Yapısal Çelik - Structural steel

Çeşitli yapısal çelik şekiller

Yapısal Çelik kategorisidir çelik yapmak için kullanılır inşaat malzemeleri çeşitli şekillerde. Birçok yapısal çelik şekiller uzun bir kiriş şeklini alır. profil belirli bir enine kesit. Yapısal çelik şekiller, boyutlar, kimyasal bileşim, mukavemetler, depolama uygulamaları vb. gibi mekanik özellikler, aşağıdakiler tarafından düzenlenir: standartları çoğu sanayileşmiş ülkede.

Çoğu yapısal çelik şekil, örneğin benkirişler yüksek var ikinci anlar bu, kesit alanlarına göre çok sert oldukları ve bu nedenle aşırı sarkma olmaksızın yüksek bir yükü destekleyebilecekleri anlamına gelir.

Ortak yapısal şekiller

Mevcut şekiller, dünya çapında yayınlanmış birçok standartta açıklanmıştır ve bir dizi uzman ve tescilli enine kesitler de mevcuttur.

Bir çelik ben- kiriş, bu durumda bir evde ahşap kirişleri desteklemek için kullanılır.
  • benkiriş (benşekilli kesit - Britanya'da bunlar arasında Evrensel Kirişler (UB) ve Evrensel Sütunlar (UC); Avrupa'da IPE, HE, HL, HD ve diğer bölümleri içerir; ABD'de Geniş Flanş (WF veya W-Shape) içerir ve H bölümler)
  • Z-Şekli (zıt yönlerde yarım flanş)
  • HSS-Şekli (İçi boş yapısal bölüm SHS (yapısal içi boş bölüm) olarak da bilinir ve kare, dikdörtgen, dairesel (boru ) ve eliptik kesitler)
  • Açı (Lşekilli kesit)
  • Yapısal kanal veya C-beam veya C enine kesit
  • Tee (Tşekilli kesit)
  • Ray profili (asimetrik benkiriş)
  • Çubuk, dikdörtgen bir enine kesite sahip uzun bir parça, ancak a çarşaf.
  • Çubuk, genişliğine göre uzun yuvarlak veya kare kesitli; Ayrıca bakınız inşaat demiri ve dübel.
  • Levha, 6 mm'den kalın metal levhalar veya1⁄4 içinde.
  • Açık ağ çeliği kiriş

Birçok bölüm tarafından yapılırken Sıcak veya soğuk yuvarlanma, diğerleri tarafından yapılır kaynak birlikte düz veya bükülmüş plakalar (örneğin, en büyük dairesel içi boş bölümler, daire şeklinde bükülmüş ve dikişle kaynaklanmış düz plakadan yapılmıştır).[1]

Şartlar açılı demir, kanallı ütü, ve sac önceden beri ortak kullanımda dövme demir ticari amaçlar için çelik ile değiştirildi. Ticari ferforje çağından sonra yaşamışlardır ve bugün bile çelik köşebent, kanal stoğu ve saca atıfta bulunarak gayri resmi olarak duyulmaktadırlar. yanlış adlar (bazen alüminyum folyo için gayri resmi olarak kullanılan "kalay folyo" ile karşılaştırın). Metal işleme bağlamları için resmi yazıda, aşağıdaki gibi doğru terimler açılı dipçik, kanal stoğu, ve çarşaf kullanılmış.

Standartlar

Standart yapısal çelikler (Avrupa)

Avrupa'da kullanılan çoğu çelik, Avrupa standardı EN 10025. Bununla birlikte, birçok ulusal standart da yürürlükte kalmaktadır.[kaynak belirtilmeli ]

Tipik kaliteler "S275J2" veya "S355K2W" olarak tanımlanır. Bu örneklerde, 'S' mühendislik çeliğinden ziyade yapısal anlamına gelir; 275 veya 355, akma dayanımı milimetre kare başına newton cinsinden veya eşdeğeri megapaskallar; J2 veya K2 malzemeleri belirtir sertlik Referans olarak Charpy darbe testi değerler; ve 'W', ayrışma çeliği. İnce taneli çeliği ('N' veya 'NL') belirtmek için başka harfler kullanılabilir; söndürüldü ve temperlendi çelik ('Q' veya 'QL'); ve termomekanik olarak haddelenmiş çelik ("M" veya "ML").


1. S275JOH Spesifikasyonu S275JOH, EN 10219 şartnamesinde, EN 10210 standardında çelik kalitesidir. Ve en yaygın olarak kullanılan spesifikasyon, alaşımsız ve ince taneli çeliklerin Soğuk şekillendirilmiş kaynaklı yapısal içi boş bölümleri olan EN10219 standardıdır.
EN10219-1, dairesel, kare veya dikdörtgen formların soğuk şekillendirilmiş kaynaklı yapısal içi boş bölümleri için teknik teslimat koşullarını belirtir ve daha sonra ısıl işlem olmaksızın soğuk şekillendirilmiş yapısal içi boş bölümler için geçerlidir.
S275JOH boru toleransları, boyutları ve kesitsel s275 boru özellikleri için gereksinimler EN 10219-2'de yer almaktadır.
2. S275JOH Çelik Borular üretim Süreci
Çelik üretim süreci, çelik üreticisinin takdirine bağlı olacaktır. S275JOH karbon çelik borular ERW, SAW veya dikişsiz işlemlerde yapılabilir. Tüm S275JOH çelik malzeme ve S275JOH borular EN10219 standartlarına uygun olmalıdır.[2]


Mevcut normal akma dayanımı dereceleri 195, 235, 275, 355, 420 ve 460'tır, ancak bazı kaliteler diğerlerinden daha yaygın olarak kullanılmaktadır; Birleşik Krallık'ta neredeyse tüm yapısal çelikler S275 ve S355 kaliteleridir. Daha yüksek kaliteler su verilmiş ve temperlenmiş malzemede mevcuttur (500, 550, 620, 690, 890 ve 960 - 690'ın üzerindeki kaliteler şu anda inşaatta çok az kullanılırsa da).

Bir dizi Euronorms bir dizi standart yapısal profilin şeklini tanımlayın:

Standart yapısal çelikler (ABD)

ABD'de bina yapımı için kullanılan çelikler, tarafından tanımlanan ve belirtilen standart alaşımları kullanır. ASTM Uluslararası. Bu çelikler, ile başlayan bir alaşım tanımına sahiptir. Bir ve sonra iki, üç veya dört sayı. Dört sayı AISI çelik kaliteleri yaygın olarak makine mühendisliği için kullanılan makineler ve araçlar tamamen farklı bir özellik serisidir.

Yaygın olarak kullanılan standart yapısal çelikler şunlardır:[3]

Karbon çelikleri

  • A36 - yapısal şekiller ve plaka.
  • A53 - yapısal boru ve borular.
  • A500 - yapısal boru ve borular.
  • A501 - yapısal boru ve borular.
  • A529 - yapısal şekiller ve plaka.
  • A1085 - yapısal boru ve borular.

Yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelikler

  • A441 - yapısal şekiller ve plakalar - (A572 ile değiştirilmiştir)
  • A572 - yapısal şekiller ve plakalar.
  • A618 - yapısal boru ve borular.
  • A992 - Olası uygulamalar W veya S I-Kirişlerdir.
  • A913 - Su verilmiş ve Kendinden Temperlenmiş (QST) W şekilleri.
  • A270 - yapısal şekiller ve plakalar.

Korozyona dayanıklı yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelikler

  • A243 - yapısal şekiller ve plakalar.
  • A588 - yapısal şekiller ve plakalar.

Su verilmiş ve tavlanmış alaşımlı çelikler

  • A514 - yapısal şekiller ve plakalar.
  • A517 - kazanlar ve basınçlı kaplar.
  • Eglin çelik - Ucuz havacılık ve silah ürünleri.

Dövme Çelik

  • A668 - Çelik Dövülerek
Ön yüklemesiz cıvata tertibatı (EN 15048)
Ön yükleme cıvatası tertibatı (EN 14399)

CE işareti

Kavramı CE işareti tüm yapı ürünleri ve çelik ürünler için Yapı Ürünleri Direktifi (CPD). CPD bir Avrupa Direktifi Avrupa Birliği içinde tüm yapı malzemelerinin serbest dolaşımını sağlayan.

Çelik bileşenler "güvenlik açısından kritik" olduğundan, CE İşaretine, Fabrika Üretim Kontrolü (FPC) Üretildikleri sistem, Avrupa Komisyonu tarafından onaylanmış uygun bir belgelendirme kuruluşu tarafından değerlendirilmiştir.[4]

Bu durumuda çelik bölümler, cıvatalar ve fabrikasyon çelik yapı gibi ürünler CE İşareti, ürünün ilgili uyumlaştırılmış standarda uygun olduğunu gösterir.[5]

Çelik yapılar için uyumlaştırılmış ana standartlar şunlardır:

  • Çelik profiller ve levha - EN 10025-1
  • İçi boş bölümler - EN 10219-1 ve EN 10210-1
  • Ön yüklenebilir cıvatalar - EN 14399-1
  • Ön yüklemesi olmayan cıvatalar - EN 15048-1
  • Fabrikasyon çelik - EN 1090 -1

Yapısal çelik yapının CE İşaretini kapsayan standart, EN 1090 -1. Standart, 2010'un sonlarında yürürlüğe girmiştir. İki yıllık bir geçiş döneminden sonra, CE İşareti çoğu Avrupa Ülkesinde 2012'nin başlarında zorunlu hale gelecektir.[6] Geçiş döneminin resmi bitiş tarihi 1 Temmuz 2014'tür.

Çelik ve beton

İdeal yapısal malzemeyi seçmek

Çoğu inşaat projesi, yüzlerce farklı malzemenin kullanılmasını gerektirir. Bunlar, tüm farklı özelliklerde beton, farklı özelliklerde yapısal çelik, kil, harç, seramik, ahşap vb. Arasında değişir. Yük taşıyıcı bir yapısal çerçeve açısından, genellikle yapısal çelikten, Somut, duvarcılık ve / veya ahşap, verimli bir yapı oluşturmak için her birinin uygun bir kombinasyonunu kullanarak. Çoğu ticari ve endüstriyel yapı, öncelikle yapısal çelik veya betonarme. Bir yapıyı tasarlarken, bir mühendis, her ikisi de değilse de, malzemenin tasarım için en uygun olduğuna karar vermelidir. Bir yapı malzemesi seçerken dikkate alınan birçok faktör vardır. Maliyet genellikle kontrol eden unsurdur; ancak ağırlık, güç, inşa edilebilirlik, kullanılabilirlik, sürdürülebilirlik ve yangına dayanıklılık gibi diğer hususlar, nihai bir karar verilmeden önce dikkate alınacaktır.

  • Maliyet - Bu inşaat malzemelerinin maliyeti tamamen projenin coğrafi konumuna ve malzemelerin mevcudiyetine bağlı olacaktır. Benzin fiyatının dalgalanması gibi, çimento, agrega, çelik, vb. Fiyatları da değişir. Betonarme, inşaat maliyetlerinin yaklaşık yarısını gerekli kalıp işinden sağlar. Bu, betonun içine döküldüğü ve sertleşene kadar tutulduğu "kutuyu" veya kabı inşa etmek için gerekli keresteyi ifade eder. Formların masrafı hazir BETON Azalan maliyetler ve zaman nedeniyle tasarımcılar için popüler bir seçenek.[7] Ağırlıkla satılan çelik, yapısal tasarımcı, güvenli bir yapısal tasarımı korurken mümkün olan en hafif elemanları belirtmelidir. Birçok benzersiz çelikten ziyade birçok özdeş çelik eleman kullanmak da maliyeti düşürür.[8]
  • Mukavemet / ağırlık oranı - Yapı malzemeleri genellikle mukavemet / ağırlık oranlarına göre sınıflandırılır - veya özgül güç, bir malzemenin yoğunluğuna bölünmesiyle elde edilen mukavemettir. Bu oranlar, malzemenin ağırlığı için ne kadar yararlı olduğunu gösterir, bu da maliyetini ve yapım kolaylığını gösterir. Beton tipik olarak sıkıştırmada gerilimden on kat daha güçlüdür ve bu da ona sıkıştırmada daha yüksek bir mukavemet / ağırlık oranı verir.[9]
  • Sürdürülebilirlik - Birçok inşaat şirketi ve malzeme satıcısı daha çevre dostu hale geliyor. Sürdürülebilirlik nesiller boyu çevrede kalacak malzemeler için tamamen yeni bir düşünce haline geldi. Sürdürülebilir bir malzeme, kurulum sırasında ve kullanım ömrü boyunca çevreyi minimum düzeyde etkiler. Doğru kullanıldığında betonarme ve yapısal çelik sürdürülebilir olabilir. Yapısal çelik elemanların% 80'inden fazlası A992 çeliği adı verilen geri dönüştürülmüş metallerden üretilmiştir. Bu eleman malzemesi daha ucuzdur ve daha önce kullanılan çelik elemanlardan (A36 sınıfı) daha yüksek mukavemet / ağırlık oranına sahiptir.[10] Betonun malzeme bileşenleri, çevreye zararlı olmayan doğal olarak oluşan malzemelerdir ve beton artık geçirgen olacak şekilde dökülebilir ve drenaj veya akış altyapısı ihtiyacını azaltmak için suyun kaplamalı bir yüzeyden akmasına izin verilir. Beton, arazi dolgusunu önleyerek gelecekteki beton uygulamalarında da kırılabilir ve agrega olarak kullanılabilir.[11]
  • Yangına dayanıklılık - Bir bina için en tehlikeli tehlikelerden biri yangın tehlikesidir. Bu özellikle kuru, rüzgarlı iklimlerde ve ahşap kullanılarak inşa edilen yapılar için geçerlidir. Tehlikeli bir yangın tehlikesi durumunda olmadığından emin olmak için yapısal çelikle ilgili özel hususlar dikkate alınmalıdır. Betonarme karakteristik olarak yangın durumunda tehdit oluşturmaz ve hatta yangının yayılmasına ve sıcaklık değişimlerine karşı dirençlidir. Bu, betonu mükemmel bir yalıtım haline getirir ve iklimi korumak için gerekli enerjiyi azaltarak çevrelediği binanın sürdürülebilirliğini artırır.[9]
  • Korozyon - Bazı yapısal malzemeler, su, ısı, nem veya tuz gibi çevredeki bu tür unsurlardan kaynaklanan korozyona karşı hassastır. Yapısal bir malzeme monte edilirken bunu önlemek için özel önlemler alınmalı ve bina sakinleri, eşlik eden bakım gereksinimlerini bilmelidir. Örneğin, yapısal çelik çevreye maruz bırakılamaz çünkü herhangi bir nem veya suyla başka bir temas, paslanmasına neden olarak binanın yapısal bütünlüğünü tehlikeye atar ve bina sakinleri ile komşuları tehlikeye atar.[9]

Betonarme

  • Özellikler - Genel olarak aşağıdakilerden oluşur portland çimentosu, Su, inşaat malzemesi (kaba ve ince) ve çelik takviye çubukları (inşaat demiri ), beton yapısal çeliğe göre daha ucuzdur.
  • Mukavemet - Beton, nispeten yüksek basınç dayanımı özelliklerine sahip, ancak yetersiz gerilme güç / süneklik. Bu, doğası gereği betonu bir yapının ağırlığını taşımak için kullanışlı bir malzeme haline getirir. Çelik inşaat demiri ile güçlendirilmiş beton, yapıya daha güçlü bir çekme kapasitesi ve aynı zamanda süneklik ve esneklik.
  • İnşa Edilebilirlik - Güçlendirilmiş beton dökülmeli ve donmaya veya sertleşmeye bırakılmalıdır. Sertleştikten sonra (tipik olarak 1-2 gün), betonun, çimentolu parçacıklar ile su arasında kimyasal bir reaksiyona girdiği süreç olan kürlenmesi gerekir. Kürlenme süreci 28 gün sonra tamamlanır; ancak yapının doğasına bağlı olarak inşaat 1-2 hafta sonra devam edebilir. Beton hemen hemen her şekil ve boyutta inşa edilebilir. Bir yapısal projede betonarme kullanma maliyetinin yaklaşık yarısı, kalıp işinin yapımına atfedilir. Zamandan ve dolayısıyla maliyetten tasarruf etmek için yapısal beton elemanlar önceden dökülmüş olabilir. Bu, bir betonarme kiriş, kiriş veya kolonun sahadan dökülüp kürlenmeye bırakılması anlamına gelir. Kürlenme işleminden sonra beton eleman şantiyeye teslim edilebilir ve ihtiyaç duyulduğu anda montajı yapılabilir. Beton eleman önceden kürlendiğinden inşaat, montajdan hemen sonra devam edebilir.[9]
  • Yangına dayanıklılık - Beton, mükemmel yangına dayanıklılık özelliklerine sahiptir ve ek inşaat maliyeti gerektirmez. Uluslararası Yapı Kodu (IBC) yangın koruması standartları. Bununla birlikte, beton binalar muhtemelen yangına dayanıklı olmayan diğer malzemeleri kullanacaktır. Bu nedenle, bir tasarımcı, genel tasarımda gelecekteki komplikasyonları önlemek için betonun kullanımını ve yangına neden olabilecek tehlikeli maddeleri nerede gerektireceğini yine de hesaba katmalıdır.
  • Korozyon - Güçlendirilmiş beton, uygun şekilde inşa edildiğinde mükemmel korozyon direnci özelliklerine sahiptir. Beton sadece suya dayanıklı değildir, aynı zamanda zamanla sertleşmesi ve mukavemetini geliştirmesi için ona ihtiyaç duyar. Bununla birlikte, yapının nihai mukavemetini önemli ölçüde azaltabileceğinden, korozyonunu önlemek için betondaki çelik takviye açıkta bırakılmamalıdır. Amerikan Beton Enstitüsü Suya maruz kalmayı önlemek için herhangi bir çelik donatıyı kaplayan yeterli beton olmasını sağlamak için bir mühendis için gerekli tasarım özelliklerini sağlar. Bu kapak mesafesi belirtilmelidir çünkü beton, gerilim taşıyan yerlerde veya söz konusu gerilimi taşımak amacıyla takviye çubukları içeren yerlerde kaçınılmaz olarak çatlayacaktır. Beton çatlarsa, suyun doğrudan takviye çubuklarına gitmesi için bir yol sağlar.[9] Bazı takviye çubukları, su temasından kaynaklanan korozyonu önlemenin ikinci dereceden bir önlemi olarak epoksi ile kaplanmıştır. Bu yöntem, epoksi kaplı çubukların daha yüksek maliyeti nedeniyle genel proje için daha yüksek maliyetlere neden olur. Ayrıca, epoksi kaplı çubuklar kullanılırken, takviye çubukları ile beton arasındaki sürtünme kaybını dengelemek için betonarme elemanlar daha büyük ve daha güçlü tasarlanmalıdır. Bu sürtünme, bağ mukavemeti olarak adlandırılır ve beton bir elemanın yapısal bütünlüğü için hayati önem taşır.[7]

Yapısal Çelik

  • Özellikler - Yapısal çelik, atfedilen basınç dayanımı ve çekme dayanımı açısından betondan farklıdır.[9]
  • Mukavemet - Yüksek mukavemet, sertlik, tokluk ve sünek özelliklere sahip olan yapısal çelik, ticari ve endüstriyel bina yapımında en sık kullanılan malzemelerden biridir.[12]
  • İnşa Edilebilirlik - Yapısal çelik, inşaatta birbirine cıvatalanmış veya kaynaklanmış hemen hemen her şekle dönüştürülebilir. Yapısal çelik, malzemeler sahaya teslim edilir edilmez dikilebilirken, inşaatın devam edebilmesi için beton döküldükten en az 1-2 hafta sonra kürlenmelidir, bu da çeliği program dostu bir yapı malzemesi haline getirir.[9]
  • Yangına dayanıklılık - Çelik doğası gereği yanmaz bir malzemedir. Bununla birlikte, bir yangın senaryosunda görülen sıcaklıklara ısıtıldığında, malzemenin mukavemeti ve sertliği önemli ölçüde azalır. Uluslararası Bina Kodu, çeliğin yangına dayanıklı yeterli malzemeyle sarılmasını gerektirir ve bu da çelik yapı binalarının toplam maliyetini artırır.[12]
  • Korozyon - Çelik, su ile temas ettiğinde paslanarak potansiyel olarak tehlikeli bir yapı oluşturabilir. Yapısal çelik konstrüksiyonda ömür boyu korozyonu önlemek için önlemler alınmalıdır. Çelik su geçirmezlik sağlayacak şekilde boyanabilir. Ayrıca, çeliği sarmak için kullanılan yangına dayanıklı malzeme genellikle suya dayanıklıdır.[9]
  • Kalıp - Çelik, küfün büyümesi için ahşaba göre daha az uygun bir yüzey ortamı sağlar.[13]

Günümüzün en yüksek yapıları (genellikle "gökdelenler "veya çok katlı ) inşa edilebilirliği ve yüksek mukavemet-ağırlık oranı nedeniyle yapısal çelik kullanılarak inşa edilir. Karşılaştırıldığında beton, çelikten daha az yoğun olmakla birlikte, çok daha düşük bir ağırlık / ağırlık oranına sahiptir. Bu, yapısal bir beton elemanın aynı yükü desteklemesi için gereken çok daha büyük hacimden kaynaklanmaktadır; çelik, daha yoğun olmasına rağmen, bir yükü taşımak için çok fazla malzeme gerektirmez. Ancak bu avantaj için önemsiz hale gelir. alçak binalar veya birkaç veya daha az katlı olanlar. Alçak binalar, daha küçük yükleri dağıtır. çok katlı yapılar, betonu ekonomik bir seçim haline getiriyor. Bu, özellikle otoparklar gibi basit yapılar veya basit, doğrusal bir şekle sahip herhangi bir bina için geçerlidir.[14]

Yapısal çelik ve betonarme her zaman sadece yapı için en ideal malzeme oldukları için seçilmemektedir. Şirketler, tasarımcılar gibi herhangi bir inşaat projesi için kar elde etme yeteneğine güveniyor. Hammaddelerin (çelik, çimento, iri agrega, ince agrega, kalıp için kereste vb.) Fiyatı sürekli değişmektedir. Herhangi bir malzeme kullanılarak bir yapı inşa edilebilirse, ikisinin en ucuzu muhtemelen kontrol edecektir. Bir diğer önemli değişken ise projenin konumudur. En yakın çelik üretim tesisi, inşaat sahasından en yakın beton tedarikçisine göre çok daha uzakta olabilir. Yüksek enerji ve nakliye maliyeti, malzeme seçimini de kontrol edecektir. Bir inşaat projesinin kavramsal tasarımına başlamadan önce tüm bu maliyetler dikkate alınacaktır.[9]

Çelik ve betonarme birleştirmek

Her iki malzemeden oluşan yapılar, yapısal çeliğin ve betonarme betonun avantajlarından yararlanır. Bu, çelik takviyenin bir yapısal beton elemana çeliğin gerilme mukavemeti kapasitesini sağlamak için kullanıldığı için betonarme için zaten yaygın bir uygulamadır. Yaygın görülen bir örnek, otoparklar olabilir. Bazı kapalı otoparklar, yapısal çelik kolonlar ve betonarme döşemeler kullanılarak inşa edilir. Temel temeller için beton dökülecek ve kapalı otoparka üzerine inşa edilecek bir yüzey kazandırılacaktır. Çelik kolonlar, dökülen beton levhanın yüzeyinden çıkarılan çelik saplamalara cıvatalamak ve / veya kaynak yapmak suretiyle döşemeye bağlanacaktır. Prefabrike beton kirişler, ikinci kata monte edilmek üzere şantiyede teslim edilebilir, ardından kaplama alanı için bir beton levha dökülebilir. Bu, birden çok hikaye için yapılabilir.[14] Bu tür bir kapalı otopark, hem betonarme hem de yapısal çelik kullanabilen birçok yapının olası örneklerinden yalnızca biridir.

Bir yapı mühendisi, verimli, güvenli ve uygun fiyatlı bir bina üretecek sonsuz sayıda tasarım olduğunu anlar. Herkesin ihtiyaçlarına uygun ideal bir ürün üretmek için sahip (ler), yükleniciler ve dahil olan diğer tüm taraflarla birlikte çalışmak mühendisin işidir.[9] Yapısı için yapısal malzemeleri seçerken, mühendisin maliyet, mukavemet / ağırlık oranı, malzemenin sürdürülebilirliği, inşa edilebilirlik gibi dikkate alması gereken birçok değişken vardır.

Termal özellikler

Çeliğin özellikleri, alaşım elementlerine bağlı olarak büyük ölçüde değişir.

Ostenitleme sıcaklığı, bir çeliğin diğerine dönüştüğü sıcaklık östenit çelik için kristal yapı, saf demir için 900 ° C'de (1,650 ° F) başlar, daha sonra daha fazla karbon eklendiğinde sıcaklık minimum 724 ° C'ye (1,335 ° F) düşer. ötektik çelik (ağırlıkça yalnızca% 0,83 karbon içeren çelik). % 2,1 karbon olarak ( kitle ) yaklaşıldığında, ostenitleme sıcaklığı 1,130 ° C'ye (2,070 ° F) yükselir. Benzer şekilde, çeliğin erime noktası alaşıma bağlı olarak değişir.

Sade bir karbon çeliğinin erimeye başlayabileceği en düşük sıcaklık, katılaşma 1,130 ° C (2,070 ° F). Çelik asla bu sıcaklığın altında sıvıya dönüşmez. Saf Demir (% 0 Karbonlu 'Çelik') 1.492 ° C'de (2.718 ° F) erimeye başlar ve 1.539 ° C'ye (2.802 ° F) ulaştığında tamamen sıvı hale gelir. Ağırlıkça% 2,1 Karbonlu çelik 1,130 ° C'de (2,070 ° F) erimeye başlar ve 1,315 ° C'ye (2,399 ° F) ulaştığında tamamen erir. % 2,1'den fazla Karbon içeren 'Çelik' artık Çelik değil, Dökme demir.[15]

Yangına dayanıklılık

Metal güverte ve açık ağ çelik kiriş, püskürtmeli ateşe dayanıklı sıva, polistiren -mayalı alçıtaşı.

Çelik yeterince ısıtıldığında gücünü kaybeder. Kritik sıcaklık bir çelik elemanın yükünü güvenli bir şekilde destekleyemediği sıcaklıktır.[16] Bina kodları ve yapısal mühendislik standart uygulaması, yapısal eleman tipine, konfigürasyonuna, yönüne ve yükleme özelliklerine bağlı olarak farklı kritik sıcaklıkları tanımlar. Kritik sıcaklık, genellikle, bulunduğu sıcaklık olarak kabul edilir. verim stresi oda sıcaklığında akma stresi% 60'a düşürülmüştür.[17] Bir çelik elemanın yangına dayanıklılık derecesini belirlemek için kabul edilmiş hesaplama uygulaması kullanılabilir,[18] veya a yangın testi Yapı kodu gibi, Yetkili Kurum tarafından kabul edilen standart tarafından belirlenen kritik sıcaklıkta yapılabilir. Japonya'da bu 400 ° C'nin altında[kaynak belirtilmeli ]. Çin, Avrupa ve Kuzey Amerika'da (ör. ASTM E-119) bu yaklaşık 1000–1300 ° F'dir[19] (530-810 ° C). Test edilen çelik elemanın test standardı tarafından ayarlanan sıcaklığa ulaşması için geçen süre, ürünün süresini belirler. yangına dayanıklılık derecesi Çeliğe ısı transferi kullanımı ile yavaşlatılabilir. yanmaz malzemeler, böylece çelik sıcaklığını sınırlar. Yapısal çelik için yaygın yanmaz yöntemler şunlardır: şişen, endotermik ve alçı kaplamaların yanı sıra alçıpan, kalsiyum silikat kaplama ve mineral yün yalıtım örtüleri.[20]

Çelik inşaat demiri üzerindeki beton kalınlığı yeterli yangın direnci sağladığından, beton bina yapıları genellikle kod gerekli yangına dayanıklılık derecelerini karşılar. Bununla birlikte, beton tabi olabilir dökülme özellikle yüksek nem içeriğine sahipse. Ek yangına dayanıklılık genellikle beton bina yapılarına uygulanmasa da, bazen trafik tünellerinde ve hidrokarbon Yakıt yangını daha olasıdır çünkü yanıcı sıvı yangınları, aynı yangın periyodu sırasında normal yanıcıları içeren bir yangına kıyasla yapısal elemana daha fazla ısı sağlar. Yapısal çelik yanmaz malzemeler arasında şişen, endotermik ve alçı kaplamaların yanı sıra alçıpan, kalsiyum silikat kaplama ve mineral veya yüksek sıcaklık yalıtım yün battaniyeler. Bağlantılara dikkat edildiği için termal Genleşme yapısal elemanların% 50'si yangına dayanıklılık dereceli tertibatları tehlikeye atabilir.

İmalat

İş parçalarını uzunluğa kesmek genellikle bir bant testere.[kaynak belirtilmeli ]

Kiriş delme hattı (sondaj hattı) uzun zamandır kirişlere, kanallara ve HSS elemanlarına delikler açmak ve yuvaları frezelemek için vazgeçilmez bir yol olarak kabul edilmektedir. CNC kirişli delme hatları tipik olarak, elemanı delme için pozisyona hareket ettirmek için besleme konveyörleri ve konum sensörleri ile donatılmıştır ve ayrıca deliğin veya yuvanın kesileceği kesin konumu belirlemek için problama yeteneği ile donatılmıştır.

Boyutsal (plaka olmayan) elemanlar üzerindeki düzensiz açıklıkları veya tek tip olmayan uçları kesmek için tipik olarak bir kesme torçu kullanılır. Oksi yakıt torçlar en yaygın teknolojidir ve basit elle tutulan torçlardan, torç kafasını makineye programlanmış kesme talimatlarına uygun olarak yapısal eleman etrafında hareket ettiren otomatik CNC kesme makinelerine kadar uzanır.

Düz levha imalatı, levhanın sabit bir "masa" üzerine düz olarak yerleştirildiği ve farklı kesme kafalarının, portal tarzı bir kol veya "köprü" den levhayı çaprazladığı bir levha işleme merkezinde gerçekleştirilir. Kesme kafaları bir zımba, matkap veya torç içerebilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ "Çelik yapı atölyesi". Alındı 2 Mart 2017.
  2. ^ "EN10219 S275JOH Karbon Çelik Boru". ÇİN HYSP BORU.
  3. ^ Çelik Yapı Kılavuzu, 8. Baskı, 2. revize edilmiş baskı, Amerikan Çelik Yapı Enstitüsü, 1987, bölüm 1 sayfa 1-5
  4. ^ İngiliz Yapısal Çelik İşleri Birliği Ltd.'nin web sitesi - SteelConstruction.org:CE-Marking.08/02/2011.
  5. ^ Yapısal Çelik İşinin CE İşareti Rehberi, BCSA Yayını No. 46/08. s. 1.
  6. ^ EN 1090'a Uygun Üretici Sertifikası, 09.08.2011
  7. ^ a b Levitt, M. (1982-03-01). Hazir BETON. ISBN  978-0-85334-994-5.
  8. ^ Popescu, Calin. Bina Maliyetlerinin Tahmin Edilmesi.
  9. ^ a b c d e f g h ben j Yapısal Mühendislik El Kitabı. CRC Basın. 1997. ISBN  978-0-8493-2674-5.
  10. ^ Zaharia, Raul (2009-05-06). Yangın Güvenliği İçin Çelik Yapıların Tasarımı. ISBN  978-0-415-54828-1.
  11. ^ Russ, Tom (2010-03-25). Sürdürülebilirlik ve Tasarım Etiği. ISBN  978-1-4398-0854-2.
  12. ^ a b Chen, Wai-Fah (2005). Yapısal Tasarım İlkeleri. ISBN  978-0-8493-7235-3.
  13. ^ Armstrong, Robert (7 Mart 2014). "Ev Küfünün Özellikleri ve Önlenmesi". Mutlak Çelik. Alındı 2 Kasım 2014.
  14. ^ a b Taranath, Bungale (2009-12-14). Yüksek Binaların Betonarme Tasarımı. ISBN  978-1-4398-0480-3.
  15. ^ http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/images/FeC.gif
  16. ^ "Yapısal Çelik Nedir? - Çelik İmalat Hizmetleri". Çelik İmalat Hizmetleri. 2016-04-21. Alındı 2016-10-26.
  17. ^ Endüstriyel yangından korunma mühendisliği, Robert G.Zalosh, telif hakkı 2003 sf. 58
  18. ^ Zalosh, Sf. 70
  19. ^ Zalosh, Tablo 3.3
  20. ^ Beton ve Çelik Binaların Yapısal Yangına Direnç Tasarımı için En İyi Uygulama Yönergeleri, NIST Teknik Not 1681, L.T. Phan, J. L. Gross ve T. P. McAllister, 2010. (Raporu görüntüle)

Dış bağlantılar