Oceľ je použiteľná všade tam, kde konštrukcia alebo stroj musí niesť zaťaženie, držať tlak alebo odolávať oderu po celé desaťročia. Táto šírka použitia vyplýva z troch vlastností: vysoký pomer tuhosti-k-nákladom, predvídateľné správanie pri opakovanom namáhaní a schopnosť tvarovať, zvárať a recyklovať bez straty svojich základných charakteristík. V nasledujúcich častiach je uvedené, kde sa oceľ používa, aká forma produktu vyhovuje každej aplikácii a ako sa vyberá trieda pre prevádzkové podmienky.
Oceľ v konštrukcii: rámy, výstuže a fasády
Stavebníctvo spotrebuje najväčší podiel svetovej ocele. Konštrukčný rám stĺpov, nosníkov a nosníkov nesie zaťaženie podlahy a strechy, zatiaľ čo výstužná tyč zapustená do betónu dodáva ťahovú kapacitu, ktorá samotnému betónu chýba. Oceľ sa tiež objavuje v základových pilótach pre vysoké budovy, v strešných a fasádnych nosných systémoch, v schodiskách, zábradlí a prístupových plošinách a vo ventilačných a servisných kanáloch. Výšková budova preto využíva oceľ na všetkých úrovniach, od pilót pod suterénom až po parapet nad strechou, a to isté platí pre sklady, štadióny, letiská a priemyselné závody.
Dôvodom nie je len sila. Oceľ prichádza na miesto ako vyrobené komponenty, takže montáž môže prebiehať súbežne s inými remeslami a materiál môže byť priskrutkovaný alebo zvarený do rámu, ktorý je rozmerovo stabilný a v prípade potreby demontovateľný na konci životnosti.
Aplikácie nad rámec stavebníctva
Doprava, energetika, výroba, vodné hospodárstvo a poľnohospodárstvo závisia od ocele v rôznych formách.
Doprava: lodné trupy a nadstavby, železničná trať a vozový park, rámy nákladných áut, nápravy, kolesá a komponenty motorov.
Energia: potrubné potrubie na prenos ropy a plynu, plášť a potrubie pre vrty, veže veterných turbín, prenosové a komunikačné veže a montážne konštrukcie pre solárne polia.
Výroba: rámy strojov, náradie, tlakové nádoby, skladovacie nádrže, dopravníkové systémy, technologické potrubia a priemyselné podlahy.
Voda a poľnohospodárstvo: zavlažovacie a privádzacie potrubie, priepusty, obilné silá, zariadenia na chov dobytka a skleníky.
Spotrebiteľské a lekárske: panely spotrebičov, príbory, nábytkové rámy a chirurgické nástroje, posledné bežne z nehrdzavejúcej-kvalitnej nehrdzavejúcej ocele.
Tvary oceľových konštrukcií a ich použitie
Konštrukčná oceľ sa dodáva ako štandardné valcované tvary, duté profily, dosky, tyče a výstuže, pričom každá forma je vhodná pre konkrétnu aplikáciu.
| Forma produktu | Typická špecifikácia | Typická aplikácia |
|---|---|---|
| I-nosník a H-sekcia | EN 10025-2 S355J2, GB/T 1591 Q355B | Stavebné rámy, priemyselné haly, žeriavové dráhy |
| Uhol a kanál | GB/T 706, EN 10056 | Vystuženie, väznice, podpery a detaily pripojenia |
| Štvorcový a obdĺžnikový dutý prierez | ASTM A500 Trieda C, EN 10219 | Krovy, stĺpy, strojové podstavce, architektonické rámy |
| Kruhový dutý profil, rúrka | ASTM A53, ASTM A106, API 5L | Lešenie, pilóty, stĺpy, offshore nohy, potrubné vedenia |
| Výstužná tyč | GB/T 1499,2, ASTM A615 | Betónové dosky, nosníky, stĺpy a základy |
| Doska | EN 10025-2 S355J2, ASTM A572 Grade 50 | Plášte tankov a plavidiel, nosníky mostov, ťažké základové dosky |
Konštrukčné oceľové rúry: štvorcové, obdĺžnikové a kruhové
Konštrukčné oceľové rúry sú duté profily, ktoré kombinujú vysokú pevnosť s efektívnym rozložením materiálu po obvode. Obdĺžnikové a štvorcové duté profily sú bežné v modernom architektonickom dizajne, kde tvoria ľahké, ale tuhé rámy, stĺpy a nosníky v komerčných budovách, výstavných halách a terminálových budovách a sú široko používané pre prístrešky, schodiská a exponované priehradové systémy. Kruhové duté profily, dodávané aj ako oceľové rúry, sa uprednostňujú tam, kde sa riadi stláčaním: stĺpy-výškových budov, pásy veľkých priehradových nosníkov a priestorových rámov, nohy pobrežných plošín a štandardy a dosky stavebného lešenia.
V porovnaní s otvorenou časťou s rovnakou hmotnosťou odoláva uzavretá trubica krúteniu a viac{0}}ohybu vo viacerých smeroch oveľa efektívnejšie, a preto dominuje dočasným stavbám a strechám s dlhým-rozpätím. Kompromis-je na spojoch, kde sa zvyčajne vyžadujú ploché dosky a profilované koncové detaily.
Ako sa vyberá stupeň
O klasifikácii a sekcii daného projektu rozhodujú štyri otázky.
Zaťaženie a rozpätie: limity ohybu a deformácie určujú veľkosť sekcie, zatiaľ čo axiálna kompresia riadi polomer otáčania.
Expozícia: podzemné alebo pobrežné služby vyžadujú nátery, katódovú ochranu alebo triedu odolnú voči korózii- a triedy odolnosti voči poveternostným vplyvom, ako je EN 10025-5 S355J2W, kde je prijateľná nechránená povrchová úprava.
Výroba: požiadavky na zvariteľnosť, dierovanie a ohýbanie obmedzujú uhlíkový ekvivalent a hrúbku.
Požiarna a tepelná odolnosť: konštrukčná oceľ potrebuje protipožiarnu ochranu v uzavretých budovách a pre chladné podnebie sú špecifikované stupne odolnosti pri nízkych teplotách.
Oceľ odolná voči poveternostným vplyvom ilustruje, ako expozícia riadi výber triedy. Vytvára stabilnú povrchovú vrstvu hrdze, ktorá spomaľuje ďalšie napadnutie, takže materiál môže byť ponechaný nenatretý v správnom prostredí, zatiaľ čo rovnaký stupeň funguje zle tam, kde sú prítomné chloridy alebo kde je vlhkosť trvalo zachytená. Oceľ je použiteľná takmer všade za predpokladu, že trieda, povrchová úprava a detaily sa vyberajú spoločne a nie samostatne.
Často kladené otázky
Otázka: Kde sa oceľ najčastejšie používa?
Stavebníctvo je najväčším jednotným trhom, nasleduje dopravné a energetické zariadenia. Konštrukčné rámy, výstuže, potrubia a konštrukcie vozidiel predstavujú väčšinu tonáže.
Otázka: Je oceľ použiteľná v korozívnom prostredí?
Áno, ak je zvolená správna ochrana, ako je žiarové zinkovanie, ochranné nátery, katódová ochrana alebo nerezová trieda pre chemické a lekárske služby.
Otázka: Ktoré triedy sa používajú pre oceľové konštrukčné rúry?
Bežné možnosti zahŕňajú ASTM A500 Grade C a EN 10219 pre duté profily tvarované za studena, GB/T 1591 Q355B pre domáce stavebné práce a ASTM A53 alebo ASTM A106 pre rúry používané v konštrukčných a tlakových prevádzkach.
Otázka: Prečo je oceľ uprednostňovaná pre mosty s-dlhým rozpätím?
Pretože jeho vysoký pomer pevnosti-k{1}}hmotnosti znižuje vlastné zaťaženie, a pretože vyrobené nosníky umožňujú rýchlo postaviť dlhé rozpätia s menším počtom podpier.
Otázka: Môže sa oceľ používať v-oblastiach náchylných na zemetrasenia?
áno. Oceľové rámy sú tvárne, takže absorbujú energiu riadenou poddajnosťou za predpokladu, že spoje sú detailne prepracované a zvarené podľa platného seizmického predpisu.
Otázka: Je oceľ udržateľným materiálom?
Oceľ je najviac recyklovaný materiál na svete a možno ju opakovane recyklovať bez straty vlastností, čo v porovnaní s alternatívami na jedno{0}}použitie znižuje environmentálnu stopu počas celej životnosti.
