Konstrukcioni čelik je nezamjenjiv za brojne primjene u građevinskoj industriji. U stvari, ovaj sektor predstavlja približno polovinu svjetske potrošnje čelika. Konstrukcijski čelik, posebno, nudi građevinskoj i drugim industrijama brojne prednosti na osnovu sastava materijala i mogućnosti oblika čelika. Kombinacija ovih faktora može dati konstrukcijskom čeliku različita mehanička svojstva koja su pogodna za specifične primjene. Kao vodeći dobavljač usluga konstrukcijskog čelika u SAD-u, Infra-Metals Co. može vam pomoći da pronađete pravi sastav i oblik ugljičnog konstrukcijskog čelika za vašu primjenu.
Sastav konstrukcijskog čelika
Za pouzdanu dugovječnost i da bi izdržao ekstremnu težinu, konstrukcijski čelik mora biti odgovarajućeg sastava. Željezo i ugljik su dvije najvažnije komponente koje čeličane koriste za izradu konstrukcijskog čelika. Ugljik daje snagu željeznoj rudi, koja je izvor željeza u čeliku i sama je prilično meka. Da bi se postigao kapacitet nosivosti, konstrukcijski čelik mora imati veći sadržaj ugljika po težini, a proizvođači mogu povećati količinu ugljika ovisno o razini čvrstoće i duktilnosti koju zahtijeva njihova primjena. Za većinu građevinskih namjena potreban je samo niskougljični, ili blagi, konstrukcijski čelik koji sadrži između {{0}},04 i 0,30 posto ugljika po težini. Konstrukcijski čelik sa srednjim i visokim udjelom ugljika zahtijeva između 0,31 i 1,50 posto ugljika po težini, što ovaj čelik čini pogodnim za primjenu u mašinstvu.
Konstrukcijski čelik također može sadržavati nivoe mangana, fosfora, sumpora i silikona, između ostalih materijala. Iako proizvođači mogu dodati dodatne metale kao što su krom, titanij i molibden u svoje čelične kompozicije za dodatnu čvrstoću, to je često bolje za nestrukturni čelik jer može dovesti do krhkog krajnjeg proizvoda.
Bez obzira na sastav, proizvođači moraju testirati svoj konstrukcijski čelik na prihvatljivu tečnost i vlačnu čvrstoću. Dio onoga što čini konstrukcijski čelik jakim je njegova sposobnost da popusti pod pritiskom težine bez trajne promjene oblika. Tačka u kojoj konstrukcijski čelik nepovratno mijenja oblik naziva se granica tečenja. Dodatni pritisak težine će na kraju gurnuti čelik do granice vlačne čvrstoće, tačke u kojoj se čelik zapravo lomi. Granica tečenja i vlačna čvrstoća mjere se u funtama po kvadratnom inču (psi) i kiloinčima po kvadratnom inču (ksi).
Da bi se procijenio udar ili apsorpcija energije u konstrukcijskom čeliku, Charpyjev test udara standardizirao je proces. Operateri koriste ponderirano čekić klatno i uzorak materijala od konstrukcijskog čelika kako bi izračunali koliko energije taj određeni čelik može apsorbirati kada klatno udari u njega prije nego što materijal dostigne granice popuštanja i vlačne čvrstoće. Charpy test također može uključiti temperaturne testove kako bi se oponašale fluktuacije temperature okoline.
S obzirom na kritičnu prirodu građevinskih aplikacija, Američko društvo za ispitivanje i materijale (ASTM) ima više od 12.000 regulatornih standarda koji klasifikuju vrste čelika i regulišu materijal i njegove tolerancije. Ovi standardi pružaju dosljedan standard u svim industrijama i osiguravaju da će čelik koji ispunjava zahtjeve ASTM biti najvišeg kvaliteta. Neki od odobrenih razreda konstrukcijskog čelika su ASTM A36, ASTM A500, ASTM A572 i ASTM A588, s više opcija oblika ovisno o primjeni.
Konstrukcijski čelični oblici
Širok izbor opcija oblika dodatno omogućava konstrukcijskim čeličnim proizvodima da podrže konstrukciju i dizajn. Oblik je bitan za ispravnu raspodjelu težine opterećenja i pritisaka, a pravilan odabir osigurava da zgrada bude izdržljiva i sigurna. Različiti oblici konstrukcijskog čelika imaju jedinstvena mehanička i kemijska svojstva koja ih čine pogodnim za različite primjene. Ovi oblici uključuju:
Uglovi. Ovi okomiti poprečni presjeci u obliku slova L, sa jednakim ili nejednakim nogama, obično se nalaze na uglovima konstrukcija i drugdje kao dopuna glavnih stubova i greda.
Tube. Šuplje cijevi napravljene od toplo valjanih čeličnih kotura i prodaju se u okruglim, kvadratnim i pravokutnim oblicima lako se izrađuju i zavaruju po potrebi. To je lagana strukturalna alternativa čvrstim proizvodima od konstrukcijskog čelika.
I-grede Ove grede su jedan od najčešćih čeličnih konstrukcijskih proizvoda, kako za grede tako i za stupove. Dva paralelna elementa poprečnog presjeka "I" ili "H" poznata su kao prirubnice, a spojni element je poznat kao mreža.
Široke prirubničke grede. Sa mnogo dužom mrežom od I-greda, prirubnice široke prirubničke grede su gotovo okomite na remen.
Kanali. Konstruktivni kanali su toplo valjani u C-oblik i, kao I-grede, imaju širi ugao spoja između prirubnica i mreže. Pružaju strukturnu podršku pored glavne nosive grede, obično za učvršćivanje ili okvir.
ploče. Ploče od ugljičnog čelika mogu izdržati velike količine težine i pritiska, što ih čini savršenim za okeanska plovila. To su velike površine od čvrstog i kontinuiranog konstrukcijskog čelika namijenjene pokrivanju velikih površina.
Barovi. Skraćeno za trgovačke šipke, to su vrste toplo valjanih i hladno gotovih karbonskih šipki s različitim svojstvima, dimenzijama i podkategorijama oblika, kao što su okrugli, kvadratni i ravni poprečni presjeci.
Prednosti konstrukcijskog čelika
Konstrukcijski čelik je izuzetno efikasan i efektivan materijal za primjenu u građevinarstvu. To donosi mnoge prednosti sektoru, kao što je nehrđajući čelik:
Isplativost. Osim što je ekonomičan u smislu početnog ulaganja materijala, konstrukcijski čelik često može dovesti do smanjenja troškova u drugim područjima, kao što su smanjeni zahtjevi za materijalom zbog robusne čvrstoće čelika, brži rasporedi izgradnje, manja proizvodnja otpada, kapacitet reciklaže itd. .
Sigurnost. Čvrstoća konstrukcijskog čelika je odlučujuća karakteristika, ali ima i druge karakteristike koje mu daju sigurnu funkcionalnost. Čelik je otporan na koroziju, rđu, plijesan, plamen i termičke uslove. Osim toga, neće se raspasti kao drugi materijali ako se čelična konstrukcija pomjeri.
Prilagodljivo rastu. Budući da proizvođači posebno dizajniraju konstrukcijski čelik zbog njegove čvrstoće i nosivosti, ako graditelj treba ili želi da izgradi dodatak nekretnini, čelik za okvir često može prihvatiti promjenu.
pouzdan. ASTM standardi osiguravaju da konstrukcijski čelik ispunjava standarde kvalitete koji su dosljedni u svim industrijama, tako da kupci znaju što dobijaju kada kupe ovaj čelik. To daje graditeljima sigurnost da je proizvod siguran za namjeravanu upotrebu.
Svestran. Relativno mala težina i čvrstoća konstrukcijskog čelika omogućavaju jedinstvenije ili složenije građevinske dizajne i arhitektonske karakteristike od građevinskih materijala kao što je drvo.
Efektivno. Kada proizvođači kombinuju proizvodnju konstrukcijskog čelika sa kompjuterskom tehnologijom koja može generisati modele i uključiti lanac snabdevanja, ova tehnološka dostignuća mogu pomoći da se identifikuju oblasti za uštedu troškova, poboljšanja dizajna i bezbednosna razmatranja.
Ekološki prihvatljivo. Čelik je metal koji se može reciklirati i zadržava svoju snagu bez obzira na cikluse recikliranja kojima je podvrgnut. Ova sposobnost također smanjuje otpadni otpad. Sa američkim obiljem rudarskih resursa željezne rude, kao što je Minnesota, domaća proizvodnja čelika može biti održiva industrija.
Primjena konstrukcijskog čelika
Uz sve svoje prednosti u odnosu na druge građevinske materijale, na konstrukcijski čelik se oslanjaju različite industrije, uključujući:
Zgrada
automobilski
Prijevoz
Rudarstvo
Zgrada mornarice
Pakovanje
Energija
Poljoprivreda
