Železné konštrukcie vo všeobencnosti

Konštrukčná oceľ je jedným z materiálov, ktorý sa používa na všetky druhy oceľových konštrukcií a je tvarovaný do špecifického tvaru. Tieto oceľové materiály majú určité štandardy chemického zloženia a správnej pevnosti. Oceľové materiály sú tiež definované ako výrobky valcované za tepla, ktoré majú prierezy ako uhly, kanály a nosník. Na celom svete každoročne rastie dopyt po oceľových konštrukciách na čo reflektuje aj spoločnosť EMIRA s.r.o. a ponúka vám komplexné riešenie v prípade návrhu a výroby oceľových konštrukcií.

Oceľ má oproti betónu veľkú výhodu v schopnosti lepšie znášať napätie a tiež v tlaku, ktorý viedol k ľahšej konštrukcii. Oceliarsky úrad príslušnej krajiny sa stará o dostupnosť konštrukčnej ocele pre stavebné projekty.

Pod okrajmi oceľových konštrukcií prichádzajú rôzne konštrukcie. Tieto konštrukcie môžu byť použité na priemyselné, bytové, kancelárske a obchodné účely. Most je určený na cesty a železničné trate. Štruktúry, ako sú veže, sa používajú na rôzne účely, ako je prenos energie, uzlové veže pre mobilnú sieť, radar, veže pre telefónne relé atď.

Oceľové konštrukcie možno klasifikovať takto:

Stavba rámu
Tanierový nosník
Oceľový oblúkový most
Priemyselná budova
Veže prenosových vedení

Výhody a nevýhody oceľových konštrukcií

Výhody oceľových konštrukcií:
Oceľ má vysoký pomer pevnosti a hmotnosti. Preto je vlastná hmotnosť oceľových konštrukcií relatívne malá. Táto vlastnosť robí z ocele veľmi atraktívny konštrukčný materiál pre niektoré poschodové budovy, mosty s dlhým rozpätím atď.
Pred zlyhaním môže prejsť plastickou deformáciou; to poskytuje väčšiu rezervnú silu. Táto vlastnosť sa nazýva ťažnosť.
Vlastnosti ocele možno predpovedať s veľmi vysokou mierou istoty. Oceľ v skutočnosti vykazuje elastické správanie až do relatívne vysokej a zvyčajne dobre definovanej úrovne napätia.
Oceľové konštrukcie možno stavať s vysoko kvalitným vzťahom a úzkymi toleranciami.
Prefabrikácia a hromadná výroba sú zvyčajne možné v oceľových konštrukciách.
V oceľových konštrukciách je možná rýchla výstavba. To má za následok hospodárnu výstavbu oceľových konštrukcií.
Dobrá únavová pevnosť je tiež výhodou oceľovej konštrukcie.
V prípade potreby je možné oceľové konštrukcie kedykoľvek v budúcnosti spevniť.
Výhodou je tiež možnosť opätovného použitia oceľovej konštrukcie.

Nevýhody oceľových konštrukcií nasledovné:

Oceľové konštrukcie sú nákladnejšie ako iné typy konštrukcií.
Pevnosť ocele sa pri zahriatí na teploty bežne pozorované pri požiari značne zníži; preto je potrebné ošetrenie ohňovzdorné.
Oceľové konštrukcie sú pri vystavení vzduchu a vode ako v prípade mostov veľké možnosti korózie a vyžadujú pravidelnú údržbu.

Vlastnosti ocele

Oceľ je zliatina železa a uhlíka. Špeciálne vlastnosti možno dodať železu pridaním malého percenta mangánu, síry, medi, fosforu, chrómu a niklu, a preto je možné vyrábať rôzne druhy ocele. Účinky rôznych chemických zložiek na oceľ sú spravidla tieto:
Zvýšenie obsahu uhlíka a mangánu vyvolá vlastnosti, ako je vyššia pevnosť v ťahu a medza klzu, ale majú nižšiu ťažnosť a je ťažšie zvárať.
Ak obsah síry a fosforu vzrástol nad percentá, vyvoláva to krehkosť, a preto to ovplyvňuje schopnosť zvárania, ako aj únavovú pevnosť.
Obsah chrómu a niklu spôsobí, že oceľ bude odolná voči korózii. Môže sa tiež zlepšiť odolnosť proti vysokej teplote.
Odolnosť proti korózii je možné zlepšiť pridaním medi.
Mierne zmeny v chemickom zložení budú mať za následok vznik rôznych druhov ocele. Tento typ ocele sa používa ako konštrukčné prvky, ako sú rúry, plechy, rúry, skrutky, nity, výstužné tyče atď.
Výsledkom tepelného spracovania a zliatin používaných pri výrobe ocele sú rôzne vlastnosti a pevnosť. Mechanické vlastnosti konštrukčnej ocele sú nasledujúce:
Pevnosť v ťahu:
Krivka napätia-deformácia pre oceľ sa obvykle získa vykonaním skúšky v ťahu na akomkoľvek štandardnom vzorke ocele. Pevnosť v ťahu ocele možno definovať z hľadiska medze klzu a medznej pevnosti.
Tvrdosť:
Tvrdosť sa považuje za odolnosť každého materiálu proti identifikácii a poškriabaniu. Spravidla sa to určuje vtlačením indentora na povrch. Výsledná deformačná oceľ je elastická aj plastová. Rôzne metódy zisťovania tvrdosti kovu zahŕňajú test tvrdosti podľa Brinella, Vickerov test tvrdosti a test tvrdosti podľa Rockwella.
Húževnatosť zárezu:
Existuje možnosť mikroskopických trhlín v materiáli alebo v materiáli môžu vzniknúť také trhliny v dôsledku niekoľkých cyklov zaťaženia. Tieto praskliny môžu mať za následok náhle zrútenie konštrukcie a sú veľmi nebezpečné. Preto, aby sa tak nestalo, uprednostňujú sa materiály, v ktorých praskliny rastú pomaly. Tieto druhy ocele sú známe ako vrubovo húževnaté ocele a množstvo absorbovanej energie sa meria nárazom do vzorky vrubu.
Únavová sila:
Komponent konštrukcie, ktorý je navrhnutý tak, aby uniesol jedno monotónne statické zaťaženie, môže zlyhať, ak je rovnaké zaťaženie cyklicky aplikované viackrát. Ak sa vezme do úvahy príklad tenkej tyče, tá sa po niekoľkých cykloch takého opakovaného ohýbania ohýbala dozadu a dozadu za poddajnosť. Tento typ poruchy sa nazýva únavová porucha. Príklady: mosty, žeriavy, pobrežná konštrukcia, štíhla veža atď.
Odolnosť proti korózii:
Korózia je postup, pri ktorom sa oxiduje kov za normálnych atmosférických podmienok v dôsledku nadmernej prítomnosti vlhkosti a kyslíka vo vzduchu. Korózia kovu je veľmi prirodzený a rýchly jav v oblastiach s vysokou vlhkosťou a miestami bližšie k slanej vode. Preto úsilie vynaložené na potlačenie korózie pomocou pozinkovaných a epoxidom potiahnutých výstužných tyčí zlyhalo v praktickom použití kvôli riziku rozpustenia, ktoré spôsobilo zrýchlenú koróziu. Do kovu sa vhodným spôsobom pridávajú prvky odolné voči korózii, ako je meď, fosfor a chróm, čo vedie k oceli odolnej proti korózii.
Valcované oceľové profily
Rovnako ako betón, ani oceľové profily ľubovoľného tvaru a veľkosti nemožno na mieste odlievať, pretože oceľ potrebuje na ich roztavenie a vyvalenie do požadovaného tvaru veľmi vysokú teplotu, oceľové profily štandardných tvarov, veľkostí a dĺžok sa valcujú v oceliarňach a uvádzajú sa na trh. Valcované oceľové profily pozostávajú z valcovaných nosníkov, stĺpov, kanálov, obdĺžnikových dutých profilov, kruhového dutého profilu, jedného uhla, T-kusov, dvojitých uhlov a zastavaných profilo