Oceľové stavebné materiály označujú všeobecný termín pre rôzne materiály, ktoré sa skladajú hlavne z ocele a sú spracované a tvarované tavením, valcovaním, zváraním, ohýbaním za studena a inými procesmi a používajú sa v hlavnej konštrukcii alebo systéme uzavretia budov a konštrukcií. Prekonali tradičné tehlové, drevené a kamenné materiály a stali sa základným pilierom moderného stavebného priemyslu.
Medzi hlavných členov patria:
Konštrukčná oceľ: ako za tepla valcovaná oceľ v tvare H, oceľ v tvare I (oceľ v tvare I), uhlová oceľ, kanálová oceľ, štvorcová/obdĺžniková rúra (skriňová oceľ), okrúhla oceľová rúra, oceľový plech atď., ktoré tvoria kostru budovy (nosníky, stĺpy, priehradové nosníky).
Výstuž: Závitová oceľ, obyčajné kruhové oceľové tyče atď. sú zapustené do betónu, aby vytvorili vystužený betón, čo výrazne zlepšuje pevnosť v ťahu.
Tenkostenná oceľ ohýbaná za studena: Tenké oceľové plechy sú ohýbané za studena do prierezov v tvare C, U, Z a iných, ktoré sa používajú na ľahké oceľové konštrukcie (ako sú nízkopodlažné obytné budovy, medziposchodia) a sekundárne konštrukcie.
Oceľové platne/kovové platne: Používajú sa na podlahové krytiny (vlnité oceľové platne), stenové/strešné systémy (farebné oceľové platne, sendvičové panely).
Konektory: Vysokopevnostné skrutky, zváracie materiály, spojovacie dosky atď., Na zabezpečenie integrity a stability konštrukcie.
Základné vlastnosti:
Vynikajúca pevnosť a nízka hmotnosť: Extrémne vysoký pomer pevnosti k hmotnosti umožňuje výstavbu budov s veľkým rozpätím a veľkými svetlosťami, čím sa znižuje zaťaženie základov.
Homogenita a spoľahlivosť: Materiál je jednotný, mechanické vlastnosti sú stabilné, kontrola kvality výrobného procesu je prísna a výsledky konštrukčných výpočtov sú spoľahlivé.
Vynikajúca plastická húževnatosť: Dokáže absorbovať obrovskú energiu (ako sú zemetrasenia a zaťaženie vetrom) a nie je náchylný na náhle krehké zlomeniny.
Továrenská prefabrikácia a efektívna montáž: Komponenty sú precízne prefabrikované vo výrobe a skrutkové spojenie alebo zváranie je rýchle na mieste, čo výrazne skracuje dobu výstavby.
Ekologické a udržateľné: Vysoko recyklovateľné (miera recyklácie môže dosiahnuť viac ako 95 %) a znečistenie pri stavbe je nízke (hlavne suchá prevádzka).
Flexibilný dizajn a voľné modelovanie: Silná plasticita, ľahko dosiahnuteľné zložité a nové architektonické tvary a veľké nároky na priestor.
1. Prečo si vybrať oceľové stavebné materiály?
V konkurencii mnohých stavebných materiálov vynikajú oceľové materiály, ktorých výhody sú nenahraditeľné:
Vynikajúce ekonomické výhody:
Krátka doba výstavby = rýchle zotavenie kapitálu: Rýchlosť výstavby prefabrikácie a montáže ďaleko presahuje tradičné betónové konštrukcie, čo šetrí veľa času a nákladov na prácu a projekt je uvedený do používania skôr, aby sa dosiahol prínos.
Zníženie celkových nákladov: Znížená nosná hmotnosť konštrukcie šetrí náklady na základy; továrenská výroba znižuje odpad na mieste; neskoršie náklady na údržbu sú relatívne nízke; vysoké využitie priestoru (veľká stĺpová mriežka, malý nosník a stĺpová časť).
Dlhodobá hodnota: Silná odolnosť znižuje frekvenciu renovácií, má dlhú životnosť a dobrú zostatkovú hodnotu (recyklovateľné).
Najvyššie výkonnostné výhody:
Bezpečné a spoľahlivé: Vysoká pevnosť a vysoká ťažnosť poskytujú vynikajúcu odolnosť proti zemetraseniu a vetru, čo je ideálna voľba pre oblasti náchylné na zemetrasenia a oblasti s výskytom tajfúnov.
Stabilná a kontrolovateľná kvalita: Prostredie továrenskej výroby je prísne, normy kontroly kvality sú vysoké a presnosť komponentov je zaručená.
Veľké rozpätie a veľký priestor: Jednoducho realizujte veľkorozponové konštrukcie bez alebo s malým počtom stĺpov (ako sú telocvične, továrne, výstavné haly).
Jednoduchá transformácia a rozšírenie: Konštrukčný systém je prehľadný, čo je vhodné na neskoršie vystuženie, pridanie podlahy alebo predelenie priestoru.
Zelená voľba pre trvalo udržateľný rozvoj:
Model obehového hospodárstva: Oceľ je v súčasnosti jedným z materiálov s najvyššou mierou recyklácie. Dá sa recyklovať takmer donekonečna bez zníženia výkonu, čím sa výrazne zníži stavebný odpad a spotreba zdrojov (podľa údajov Svetovej asociácie ocele).
Nízka uhlíková stopa: Hoci je spotreba energie pri výrobe vysoká, jej dlhá životnosť, recyklovateľnosť a prefabrikovaná konštrukcia znižujú spotrebu energie a emisie na mieste, vďaka čomu sú emisie uhlíka počas celého životného cyklu konkurencieschopné. Krátky proces používania šrotu z elektrickej oblúkovej pece môže ďalej znížiť emisie uhlíka.
Znížte znečistenie na mieste: Suchá prevádzka je hlavnou metódou, ktorá výrazne znižuje znečistenie životného prostredia hlukom, prachom a mokrou prevádzkou.
Kompatibilné so zelenou technológiou: Oceľový rám je ideálnou platformou pre integráciu energeticky úsporných technológií, ako sú solárne fotovoltaické panely a zelené strechy.
Flexibilita dizajnu a konštrukcie:
Sloboda tvarov: Uvedomte si neviazanú kreativitu architekta a vytvorte mnoho ikonických budov (ako je štadión Vtáčie hniezdo a Eiffelova veža).
Prefabrikácia a montáž: Vysoko industrializovaná stavebná metóda, ktorá je menej ovplyvnená počasím, s lepšou kvalitou a riadením doby výstavby, čo je v súlade s vývojovým smerom industrializácie budov.
Vysoká presnosť: Továrenská výroba zabezpečuje presné rozmery komponentov a malé montážne chyby na stavbe.
2. Kľúčové oblasti použitia oceľových stavebných materiálov
Vďaka vysokej prispôsobivosti oceľových materiálov sa objavuje vo všetkých druhoch stavebných projektov:
Priemyselné budovy:
Továreň/dielňa: Preferovaná konštrukčná forma pre jednoposchodové alebo viacposchodové továrne. Veľké rozpätia a veľké priestory vyhovujú rozmiestneniu výrobných zariadení a montážnych liniek.
Skladové/logistické centrum: Oceľová konštrukcia je dokonalým riešením pre veľkú svetlú výšku a rozstup stĺpov na uľahčenie skladovania nákladu a efektívnu cirkuláciu.
Ťažké priemyselné zariadenia: Ako rámy, plošiny zariadení a podpery potrubí elektrární, rafinérií a chemických závodov.
Obchodné a verejné budovy:
Veľké nákupné centrá/nákupné centrá: Na prilákanie zákazníkov sú potrebné priestranné a flexibilné vnútorné priestory.
Administratívne budovy/výškové budovy: Kombinovaná konštrukcia oceľového rámu z oceľových rúrok je hlavnou formou moderných super výškových budov (ako je Shanghai Tower).
Štadióny/Kongresové a výstavné centrá: Realizujte strechy s veľkým rozpätím a tribúny bez prekážok, aby ste poskytli šokujúci priestorový zážitok (ako je Vtáčie hniezdo a veľké letiskové terminály).
Školy/nemocnice/letiská/dopravné uzly: Vyžadujú rýchlu výstavbu, nízke rušenie a flexibilné priestorové usporiadanie.
Infraštruktúra:
Mosty: Hlavnými komponentmi sú hlavné laná, pylóny a mostovky veľkých rozpätí (visuté mosty a lanové mosty); oceľové mosty malého a stredného rozpätia sa čoraz častejšie používajú.
Vežové stožiarové konštrukcie: energetické veže, komunikačné veže, veže veterných turbín atď.
Pobrežné plošiny: Hlavná štruktúra plošiny na ťažbu ropy na mori.
Vznikajúce a viacposchodové polia:
Viacposchodové budovy: Použitie ľahkých oceľových kýlových systémov v kancelárskych budovách, bytových domoch a hoteloch (najmä modulárne budovy) rýchlo rastie.
Nízkopodlažné a obytné budovy:
Vily/rezidencie z ľahkej ocele: Tenkostenné kýlové systémy z ľahkej ocele ohýbané za studena, rýchla výstavba, dobrá tepelná izolácia a úspora energie a vynikajúca odolnosť proti zemetraseniu.
Viacposchodové obytné budovy s oceľovou konštrukciou: Postupne ich presadzujte, aby sa vyriešil „nedostatok pracovnej sily“ a zlepšila sa kvalita budov a úroveň industrializácie.
Špeciálne stavby: Vysielacie veže, sochy, dočasné budovy (mobilné domy, javiská) atď.
3. Často kladené otázky (Q&A)
Otázka: Sú budovy s oceľovou konštrukciou drahšie ako železobetónové budovy?
A: Nedá sa to zovšeobecňovať. Počiatočné náklady na materiál môžu byť o niečo vyššie, ale vzhľadom na komplexné náklady (finančné náklady a náklady na správu ušetrené skrátením doby výstavby, znížením základných nákladov, výhodami, ktoré prináša vysoké využitie priestoru, nízke náklady na dlhodobú údržbu, návratná hodnota atď.), majú oceľové konštrukcie zvyčajne značné ekonomické výhody, najmä vo veľkých priemyselných, komerčných a stavebných projektoch citlivých na obdobie výstavby.
Otázka: Čo mám robiť, ak je oceľ náchylná na hrdzu a koróziu?
Odpoveď: Tomuto sa dá predísť a dá sa to kontrolovať. Moderné oceľové konštrukcie prijímajú viaceré ochranné opatrenia:
Predúprava povrchu: Pieskovanie na odstránenie hrdze na špecifikovanú úroveň.
Dlhodobý antikorózny náter: Nastriekaný základný náter, stredný náter, vrchný náter (ako je základný náter s epoxidovou železnou sľudou bohatý na zinok, polyuretánový vrchný náter), navrhnite náterový systém a hrúbku podľa úrovne environmentálnej korózie.
Žiarové zinkovanie: Veľmi účinné pre malé komponenty alebo diely v drsnom prostredí.
Oceľ odolná voči poveternostným vplyvom: Za určitých atmosférických podmienok sa vytvorí stabilná a hustá vrstva hrdze, ktorá chráni podklad, čím sa eliminuje potreba natierania a údržby (často sa používa pri exponovaných konštrukciách).
Katódová ochrana: Používa sa pre podvodné alebo podzemné konštrukcie (ako sú pilótové základy plošiny na mori). Štandardné prevedenie, starostlivá konštrukcia a pravidelná kontrola a údržba môžu zabezpečiť dlhodobú službu oceľových konštrukcií.
Otázka: Oceľ nie je ohňovzdorná, čo mám robiť, ak dôjde k požiaru?
Odpoveď: Hoci je oceľ nehorľavá, jej pevnosť prudko klesá pri vysokých teplotách (nad cca 550°C). Preto je požiarna ochrana povinnou požiadavkou pri navrhovaní oceľových konštrukcií. Bežné metódy zahŕňajú:
Protipožiarny náter: Napučiavajúci (pri požiari expanduje a vytvára izolačnú uhlíkovú vrstvu) alebo nenapučiavajúci (hrubá izolácia) protipožiarny náter.
Ohňovzdorné balenie dosiek: Ako napríklad sadrokartón, kremičitan vápenatý, doska z minerálnej vlny atď.
Obal z betónu/malty: Vytvorte ochrannú vrstvu.
Konštrukcia naplnená vodou (vodný plášť).
Prostredníctvom vedeckého návrhu a konštrukcie môže limit požiarnej odolnosti oceľových konštrukcií plne spĺňať požiadavky predpisov o požiarnej ochrane budov.
Otázka: Je zvuková izolácia a tepelná izolácia budov s oceľovou konštrukciou dobrá?
Odpoveď: Oceľ je sama o sebe dobrým vodičom tepla (rýchle vedenie tepla), ale tepelná izolácia a zvuková izolácia budov s oceľovou konštrukciou závisí najmä od jej systému krytov a výplňových materiálov (ako je stenová/strešná izolačná vlna, sendvičové panely, vnútorné a vonkajšie dekoratívne panely na stenách, konštrukcia zvukovej izolácie podlahy). Moderné systémy oceľových konštrukcií dokážu plne vyhovieť alebo dokonca prekročiť požiadavky na komfort tradičných budov prostredníctvom rozumného návrhu izolačných vrstiev, použitia technológie prerušovaných mostov (blokovanie tepelných mostov), výplne vysokovýkonnými zvukovoizolačnými materiálmi a ďalších opatrení. Ľahká oceľová kýlová stena vyplnená sklenou vatou alebo minerálnou vlnou je vynikajúcou tepelnoizolačnou a zvukovo izolačnou konštrukciou.
Otázka: Je oceľová konštrukcia vhodná na bývanie?
A: Veľmi vhodné a jeden z budúcich smerov rozvoja.
Ľahký oceľový kýlový systém je široko používaný v nízkopodlažných vilách, vidieckych domoch, bytoch, modulových domoch, rekonštrukciách po katastrofe atď., S výhodami dobrej odolnosti proti zemetraseniu, rýchlej výstavby, úspory energie a ochrany životného prostredia a flexibilného priestoru.
Technológia viacposchodových obytných budov s oceľovou konštrukciou je vyspelá a široko používaná v zahraničí a aktívne sa propaguje aj v Číne. Jeho výhodami sú rýchla rýchlosť výstavby (asi o 1/3 kratšia ako u tradičných), vysoká kvalita továrensky vyrábaných komponentov, vysoká rýchlosť domu, vynikajúce seizmické vlastnosti a jednoduchšia realizácia zelených budov a industrializovanej výstavby (prefabrikované budovy).
Oceľové stavebné materiály zásadne zmenili tvár modernej architektúry svojou bezkonkurenčnou silou, húževnatosťou, rýchlosťou výstavby, flexibilitou dizajnu a udržateľnosťou. Od veľkolepých významných budov po efektívne a praktické priemyselné závody, od mostov cez prírodné priekopy po teplé a pohodlné domy, oceľové konštrukcie v tichosti budujú bezpečnejšie, efektívnejšie a zelenšie priestory pre ľudí. S neustálym pokrokom v oblasti materiálovej vedy, výrobných technológií a dizajnových konceptov bude oceľ ako základná kostra budov hrať čoraz dôležitejšiu úlohu pri formovaní trvalo udržateľného životného prostredia budúcnosti. Výber ocele znamená výber silnej, efektívnej a zelenej budúcnosti architektúry. $
