سازه فولادی

تعریف سازه فولادی 

فولاد سازه دسته ای از فولاد است که برای ساخت مصالح ساختمانی در اشکال مختلف مورد استفاده قرار می گیرد .

بسیاری از شکل های فلزی ساختاری به صورت یک پرتو دراز که مشخصات یک مقطع خاص را دارد ، شکل می گیرند . شکل های فولادی ، اندازه ، ترکیب شیمیایی ، خاصیت مکانیکی مانند نقاط قوت ، شیوه های ذخیره سازی و غیره با استفاده از استانداردها در اکثر کشورهای صنعتی تنظیم می شوند .

اکثر اشکال فلزی ساختاری مانند I- beams دارای لحظه های دوم منطقه بالا هستند ، به این معنی که از نظر سطح مقطع آنها بسیار سفت هستند و در نتیجه می توانند از فشار بالایی بدون اندازه گیری بیش از حد پشتیبانی کنند.

استاندارد سازه فولادی

استاندارد ساختار فولاد در اروپا

بیشتر فولادهای مورد استفاده در اروپا مطابق با استاندارد اروپایی EN 10025 مشخص شده اند . با این حال ، بسیاری از استانداردهای ملی نیز در حال اجرا هستند.

نمرات معمولی به عنوان ‘S275J2’ یا ‘S355K2W’ توصیف می شود. در این مثال ها ، “S” به جای فولاد مهندسی ، ساختاری را نشان می دهد. ۲۷۵ یا ۳۵۵ قدرت عملکرد در نیوتن ها در هر میلی متر مربع یا megapascals معادل آن را نشان می دهد . J2 یا K2 با استناد به مقادیر آزمون ضربه چارپی ، سختی مواد را بیان می کند. و “W” به معنی فولاد هوازدگی است . از حروف بیشتر می توان برای تعیین فولاد دانه ریز استفاده کرد (‘N’ یا ‘NL’). فولاد خاموش و دما (‘Q’ یا ‘QL’)؛ و فولاد نورد حرارتی (“M” یا “ML”).

۱٫ مشخصات S275JOH S275JOH از جنس فولاد در مشخصات EN 10219 ، استاندارد EN 10210 است. و بیشترین مشخصات مورد استفاده ، استاندارد EN10219 است که از بخش های توخالی ساختاری جوش داده شده سرد از فولادهای غیر آلیاژ و ریز ریز تشکیل شده است.

EN10219-1 شرایط تحویل فنی را برای قطعات توخالی ساختاری جوش داده شده با فرم سرد به فرم های مدور ، مربع یا مستطیل مشخص می کند و برای بخش های توخالی ساختاری که بدون سرمازدگی بعدی ایجاد می شود ، اعمال می شود.

شرایط لازم برای تحمل لوله S275JOH ، ابعاد و خاصیت لوله های لوله s275 در EN 10219-2 موجود است.

۲٫ فرآیند تولید لوله های فولادی S275JOH

فرایند تولید فولاد باید به اختیار سازنده فولاد باشد. لوله های فولادی کربنی S275JOH را می توان در فرایند ERW ، SAW یا یکپارچه ساخت. تمام مواد فولادی S275JOH و لوله های S275JOH باید مطابق با استانداردهای EN10219 باشند.

نمرات استحکام عملکرد طبیعی در دسترس ۱۹۵ ، ۲۳۵ ، ۲۷۵ ، ۳۵۵ ، ۴۲۰ و ۴۶۰ است ، اگرچه برخی از نمرات معمولاً بیشتر از سایر موارد استفاده می شود به عنوان مثال در انگلیس ، تقریباً تمام فولادهای سازه دارای درجه S275 و S355 هستند. نمرات بالاتر در مواد خاموش و خاموش موجود است (۵۰۰ ، ۵۵۰ ، ۶۲۰ ، ۶۹۰ ، ۸۹۰ و ۹۶۰ – گرچه نمرات بالاتر از ۶۹۰ در صورت استفاده در ساخت و ساز در حال حاضر اندکی دریافت می کنند).

مجموعه ای از یورونورم ها شکل مجموعه ای از پروفایل های ساختاری استاندارد را تعریف می کنند:

پرتوی I اروپا: IPE – Euronorm 19-57

پرتو I اروپا: IPN – DIN 1025-1

پرتوهای فلنج اروپا: HE – Euronorm 53-62

کانال های اروپایی: UPN – DIN 1026-1

سرمايه اروپا شكل گرفته است IS 800-1

فولادهای ساختاری استاندارد آمریکا

فولادهای مورد استفاده برای ساخت و ساز در ایالات متحده از آلیاژهای استانداردی که توسط ASTM International شناسایی و مشخص شده اند استفاده می کنند . این فولادها از آلیاژ A و سپس دو ، سه یا چهار عدد شروع می کنند. نمرات چهار عددی فولادی AISI که معمولاً برای مهندسی مکانیک ، ماشین آلات و وسایل نقلیه استفاده می شود یک سری مشخصات کاملاً متفاوت است.

فولادهای ساختاری استاندارد كه معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از :

فولادهای کربنی

A36 – شکل و صفحه ساختاری.

A53 – لوله و لوله ساختاری.

A500 – لوله و لوله ساختاری.

A501 – لوله و لوله ساختاری.

A529 – شکل و صفحه ساختاری.

A1085 – لوله و لوله ساختاری.

فولادهای آلیاژی با استحکام بالا

A441 – شکل و صفحات ساختاری – (پشتیبانی توسط A572)

A572 – شکل و صفحات ساختاری.

A618 – لوله و لوله ساختاری.

A992 – برنامه های ممکن پرتوهای W یا S I-Be هستند.

A913 – شکل های W Quenched و Self Tempered (QST) W.

A270 – شکل و صفحات ساختاری.

فولادهای آلیاژی کم مقاومت در برابر خوردگی

A243 – شکل و صفحات ساختاری.

A588 – شکل و صفحات ساختاری.

فولادهای آلیاژی خاموش و با فشار

A514 – شکل و صفحات ساختاری.

A517 – دیگهای بخار و مخازن تحت فشار.

فولاد اگلین – اقلام ارزان قیمت هوا و فضا و سلاح.

مفهوم مارک CE

برای کلیه محصولات ساختمانی و محصولات فولادی توسط دستورالعمل محصولات ساختمانی (CPD) معرفی شده است . CPD یک دستورالعمل اروپایی است که حرکت آزاد همه محصولات ساختمانی در اتحادیه اروپا را تضمین می کند.

از آنجا که اجزای فولادی “از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند” ، مارک CE مجاز نیست مگر اینکه سیستم کنترل تولید کارخانه (FPC) که زیر آن تولید می شود توسط یک نهاد صدور گواهینامه مناسب که به کمیسیون اروپا تصویب شده است ، ارزیابی شود.

در مورد محصولات فولادی مانند بخش ها ، پیچ و مهره های ساخته شده از فولاد ، CE Marking نشان می دهد که این محصول با استاندارد هماهنگ مربوطه مطابقت دارد.

برای سازه های فولادی استانداردهای اصلی هماهنگ عبارتند از:

قطعات و صفحه فولادی – EN 10025-1

بخش های توخالی – EN 10219-1 و EN 10210-1

پیچ های قابل بارگیری – EN 14399-1

پیچ های غیر قابل بارگیری – EN 15048-1

فولاد ساختگی – EN 1090 -1

استانداردی که CE Marking از فولاد سازه را پوشش می دهد EN 1090 -1 است. این استاندارد در اواخر سال ۲۰۱۰ وارد شده است. پس از یک دوره انتقال دو ساله ، CE Marking در اوایل سال ۲۰۱۲ در اکثر کشورهای اروپایی اجباری می شود. تاریخ پایان رسمی دوره انتقال اول ژوئیه ۲۰۱۴ است.

نمونه سوله

مقاومت فولاد در مقابل آتش سوزی

فولاد هنگام گرم شدن کافی استحکام خود را از دست می دهد دمای بحرانی یک عضو فولادی دمایی است که در آن نمی تواند با اطمینان از بار خود پشتیبانی کند. کدهای ساختمان و استاندارد مهندسی سازه بسته به نوع عنصر ساختاری ، پیکربندی ، جهت گیری و ویژگی بارگذاری ، دمای بحرانی مختلف را تعریف می کنند.

دمای بحرانی اغلب دمایی در نظر گرفته می شود که در آن تنش عملکرد آن تا ۶۰٪ تنش عملکرد دمای اتاق کاهش یافته است. به منظور تعیین درجه مقاومت در برابر آتش یک عضو فولاد ، می توان از روش محاسبات پذیرفته شده استفاده کرد ، یا آزمایش آتشمی تواند انجام شود ، درجه حرارت بحرانی آن توسط استانداردی که در اختیار دادگاه دارای مجوز ، مانند کد ساختمان ، پذیرفته شده است.

در ژاپن، این است که در زیر ۴۰۰ درجه سانتی گراد . در چین ، اروپا و آمریکای شمالی (به عنوان مثال ، ASTM E-119) ، این تقریباً ۱۰۰۰-۱۳۰۰ درجه فارنهایت است (۵۳۰-۸۱۰ ° C). مدت زمان لازم برای رسیدن عنصر فولادی برای دستیابی به دمای تعیین شده توسط استاندارد آزمایش ، طول مدت درجه مقاومت در برابر آتش را تعیین می کند . انتقال حرارت به فولاد را می توان با استفاده از مواد نسوز ضد آتش کند و در نتیجه دمای فولاد را محدود کرد.

روش ضد حریق مشترک برای سازه های فولادی شامل متورم انجامپوشش های اندوترمیک و گچ و همچنین دیواره های دیواری ، روکش سیلیکات کلسیم و پتو های عایق پشم و سنگ معدنی.

سازه های بتونی معمولاً از كدهای مورد نیاز برخوردارند ، زیرا ضخامت بتن بر روی میلگرد فولادی مقاومت كافی در برابر آتش را نشان می دهد. با این حال ، بتن می تواند در معرض پوسته پوسته شدن باشد ، به ویژه اگر رطوبت بالایی داشته باشد. اگرچه عایق نسوز اضافی اغلب در سازه های بتونی ساختمان اعمال نمی شود.

اما گاهی اوقات در تونل های راهنمایی و رانندگی و مکانهایی که احتمال آتش سوزی در هیدروکربن وجود دارد ، استفاده می شود ، زیرا آتش سوزی هایی که توسط مواد مایع قابل اشتعال ، گرمای بیشتری را به عنصر سازه نسبت به آتش سوزی که در آن از احتراق های معمولی در جریان است ، فراهم می کند.

همان دوره آتش سوزی مواد نسوز عایق از فولاد سازه شامل روکشهای داخلی ، درون گرما و گچ و همچنین دیواره خشک ،روکش سیلیکات کلسیم و پتوهای عایق معدنی یا درجه حرارت بالا. توجه به اتصالات مورد توجه قرار می گیرد ، زیرا انبساط حرارتی عناصر ساختاری می تواند مجامع دارای درجه مقاومت در برابر آتش را به خطر بیاندازد.

مقایسه فولاد و بتن

بیشتر پروژه های ساختمانی نیاز به استفاده از صدها ماده مختلف دارد. اینها از بتن با مشخصات کلی متفاوت ، فولاد سازه ای با مشخصات مختلف ، خاک رس ، ملات ، سرامیک ، چوب و غیره متغیر است. از لحاظ قاب ساختاری با بار ، آنها به طور کلی از فولاد سازه ، بتون ، سنگ تراشی و یا … تشکیل می شوند.

چوب ، با استفاده از ترکیبی مناسب از هریک برای ساختاری کارآمد. بیشتر سازه های تجاری و صنعتی در درجه اول با استفاده از فولاد سازه یا بتن مسلح ساخته می شوند. هنگام طراحی سازه ، یک مهندس باید تصمیم بگیرد که ، در هر دو صورت ، کدام ماده برای طراحی مناسب تر است. در انتخاب مصالح ساختمانی فاکتورهای زیادی در نظر گرفته شده است.

هزینه معمولاً یک عامل کنترل کننده است. با این حال ، ملاحظات دیگری مانند وزن ، قدرت ، ساخت و ساز ، در دسترس بودن ، پایداری و مقاومت در برابر آتش قبل از تصمیم نهایی اتخاذ می شود.

 

هزینه – هزینه این مصالح ساختمانی کاملاً به موقعیت جغرافیایی پروژه و در دسترس بودن مواد بستگی دارد. درست همانطور که قیمت بنزین نوسان می کند ، همینطور قیمت های سیمان ، سنگدانه ، فولاد و غیره نیز در نوسان است ، بتن آرمه حدود نیمی از هزینه های ساخت آن را از فرم مورد نیاز دریافت می کند.

این مربوط به الوار لازم برای ساختن “جعبه” یا ظرفی است که در آن بتن ریخته می شود و تا زمان اصلاح آن نگه داشته می شود. هزینه فرم ها باعث می شود که بتن پیش ساخته به دلیل کاهش هزینه و زمان ، گزینه ای محبوب برای طراحان باشد.

با توجه به اینکه فولاد با وزن فروخته می شود وظیفه طراح سازه است که ضمن حفظ یک طراحی ساختاری ایمن ، سبکترین اعضای ممکن را مشخص کند. یک روش دیگر برای کاهش هزینه ها در طراحی ، استفاده از بسیاری از اعضای فولاد به همان اندازه است که بر خلاف بسیاری از اعضای منحصر به فرد است.

نسبت قدرت / وزن – مصالح ساختمانی معمولاً براساس نسبت قدرت به وزن یا قدرت خاص طبقه بندی می شوند . این به عنوان مقاومت یک ماده نسبت به چگالی آن تعریف می شود. این امر به مهندس می دهد كه در مقایسه با وزن آن ، چقدر مفید است و وزن آن یك نشانه مستقیم از هزینه آن (به طور معمول) و سهولت در ساخت است.

بتن معمولاً ده برابر از فشرده سازی نسبت به تنش قوی تر است و نسبت به وزن در فشرده سازی از مقاومت بالاتری برخوردار است.

پایداری – بسیاری از شرکتهای ساختمانی و فروشندگان مواد برای ایجاد یک شرکت سازگار با محیط زیست در حال تغییر هستند. پایداری تبدیل به یک موضوع کاملاً جدید برای موادی است که برای نسلهای زیادی در محیط زیست قرار می گیرند. یک ماده پایدار اثری خواهد بود که تأثیر کمتری بر محیط زیست داشته باشد.

هم در زمان نصب و هم در طول چرخه عمر مواد. بتن آرمه و فولاد سازه هر دو در صورت استفاده صحیح می توانند گزینه ساخت و ساز پایدار باشند. بیش از ۸۰٪ از اعضای فولاد ساختاری امروزه از فلزات بازیافت شده به نام فولاد A992 ساخته می شوند.

این ماده عضو نسبت به اعضای فولاد قبلاً استفاده شده (درجه A36) ارزانتر است و همچنین از نسبت مقاومت به وزن بالاتری برخوردار است. بتن آرمه همچنین می تواند گزینه ای بسیار پایدار باشد.

اجزای مواد بتنی به طور طبیعی موادی هستند که برای محیط زیست مضر نیستند. همچنین ، می توان بتن را به صورت نفوذپذیر ریخت و اجازه می دهد جریان آب از طریق یک سطح آسفالت شده جریان یابد و بنابراین ساخت و سازهای زیرساختی لازم را کاهش می دهد که باعث ایجاد مزاحمت بیشتر در محیط می شود. بتن نیز می تواند در مصارف بتنی آینده خرد شود و به عنوان سنگدانه مورد استفاده قرار گیرد ، به این معنی که لزوماً نیازی به استفاده از آن برای پر کردن زمین نیست. 

مقاومت در برابر آتش – یکی از خطرناک ترین خطرات ساختمان ، خطر آتش سوزی است. این امر به ویژه در آب و هوای خشک و بادی و برای سازه هایی که با استفاده از چوب ساخته شده صادق است. ملاحظات ویژه باید با فولاد سازه در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که در شرایط خطر آتش سوزی خطرناک نیست.

بتن آرمه از نظر شخصیتی در صورت بروز آتش سوزی تهدیدی ایجاد نمی کند و حتی در برابر انتشار آتش و همچنین تغییر دما مقاومت می کند. این باعث می شود عایق عالی بتن باشد و با کاهش انرژی مورد نیاز برای حفظ آب و هوا ، پایداری ساختمان را در اطراف خود بهبود می بخشد. 

خوردگی – هنگام انتخاب یک ماده سازه ، مهم است که چرخه عمر ساختمان را در نظر بگیرید. برخی از مواد در معرض خوردگی از عناصر اطراف خود مانند آب ، گرما ، رطوبت یا نمک مستعد هستند. برای جلوگیری از خطرات احتمالی خوردگی باید هنگام نصب یک ماده ساختاری در نظر گرفته شود.

این امر همچنین باید برای سرنشینان ساختمان روشن شود زیرا ممکن است تعمیر و نگهداری لازم برای جلوگیری از خوردگی وجود داشته باشد. به عنوان مثال ، فولاد سازه نمی تواند در معرض محیط باشد زیرا هرگونه رطوبت یا تماس دیگری با آب باعث زنگ زدگی آن می شود. در هنگام زنگ زدگی فولاد ، یکپارچگی ساختاری ساختمان را به خطر می اندازد و برای سرنشینان باقیمانده یا اطراف آن خطر بالقوه ای ایجاد می کند.

بتن مسلح

خصوصیات – به طور کلی متشکل از سیمان پرتلند ، آب ، مصالح ساختمانی (درشت و ریز) و میله های تقویت شده از فولاد ( میلگرد ) ، بتن نسبت به فولاد سازه ارزانتر است.

استحکام – بتن یک ماده کامپوزیت با خواص مقاومت فشاری نسبتاً بالا است ، اما فاقد استحکام / انعطاف پذیری کششی است . این ذاتاً بتن را به عنوان ماده ای مفید برای تحمل وزن سازه تبدیل می کند. بتن تقویت شده با میلگردهای فلزی به مقاومت کششی قوی تر و همچنین افزایش شکل پذیری و ارتجاعی می بخشد .

سازگاری – بتن آرمه باید ریخته شود و بماند تا تنظیم شود ، یا سخت شود. پس از تنظیم (به طور معمول ۱-۲ روز) ، بتن باید درمان کند ، فرایندی که بتن واکنش شیمیایی بین ذرات سیمانی و آب را تجربه می کند. مراحل پخت بعد از ۲۸ روز کامل است. با این حال ، بسته به ماهیت سازه ، ساخت و ساز ممکن است بعد از ۱-۲ هفته ادامه یابد. بتن تقریباً به هر شکل و اندازه ای ساخته می شود. تقریباً نیمی از هزینه استفاده از بتن مسلح در یک پروژه ساختاری به ساخت کارگاه مربوط می شود.

به منظور صرفه جویی در وقت و در نتیجه هزینه ها ، اعضای بتنی سازه ای ممکن است از قبل بازیگران شوند. این به پرتو ، تیرآهن یا ستون بتونی آرمه که از محل ریخته می شود ، رها می شود و برای درمان باقی می ماند. پس از فرآیند پخت ، عضو بتونی ممکن است به محوطه ساختمان تحویل داده شود و به محض نیاز نصب شود. از آنجا که عضو بتونی از قبل از محل خارج شده است ، ممکن است بلافاصله پس از نصب ادامه یابد.

مقاومت در برابر آتش – بتن دارای خاصیت مقاومت در برابر آتش بسیار خوبی است ، و نیازی به هزینه اضافی در ساخت و ساز برای رعایت نکردن استانداردهای حفاظت در برابر آتش بین الملل بین المللی ساختمان (IBC) . با این حال ، ساختمان های بتونی هنوز هم به احتمال زیاد از مواد دیگری استفاده می کنند که مقاوم در برابر آتش نیستند. بنابراین ، یک طراح باید در استفاده از بتن و جایی که به مواد خطرناک آتش سوزی نیاز دارد ، توجه کند تا از عوارض بعدی در طراحی کلی جلوگیری کند.

خوردگی – بتن آرمه در هنگام ساخت مناسب ، از مقاومت در برابر خوردگی بسیار خوبی برخوردار است. بتن نه تنها در برابر آب مقاوم است ، بلکه به آن نیاز دارد تا با گذشت زمان قدرت و قدرت خود را بهبود بخشد. با این وجود ، برای جلوگیری از خوردگی آن ، آرماتور فولادی در بتن نباید در معرض دید باشد زیرا این امر می تواند مقاومت نهایی سازه را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

موسسه بتن آمریکا مشخصات طراحی لازم را برای یک مهندس فراهم می کند تا اطمینان حاصل کند که بتن به اندازه کافی پوشاننده هرگونه استحکام فولادی برای جلوگیری از قرار گرفتن در معرض آب است.

این فاصله از پوشش باید مشخص شود زیرا بتن در محل هایی که دارای تنش هستند ، یا مکان هایی که دارای میله های تقویت کننده باشند به منظور حمل تنش گفته می شود. در صورت ترک بتن ، مسیری را برای سفر مستقیم آب به میله های تقویت کننده فراهم می کند.

برخی میله های تقویت شده به عنوان معیار مرتبه دوم جلوگیری از خوردگی در اثر تماس با آب ، در اپوکسی پوشش داده می شوند. این روش با توجه به هزینه بالاتر میله های روکش شده با اپوکسی هزینه های بالاتری را در کل پروژه ایجاد می کند.

همچنین هنگام استفاده از میله های روکش شده با اپوکسی ، اعضای بتونی مسلح باید بزرگتر و همچنین محکم تر طراحی شوند تا تعادل بین بین رفتن اصطکاک بین میله های تقویت کننده و بتن برقرار شود. این اصطکاک به مقاومت باند گفته می شود و برای تمامیت ساختاری یک عضو بتنی بسیار حیاتی است.

ترکیب فولاد و بتن مسلح 

نمونه بتن و فولاد

سازه های متشکل از هر دو ماده از مزایای فولاد سازه و بتن مسلح استفاده می کنند. این روش قبلاً در بتن آرمه متداول است زیرا تقویت فولاد برای تأمین ظرفیت استحکام کششی فولاد برای یک عضو بتونی سازه استفاده می شود. نمونه بارز آن پارکینگ ها است. برخی از گاراژهای پارکینگ با استفاده از ستونهای فلزی سازه و اسلب بتونی مسلح ساخته می شوند.

بتن برای پایه های پایه ریخته می شود و به گاراژ پارکینگ امکان ساخت سطح آن را می دهد. ستون های فولادی با پیچ و مهره و یا جوش دادن آنها به میخ های فولادی که از سطح صفحه بتونی ریخته شده خارج می شوند ، به صفحه متصل می شوند. تیرهای بتونی از قبل ریخته گری ممکن است در سایت تحویل داده شود تا برای طبقه دوم نصب شود ، پس از آن ممکن است یک اسلب بتونی برای منطقه آسفالت ریخته شود. یک پارکینگ از این نوع تنها یک نمونه ممکن از بسیاری از سازه ها است که ممکن است از بتن مسلح و فولاد سازه استفاده کنند.

یک مهندس سازه می داند که تعداد نامحدودی از طرح ها وجود دارد که یک ساختمان کارآمد ، ایمن و مقرون به صرفه را تولید می کند. این وظیفه مهندس است که در کنار مالک (ها) ، پیمانکار (بازدید کنندگان) و سایر طرف های درگیر برای تولید محصولی ایده آل که متناسب با نیاز هر کس باشد ، کار کند. در هنگام انتخاب مواد ساختاری برای ساختار آنها ، مهندس متغیرهای زیادی را در نظر می گیرد ، از جمله هزینه ، نسبت قدرت / وزن ، پایداری مواد ، سازگاری و غیره.

 


sorce : www.en.wikipedia.org/wiki/Structural_steel


بزرگترین تولید کننده ساندویچ پانل :
  • شرکت ماموت بزرگ ترین تولید کننده ساندویچ پانل در خاورمیانه

    شرکت ماموت برندی است که در سال 1370 و در زمینی به مساحت 50 هزار متر مربع شروع به کار کرد و در چند سال اخیر به عنوان بزرگ ترین شرکت در این حوزه مشغول فعالیت است اطلاعات بیشتر لیست قیمت