Hvordan velge gode stålkonstruksjonskomponenter?

Å velge høy kvalitetstålkonstruksjonskomponenterbestemmer sikkerhet, levetid og totale prosjektkostnader. Ingeniører må evaluere materialkvalitet, seksjonsnøyaktighet, fabrikasjonskvalitet og beskyttelsessystemer. Hver faktor påvirker lastekapasitet, utmattingsmotstand og vedlikeholdsbehov.

Ifølge data fra World Steel Association overstiger det globale stålforbruket i bygg og anlegg 1,8 milliarder tonn årlig. Feil i strukturelle stålkonstruksjoner er ofte knyttet til dårlig komponentvalg snarere enn designfeil. Dårlig komponentvalg øker ofte livssykluskostnadene med over 20 prosent. Godt valg reduserer strukturell risiko og forbedrer byggeeffektiviteten.

Materialkvalitet for stålkonstruksjonskomponenter

Materialkvalitet danner grunnlaget for komponentkvalitet. Ulike land og regioner har forskjellige standarder for stålkvaliteter. For eksempel er Q235 og Q355 ofte brukt i konstruksjonsstål i Kina. I USA er ASTM A36 og ASTM A572 Grade 50 ofte brukt. EN S355-komponenter er de vanligste i det europeiske markedet.

Med utviklingen av globaliseringen av næringslivet vil det bli flere og flere grenseoverskridende kjøp. For å løse problemet med ulike standarder for produkt- og råmaterialekvalitet, må leverandører fremlegge autoritative materialsertifikater for å sikre at flytegrensen, strekkfastheten og forlengelsen til produktene deres oppfyller kjøperens standarder. Flytegrensen til Q235-stål er ikke mindre enn 235 MPa, og Q355-stål er lik EN S355 og når 355 MPa. Flytegrensen til ASTM A36 er ikke mindre enn 250 MPa, og ASTM A572 Grade 50de er omtrent 345 MPa.

Tverrsnittsstørrelse og geometrisk nøyaktighet av stålkonstruksjonskomponenter

Tverrsnittsstørrelsen er den viktigste parameteren som bestemmer komponentens bæreevne, strekkfasthet og stivhet. Ved varmvalsingH-formet stålFor eksempel, når høyden er mindre enn 400 mm, kontrolleres det tillatte avviket for flensbredden vanligvis innenfor ±2 mm, og avviket for stegtykkelsen bør ikke overstige ±0,5 mm. Komponentens retthet er også kritisk, og avviket er vanligvis ikke større enn 1/1000 av komponentens lengde. For eksempel, for en 12 meter lang bjelke, bør bøyningsavviket være mindre enn 12 mm.

Komponentenes geometriske nøyaktighet vil påvirke bæreevnen og vanskelighetsgraden ved installasjon. Stålkonstruksjoner har ekstremt høye krav til installasjonsnøyaktighet under bygging. Nøyaktighetsfeil i komponentstørrelse eller monteringshull vil føre til at komponenten ikke installeres problemfritt som planlagt. Dette krever ikke bare at byggefirmaet utfører modifikasjoner av komponentene på stedet, noe som øker prosjekttiden og kostnadene, men det akkumulerer også risikoer og øker sikkerhetsrisikoen for bygningen.

Det blir nødvendig å velge en større leverandør. Fordi store og høykvalitets leverandører generelt har ultralydtestmaskiner, laserskjæremaskiner, 3D CNC-boring og annet utstyr. Dette utstyret kan redusere nøyaktighetsfeilen til komponenter i sveising og maskinering. Skjærestørrelsesfeilen kan kontrolleres innenfor ± 1 mm, og boreposisjonsfeilen overstiger ikke ± 0,5 mm. Samtidig har store leverandører generelt et team av erfarne designere, noe som kan unngå mange risikoer og problemer på forhånd.

Antikorrosjonsbehandling av stålkonstruksjonskomponenter

I lys av hvor lett stålprodukter ruster, er korrosjonsbeskyttelse en viktig del av måling av levetid og kvalitet på stålkonstruksjonskomponenter. Generelt er korrosjonsbeskyttelse av stålkonstruksjonskomponenter delt inn i tre ledd, nemlig rustbeskyttelse, kuleblåsing og rustfjerning, og rustbeskyttelse.

Varmgalvanisering er en vanlig beskyttelsesmetode for stål. Tykkelsen på sinklaget er vanligvis 65 til 85 µm, noe som kan gi beskyttelse i mer enn 30 år i et moderat korrosivt miljø. Denne forbindelsen leveres vanligvis direkte av stålråvareprodusenten. Etter at produksjonen er fullført, må produsenten blåse komponentene. Gjennom kontinuerlig påvirkning av høyhastighets roterende kuleblåsing, fjernes smuss og rust på overflaten av komponentene. Samtidig vil denne prosessen øke ruheten på overflaten av komponenten og forbedre beleggets heft.

Malingssprøyting er det siste trinnet i rustbeskyttelsen av stålkonstruksjoner. Arbeidere vil bruke forskjellige belegg for å sprøyte komponentene flere ganger. Høykvalitets malingssystemer består vanligvis av flere lag som epoksygrunning, mellommaling og polyuretan toppstrøk, med en total tykkelse på 200 µm. Dette systemet sikrer best mulig beskyttelse av overflaten på komponenten av belegget, og kan sikre en korrosjonsbeskyttelsessyklus på 15–20 år.

Tilkoblingskomponenter som ikke kan ignoreres

Forbindelseskomponenter styrer ofte strukturell pålitelighet. Bolter, plater og ankere må samsvare med belastningskravene. Høyfaste bolter følger vanligvis ASTM A325- eller A490-standardene. ASTM A325-bolter gir en minimum strekkfasthet på 830 MPa. A490-bolter når 1040 MPa. Bruk glidekritiske forbindelser for dynamiske belastninger. Disse forbindelsene krever overflatefriksjonskoeffisienter over 0,35. Forspenningskrefter for M20 A325-bolter når omtrent 172 kN.

Forbindelsesplater bør matche eller overgå grunnstålkvaliteten. Platetykkelsen varierer vanligvis fra 8 til 25 mm i industribygninger. Ankerbolter må motstå både spenning og skjær. Ankerbolter i klasse 8.8 har en flytegrense på 640 MPa. Riktig kantavstand forhindrer betongbrudd. Minimum kantavstand bør være lik minst fire boltdiametre. Nøyaktig komponentvalg ved tilkoblinger reduserer risikoen for skjøtsvikt med over 40 prosent i ekstreme hendelser.