Тот баспайтын болаттан жасалған құрылымдық болат: инженерлер жиі жіберіп алатын нәрселер
Нағыз инженерлер форумының талқылауынан тот баспайтын болаттан жасалған конструкциялардағы практикалық сенімділікке дейін
Тот баспайтын болаттан жасалған құрылымдық болат коррозияға төзімділік және ұзақ мерзімді беріктік тек қорғаныс бөлшегі емес, құрылымдық дизайнның өзінде болған кезде қолданылады.
Бұл мақалада нақты жоба тәжірибесіне сүйене отырып, тот баспайтын болат жүк көтергіш материал ретінде пайдаланылған кезде инженерлер жиі нені жіберіп алатыны түсіндіріледі - сыныптар мен жобалау кодтарынан тыс.
Құрылымдық болат дегеніміз не және тот баспайтын болат құрылымдық болат дегеніміз не?
Құрылымдық болат әдетте беріктік, шығын тиімділігі және белгіленген жобалау нормалары негізгі басымдықтар болып табылатын жақтаулар, платформалар және өнеркәсіптік құрылымдар сияқты жүк көтергіш қолданбалар үшін қолданылатын көміртекті болат материалдарына қатысты.
Тот баспайтын болаттан жасалған құрылымдық болат ретінде қолданылатын тот баспайтын болатты білдіреді жүк көтергіш құрылымдық элементтербеткі немесе сәндік материал ретінде емес.
Әдетте ол таңдалады коррозияға төзімділік, жуу шарттары немесе гигиеналық талаптар жобалау факторларын анықтайды.
Бұл қолданбаларда тот баспайтын болат жүктеме көтеруге белсенді қатысатын арқалықтарға, бағандарға, бұрыштарға, арналарға және қуыс құрылымдық секцияларға айналады.
Тот баспайтын болат бірнеше кристалдық құрылымдарда (аустениттік, ферриттік, мартенситтік, дуплекстік) болғандықтан, оның құрылымдық мінез-құлқы мен жасалу реакциясы айтарлықтай өзгереді.
Осы себеппен, Құрылымдық қолданбаларға арналған тот баспайтын болат дәстүрлі құрылымдық болатқа қарағанда көбірек материалды, өндірісті және жеткізуді бақылауды қажет етеді.
Инженерлер форумында көтерілген нақты сұрақ
Қосулы Ағылшын кеңестері, Құрылыс инженерлері ұзақ уақыт бойы қолданатын онлайн форумда бір талқылау өте кең таралған, бірақ көбінесе айтылмаған мәселені қозғады.
Сұрақты көтерген инженер тәжірибесіз емес еді.
Ол құрылымдық есептеулерді жақсы білетін және жүк көтергіштігі туралы алаңдамайтын.
Оның мақсаты айқын болды: коррозия мәселесін шешу үшін, беріктікті арттыру үшін емес.
Оның алаңдаушылығы айқын түрде былай деп айтылды:
«Алдыңғы жобада қорғаныш жабындары бар көміртекті болат қолданылған, бірақ коррозия әлі де орын алды.» Бұл жолы мен тот баспайтын болатты тікелей қолданғым келеді. Мен UFGS 05 50 13 және 05 50 14 нұсқаларын қайта қарап жатырмын және AISC тот баспайтын болаттан жасалған дизайн нұсқаулығын қарап шықтым. Дегенмен, құрылымдық пішіндер, түтіктер, пластиналар, болттар және якорь компоненттері үшін тот баспайтын болаттың маркаларын қалай көрсету керектігін білмеймін. кейінірек қиындықтар тудырмайтындай етіп.
Көптеген жауаптар келді, бірақ ешқайсысы нақты жауап бермеді.
Кейбіреулер 304 немесе 316 деп атап өтті тот баспайтын болаттан жасалған құрылымдық болат жиі қолданылады.
Басқалары көміртекті болатты тот баспайтын болатпен тікелей алмастырудан сақтандырды.
Кейбіреулер дуплексті қолдануға сілтеме жасады құрылымдық тот баспайтын болат Еуропада.
Басқалары бекіткіштермен байланысты тәуекелдерді атап өтті.
Талқылау кәсіби болды, бірақ нәтижесіз болды.
Бұл шынымен де материалдық білімнің жетіспеушілігі ме?
Бір қарағанда, сұрақ материалды таңдау туралы сияқты көрінеді. Шын мәнінде, инженердің белгісіздігі материал атауларына байланысты емес еді.
Ол бұрыннан білетін:
- Тот баспайтын болаттан жасалған құрылым дұрыс бағыт болды
- Дизайн кодтарымен бірнеше тот баспайтын болаттан жасалған құрылымдық өнімдерге рұқсат етіледі
- Есептеу тұрғысынан бұл нұсқалар қолайлы болды
Ол растай алмаған нәрсе - бұл әлдеқайда іргелі нәрсе еді:
Сызбалар мен техникалық сипаттамаларда көрсетілген тот баспайтын болаттан жасалған құрылымдық болат сатып алудан, жасаудан, тексеруден және жеткізуден кейін де сол қалпында қала ма?
Сондықтан форумдағы талқылау нақты қорытындыға келе алмады.
Неліктен тот баспайтын болаттан жасалған құрылымдық болатты тек инженерлер ғана растай алмайды
Іс жүзінде инженерлер көбінесе бір уақытта екі рөл атқарады:
- Техникалық шешім қабылдаушы
- Сатып алу немесе сатып алу туралы шешімдердің қозғаушы күші
Дегенмен, тот баспайтын болаттан жасалған құрылымдық элементтердің жобалау болжамдарына шынымен сәйкес келетінін анықтайтын көптеген факторлар жобалау кезеңінде орын алмайды. Олар келесі кезеңде орын алады:
- Шикізатпен қамтамасыз ету
- Қалыңдық пен төзімділікті бақылау
- Тот баспайтын болаттан жасалған конструкцияларды жасау
- Үшінші тарап тексеру әдістерін таңдау
Бұл мәселелер есептеу есептерінде сирек кездеседі, бірақ олар жоба нәтижелерін тікелей анықтайды.
Инженерлерге шынымен не қажет: сенімділік
Тот баспайтын болаттан жасалған конструкциялық жобаларда сенімділік жоғары сапалы қорытпаны таңдауды білдірмейді.
Нағыз сенімділік үш шарттан туындайды:
Номиналды сипаттамаларға негізделген «жақсырақ» материал сыныбын таңдау
Материалдың сенімділігі, геометриялық дәлдігі және өндірістің тұтастығы
Міне, осы жерде инженерлік бағыттағы тот баспайтын болаттан жасалған профиль жеткізушілері маңызды рөл атқарады.
Жеткізу жағынан сенімділікті қалай қамтамасыз етеміз
Тот баспайтын болаттан жасалған конструкциялық болат жобаларында ең үлкен қауіп көбінесе дұрыс емес сортты таңдамау, тек минималды стандарттарға сай келетін материалды қабылдау болып табылады.
Шикізат кезеңінен бастап біз мыналарға назар аударамыз:
- Бақыланатын балқыту партиялары
- Тұрақты, консервативті диапазондарда қалатын химиялық құрамдар
- Шығындар қысымына байланысты «шекараға сәйкес келетін» химиядан аулақ болу
Бұл тот баспайтын болаттан жасалған құрылымдық өнімдердің инженерлік жобалауда қабылданғандай жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.
Әр түрлі елдер қалыңдыққа төзімділікті әртүрлі түсіндіреді. Кейбір жүйелерде ±5% ауытқуы қолайлы деп саналады.
Дегенмен, тот баспайтын болаттан жасалған құрылымдық бөлімдерде қалыңдық косметикалық параметр емес - ол жүктеме көтергіш айнымалы болып табылады.
Сондықтан:
- Дизайн 3,0 мм көрсеткен кезде
- Біз оны номиналды белгі емес, құрылымдық болжам ретінде қарастырамыз
- Рұқсат етілген төзімділік шегінде нақты қалыңдық төменгі шекке емес, инженерлік нысанаға қарай басқарылады.
Бұл тот баспайтын болаттан жасалған қуыс құрылымдық бөлімдер мен басқа элементтердің жеткізу кезінде жобалау болжамдарын бұзуына жол бермейді.
Көптеген ақаулар материалды дұрыс таңдамаудан емес, тот баспайтын болаттан жасалған конструкцияларды жасау кезіндегі өндіріс тәжірибелерінен туындайды.
- Дәнекерлеу қалдық кернеу мен геометриялық дәлдікке әсер етеді
- Иілу белгілері шаршаудың басталу нүктелеріне айналуы мүмкін
- Жоғары талапты жобалар беткі қабаттың бұзылуын азайту үшін бақыланатын процестер мен жабындарды пайдаланады
- Лазерлік таңбалау дұрыс орнатылмау мен бөлшектердің шатасуын болдырмайды
Бұл мәліметтер тот баспайтын болаттан жасалған құрылымдық пішіндер инженер бастапқыда жобалаған пішінді сақтайтынын немесе сақтамайтынын анықтайды.
Тот баспайтын болаттан жасалған құрылымдық болат жобаларында үшінші тарап тексеруі көбінесе соңғы қорғаныс шарасы ретінде қарастырылады. Дегенмен, барлық тексеру әдістері құрылымдық компоненттерге сәйкес келе бермейді.
Тот баспайтын болаттан жасалған бір баған жобасында үшінші тарап инспекторы баған сапасын бағалау үшін ультрадыбыстық тексеруді ұсынды. Бұл кәсіби болып көрінгенімен, құрылымдық тұрғыдан маңызды емес еді.
Себебі қарапайым:
- Ультрадыбыстық сынақ ішкі ақауларды немесе дәнекерлеуді тексеруге арналған
- Құрылымдық бағандар қима геометриясымен, қалыңдығымен және өлшемдік тұтастықпен реттеледі
- Тек ультрадыбыстық сынақтарды қолдана отырып, бағанның жұмысын бағалайтын салалық тәжірибе жоқ.
Біздің рөліміз үшінші тарап инспекторларын ауыстыру емес, инженерлерге мыналарды түсіндіруге көмектесу: құрылымдық тұрғыдан нені тексеру керек, қандай тексеру әдістері маңызды және қандай әдістер формальды түрде қолайлы, бірақ құрылымдық тұрғыдан маңызды емес.
Форум сұрағына оралу
Форумдағы талқылаудың ешқашан қорытындыға келмеуінің себебі тот баспайтын болаттан жасалған құрылымдық болаттың тым күрделі болуында емес.
Себебі бұл жауапкершілікті тек инженерлер ғана көтере алмайды.
Тот баспайтын болаттан жасалған конструкцияларда:
- Дизайн құрылымның теориялық тұрғыдан жарамдылығын анықтайды
- Материалды жеткізу, өндіру және тексеру оның іс жүзінде жарамды болып қалатынын анықтайды
Қорытынды
Тот баспайтын болаттан жасалған конструкциялық инженерияда инженерлер «ең жақсы» материалды іздемейді.
Олар осындай нәтиже іздейді сипаттамадан бастап жеткізуге дейін бастапқы жобалау болжамдарын бұзбайды.
Егер сіз тот баспайтын болаттан жасалған құрылымдық жобаны дайындап жатсаңыз, тапсырыс бермес бұрын осы мәселелерді растау кейіннен кез келген түзету шараларына қарағанда әлдеқайда маңызды. Қажет болса, талқылау жобаның басында инженерлік бағыттағы тот баспайтын болат жеткізушісімен осы мәселелерді шешті.
