ±1 mm piires ja puurimisasendi viga ei ületa ±0,5 mm. Samal ajal on suurtel tarnijatel üldiselt kogenud disainerite meeskond, kes aitab vältida paljusid riske ja probleeme.

Teraskonstruktsioonide komponentide korrosioonivastane töötlemine

Terasetoodete kerge roostetamise tõttu on korrosioonivastane töötlus oluline osa teraskonstruktsioonide komponentide kasutusea ja kvaliteedi mõõtmisel. Üldiselt jaguneb teraskonstruktsioonide komponentide korrosioonivastane töötlus kolmeks osaks: roostevastane kate, haavelpuhastus ja rooste eemaldamine ning roostevastane kate.

Kuumtsinkimine on terase tavaline kaitsemeetod. Tsingikihi paksus on tavaliselt 65–85 µm, mis tagab mõõdukalt söövitavas keskkonnas kaitse enam kui 30 aastaks. Selle ühenduse tagab tavaliselt otse terasetooraine tootja. Pärast tootmise lõpetamist peab tootja komponente puhastama. Kiire pöörleva haavelpuhastuse pideva mõju abil kooritakse komponentide pinnalt mustus ja rooste maha. Samal ajal suurendab see protsess komponendi pinna karedust ja parandab katte nakkumist.

Värvipihustamine on teraskonstruktsioonide roostevastase töötlemise viimane etapp. Töötajad kasutavad komponentide mitu korda pritsimiseks erinevaid katteid. Kvaliteetsed kattesüsteemid koosnevad tavaliselt mitmest kihist, näiteks epoksüüdkruntvärvist, vahevärvist ja polüuretaanist pealisvärvist, kogupaksusega 200 μm. See süsteem tagab komponendi pinna maksimaalse kaitse kattekihiga ja võib tagada 15–20-aastase korrosioonivastase tsükli.

Ühenduse komponendid, mida ei saa ignoreerida

Ühenduskomponendid määravad sageli konstruktsiooni töökindluse. Poldid, plaadid ja ankrud peavad vastama koormusnõuetele. Kõrge tugevusega poldid vastavad tavaliselt ASTM A325 või A490 standarditele. ASTM A325 poltide minimaalne tõmbetugevus on 830 MPa. A490 poltide tõmbetugevus ulatub 1040 MPa-ni. Dünaamiliste koormuste korral kasutage libisemiskriitilisi ühendusi. Need ühendused vajavad pinna hõõrdetegureid üle 0,35. M20 A325 poltide eelpingestusjõud ulatuvad umbes 172 kN-ni.

Ühendusplaadid peaksid vastama põhiterase klassile või ületama seda. Tööstushoonetes on plaadi paksus tavaliselt 8–25 mm. Ankrupoldid peavad taluma nii tõmbe- kui ka nihkejõudu. 8.8 klassi ankrupoldid pakuvad voolavuspiiri 640 MPa. Õige servakaugus hoiab ära betooni purunemise. Minimaalne servakaugus peaks olema vähemalt nelja poldi läbimõõduga. Ühenduste täpne komponentide valik vähendab vuukide purunemise riski äärmuslikes olukordades enam kui 40 protsenti.