स्टील स्ट्रक्चरचे चांगले घटक कसे निवडावेत?

उच्च दर्जाची निवड करणेस्टील स्ट्रक्चरचे घटकसुरक्षितता, सेवा आयुष्य आणि प्रकल्पाचा एकूण खर्च निश्चित करते. अभियंत्यांनी सामग्रीचा दर्जा, छेदाची अचूकता, निर्मितीची गुणवत्ता आणि संरक्षण प्रणाली यांचे मूल्यांकन करणे आवश्यक आहे. प्रत्येक घटक भार क्षमता, थकवा प्रतिरोध आणि देखभालीच्या गरजा यांवर प्रभाव टाकतो.

वर्ल्ड स्टील असोसिएशनच्या आकडेवारीनुसार, बांधकाम क्षेत्रात जागतिक स्तरावर दरवर्षी १.८ अब्ज टनांपेक्षा जास्त स्टीलचा वापर होतो. स्ट्रक्चरल स्टीलचे अपयश हे अनेकदा डिझाइनमधील चुकांऐवजी घटकांच्या अयोग्य निवडीमुळे येते. घटकांच्या अयोग्य निवडीमुळे लाइफसायकल खर्चात अनेकदा २० टक्क्यांहून अधिक वाढ होते. योग्य निवडीमुळे स्ट्रक्चरल धोका कमी होतो आणि बांधकामाची कार्यक्षमता सुधारते.

स्टील स्ट्रक्चरच्या घटकांचा मटेरियल ग्रेड

मटेरियल ग्रेड हा घटकांच्या गुणवत्तेचा पाया असतो. वेगवेगळ्या देशांमध्ये आणि प्रदेशांमध्ये स्टील ग्रेडसाठी वेगवेगळी मानके आहेत. उदाहरणार्थ, चीनमध्ये स्ट्रक्चरल स्टीलमध्ये Q235 आणि Q355 सामान्यतः वापरले जातात. अमेरिकेत, ASTM A36 आणि ASTM A572 ग्रेड 50 सामान्यतः वापरले जातात. युरोपियन बाजारपेठेत EN S355 घटक सर्वात सामान्य आहेत.

व्यवसायाच्या जागतिकीकरणाच्या विकासामुळे, सीमापार खरेदीत अधिकाधिक वाढ होईल. उत्पादने आणि कच्च्या मालाच्या दर्जाच्या मानकांमधील भिन्नता सोडवण्यासाठी, पुरवठादारांना अधिकृत सामग्री प्रमाणपत्रे सादर करणे आवश्यक आहे, जेणेकरून त्यांच्या उत्पादनांची यिल्ड स्ट्रेंथ, टेन्साइल स्ट्रेंथ आणि इलॉन्गेशन खरेदीदाराच्या मानकांनुसार असल्याची खात्री करता येईल. Q235 स्टीलची यिल्ड स्ट्रेंथ 235Mpa पेक्षा कमी नसते, आणि Q355 स्टील EN S355 प्रमाणेच 355MPa पर्यंत पोहोचते. ASTM A36 ची यिल्ड स्ट्रेंथ 250Mpa पेक्षा कमी नसते, आणि ASTM A572 ग्रेड 50de ची यिल्ड स्ट्रेंथ सुमारे 345Mpa असते.

स्टील स्ट्रक्चरच्या घटकांचा क्रॉस-सेक्शन आकार आणि भौमितिक अचूकता

क्रॉस-सेक्शनचा आकार हा मुख्य पॅरामीटर आहे जो घटकाची भार वाहून नेण्याची क्षमता, तन्यता शक्ती आणि कडकपणा निश्चित करतो. हॉट-रोल्ड घेतल्यासएच-आकाराचे स्टीलउदाहरणार्थ, जेव्हा उंची ४०० मिमी पेक्षा कमी असते, तेव्हा फ्लॅंजच्या रुंदीतील स्वीकार्य विचलन साधारणपणे ±२ मिमीच्या आत नियंत्रित केले जाते आणि वेबच्या जाडीतील विचलन ±०.५ मिमी पेक्षा जास्त नसावे. घटकाचा सरळपणा देखील महत्त्वाचा असतो आणि हे विचलन सहसा घटकाच्या लांबीच्या १/१००० पेक्षा जास्त नसते. उदाहरणार्थ, १२-मीटर लांबीच्या बीमसाठी, वाकण्याचे विचलन १२ मिमी पेक्षा कमी असावे.

घटकांची भौमितिक अचूकता त्यांच्या भार वाहून नेण्याच्या कार्यक्षमतेवर आणि स्थापनेच्या अडचणीवर परिणाम करते. स्टील स्ट्रक्चरच्या इमारतींमध्ये बांधकामादरम्यान स्थापनेच्या अचूकतेसाठी अत्यंत उच्च आवश्यकता असतात. घटकाच्या आकारात किंवा माउंटिंग होलमध्ये अचूकतेची त्रुटी असल्यास, तो घटक डिझाइन केल्याप्रमाणे सहजपणे स्थापित होऊ शकत नाही. यामुळे केवळ बांधकाम करणाऱ्या पक्षाला जागेवरच घटकांमध्ये बदल करावे लागतात, ज्यामुळे प्रकल्पाचा वेळ आणि खर्च वाढतो, असे नाही, तर धोकेही वाढतात आणि इमारतीच्या सुरक्षिततेचे धोकेही वाढतात.

मोठ्या पुरवठादाराची निवड करणे आवश्यक ठरते. कारण मोठ्या आणि उच्च-गुणवत्तेच्या पुरवठादारांकडे सामान्यतः अल्ट्रासोनिक टेस्टिंग मशीन्स, लेझर कटिंग मशीन्स, ३डी सीएनसी ड्रिलिंग आणि इतर उपकरणे असतात. ही उपकरणे वेल्डिंग आणि मशिनिंगमधील घटकांच्या अचूकतेतील त्रुटी कमी करू शकतात. कटिंगच्या आकारातील त्रुटी ±१ मिमीच्या आत नियंत्रित केली जाऊ शकते आणि ड्रिलिंगच्या स्थितीतील त्रुटी ±०.५ मिमी पेक्षा जास्त नसते. त्याच वेळी, मोठ्या पुरवठादारांकडे सामान्यतः अनुभवी डिझायनर्सची टीम असते, ज्यामुळे अनेक धोके आणि अडचणी आधीच टाळता येतात.

पोलादी संरचना घटकांवर गंजरोधक उपचार

स्टीलच्या उत्पादनांना सहज गंज लागत असल्यामुळे, स्टील स्ट्रक्चरच्या घटकांचे सेवा आयुष्य आणि गुणवत्ता मोजण्यासाठी गंज-प्रतिरोधक उपचार हा एक महत्त्वाचा भाग आहे. सामान्यतः, स्टील स्ट्रक्चरच्या घटकांवरील गंज-प्रतिरोधक उपचारांचे तीन टप्पे आहेत, म्हणजेच गंज-प्रतिरोधक लेप, शॉट ब्लास्टिंग आणि गंज काढणे, आणि गंज-प्रतिरोधक लेप.

हॉट-डिप गॅल्व्हनाइज्ड ही स्टीलसाठी एक सामान्य संरक्षण पद्धत आहे. जस्तच्या थराची जाडी साधारणपणे ६५ ते ८५ मायक्रॉन असते, जी मध्यम क्षरणकारी वातावरणात ३० वर्षांपेक्षा जास्त काळ संरक्षण देऊ शकते. ही प्रक्रिया सहसा थेट स्टीलच्या कच्च्या मालाच्या उत्पादकाकडून केली जाते. उत्पादन पूर्ण झाल्यावर, उत्पादकाला घटकांवर ब्लास्टिंग करण्याची आवश्यकता असते. उच्च-गतीच्या फिरणाऱ्या शॉट ब्लास्टिंगच्या सततच्या आघाताने, घटकांच्या पृष्ठभागावरील घाण आणि गंज काढून टाकला जातो. त्याच वेळी, ही प्रक्रिया घटकाच्या पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा वाढवते आणि कोटिंगची चिकटण्याची क्षमता वाढवते.

स्टीलच्या संरचनेच्या गंज-प्रतिबंधक उपचारांमधील पेंट फवारणी हा शेवटचा टप्पा आहे. कामगार घटकांवर अनेक वेळा फवारणी करण्यासाठी विविध कोटिंग्जचा वापर करतात. उच्च-गुणवत्तेच्या कोटिंग सिस्टीममध्ये सामान्यतः इपॉक्सी प्राइमर, इंटरमीडिएट पेंट आणि पॉलीयुरेथेन टॉपकोट यांसारख्या अनेक थरांचा समावेश असतो, ज्याची एकूण जाडी २०० मायक्रॉन असते. ही प्रणाली कोटिंगद्वारे घटकाच्या पृष्ठभागाचे जास्तीत जास्त संरक्षण सुनिश्चित करते आणि १५-२० वर्षांचे गंज-प्रतिबंधक चक्र सुनिश्चित करू शकते.

दुर्लक्ष न करता येणारे कनेक्शन घटक

जोडणीचे घटक अनेकदा संरचनात्मक विश्वसनीयता ठरवतात. बोल्ट, प्लेट्स आणि अँकर्स यांनी भाराच्या मागणीनुसार जुळवून घेतले पाहिजे. उच्च-शक्तीचे बोल्ट सामान्यतः ASTM A325 किंवा A490 मानकांचे पालन करतात. ASTM A325 बोल्ट किमान 830 MPa ची तन्य शक्ती प्रदान करतात. A490 बोल्ट 1,040 MPa पर्यंत पोहोचतात. गतिशील भारांसाठी स्लिप-क्रिटिकल जोडण्या वापरा. ​​या जोडण्यांसाठी 0.35 पेक्षा जास्त पृष्ठभागीय घर्षण गुणांक आवश्यक असतो. M20 A325 बोल्टसाठी पूर्व-ताण बल सुमारे 172 kN पर्यंत पोहोचते.

कनेक्शन प्लेट्स मूळ स्टीलच्या ग्रेडच्या बरोबरीच्या किंवा त्याहून अधिक दर्जाच्या असाव्यात. औद्योगिक इमारतींमध्ये प्लेटची जाडी साधारणपणे ८ ते २५ मिमी असते. अँकर बोल्ट्सनी ताण आणि कर्तन या दोन्हींना प्रतिकार केला पाहिजे. ग्रेड ८.८ चे अँकर बोल्ट्स ६४० MPa ची यिल्ड स्ट्रेंथ देतात. कडेचे योग्य अंतर काँक्रीट फुटणे टाळते. कडेचे किमान अंतर कमीतकमी चार बोल्टच्या व्यासांइतके असावे. जोडणीच्या ठिकाणी घटकांची अचूक निवड केल्यास, अत्यंत गंभीर परिस्थितीत जोड निकामी होण्याचा धोका ४० टक्क्यांहून अधिक कमी होतो.