Yapısal Çelik

Dünya Çelik Birliği’ne göre, Amerika Birleşik Devletleri dünyanın en büyük üçüncü çelik üreticisi ülkesidir. Amerikalılar, konserve gıdalardan gökdelenlere kadar geniş bir endüstri sektöründe çelik kullanıyor. Farklı amaçlar için ayrılmış birçok farklı çelik kategorisi vardır, ancak en yaygın olanlardan biri yapısal çeliktir.

Yapısal çelik, inşaat veya bina projelerinde kullanılır. En temel tanımında yapısal çelik, inşaatta kullanılmak üzere şekillendirilmiş çelik olarak tanımlanır, ancak bu, yapısal çeliğin gerçekte ne olduğuna dair çok net bir resim vermez. Yapısal çeliği diğer fabrikasyon çelik formlarından ayıran şeyin iki ana özelliğini kapsayarak daha net bir şekilde anlaşılmasına yardımcı olmak istedik: bileşim ve şekil.

Kompozisyon

Yapısal çelik bir karbon çeliğidir, yani ağırlıkça yüzde 2,1’e kadar karbon içeriğine sahiptir. Demirden sonra karbon, karbon çeliğinde en önemli elementtir. Çeliğin bileşimindeki karbon miktarının arttırılması, yüksek mukavemetli ve düşük sünekliğe sahip malzemelerle sonuçlanır. Çeliğin nasıl kullanılacağına bağlı olarak, gereken karbon seviyesini veya içeriğini belirleyecektir.

Yumuşak çelik olarak da bilinen düşük karbonlu çelik, en yaygın olarak kullanılan karbon çeliği şeklidir ve en yaygın olarak inşaat amaçları için kullanılır, bu nedenle düşük karbonlu çelik, yapısal çelikten bahsederken en sık düşünülen şeydir. Düşük karbonlu çelik tipik olarak yüzde 0,04 ila yüzde 0,30 karbon içeriği içerir, bu da onu daha yüksek karbon içeriğine sahip diğer çelik formlarından daha güçlü ancak daha sünek kılar. Hem orta hem de yüksek karbonlu çelikler (karbon içeriği yüzde 0,31 ile yüzde 1,50 arasında değişen çelikler) yapısal çelik olarak kabul edilebilse de, bunlar tipik olarak makine mühendisliği amaçları için kullanılır.

Şekil

Yapısal çeliğin farklı şekillerini tartışmadan yapısal çeliğe genel bir bakış tamamlanmış sayılmaz. Temel tanımına geri dönersek, yapısal çelik, bina yapımında farklı kullanımlar için tasarlanmış çeliktir.

Yapısal çelik şekli, belirli bir kesit ile oluşturulmuş bir profildir. Aşağıda birkaç yaygın yapısal çelik şekli verilmiştir:

• I-kiriş: Her iki tarafta flanşlarla kapatılmış I şeklinde bir kesit
• Z-şekli: Z’ye benzeyen zıt yönlerde giden yarım flanş
• Açı: L şeklinde bir kesit
• Tee: T şeklinde bir kesit
• Çubuk: Dikdörtgen, enine kesitli uzun bir çelik parçası
• Çubuk: Yuvarlak veya kare uzun bir çelik parçası

Yapı çeliğinin sünekliği nedeniyle, çeşitli şekiller, kalınlıklar ve hatta boyutlar, belirli bina ihtiyaçlarını karşılamak için özelleştirilebilir. Indiana’daki güvenilir yapısal çelik şirketiniz Benchmark Fabricated Steel’de, proje ihtiyaçlarınızı karşılamak için yapısal çelik tasarlıyor ve üretiyoruz.

Yapı çeliğimizin kalitesi ve bileşimi ya da elimizdeki farklı tasarımlar ve şekiller hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız, bugün bizi arayın! İster küçük, kişisel bir proje, ister büyük ölçekli bir inşaat işi düşünüyor olun, deneyimli çelik imalatçıları ve tasarımcılarından oluşan uzman ekibimiz projeniz için teklif vermeye hazırdır.

Çelik Yapıların Arıza Nedenleri ve Önlemesi

Yapı mühendisleri, çok çeşitli kuvvetlere direnmek için binalar ve ek yapılar tasarlar. Kuvvet türleri, yapının kendisinden oluşan yapılandırılmış içeriğin kütlesini, yapının işgalinden kaynaklanan geçici kuvvetleri ve kar, rüzgar, yağmur ve deprem gibi çevresel kuvvetleri içerir. Çelik durumunda, uygulayabileceğiniz önleme ipuçlarının yanı sıra yapısal başarısızlığın çeşitli nedenleri vardır.

Yapısal çelik tasarımı söz konusu olduğunda, çeliğin bir sınırlaması, normalde yangınlarda meydana gelen yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında korozyona duyarlılığıdır. Çelik yapılar ayrıca döngüsel olarak yüklenirlerse yorulmaya karşı hassastırlar ve yüksek basınç altında olduklarında burkulmaya karşı hassastırlar.

Kesme Arızası

Normal olarak üyeler arasındaki bağlantılarda kesme kırılmaları meydana gelir. Bu bağlantıları tasarlamak zorlu bir iştir. Bağlantılar normalde, bir mühendisin bağlantıyı oluştururken akılda tutması gereken yüksek kesme kuvvetleri içerir. Yapı mühendisi, bağlantının dayanabileceği tasarım gücünü hafife alırsa, bir arıza meydana gelebilir. Önleme için çelik yapılarda ortak bağlantılar kaynak, cıvata veya her ikisi ile oluşturulabilir.

Eğilme Hataları

Kirişler gibi eğilme elemanlarında eğilme kırılmaları meydana gelir. Bazı durumlarda, sütunlar gibi sıkıştırma elemanlarında bile oluşurlar. Bu tür arızalar, tipik olarak, eğilme yükleri elemanın bükülmesine neden olduğunda meydana gelir. Çelik güçlü olduğu için çelik elemanlar verimli ve ince olacak şekilde oluşturulur. Bu, yüksek bir burkulma riski altında oldukları anlamına gelir. Bununla birlikte, daha ağır olan tıknaz üyeler burkulmaya daha az eğilimlidir.

Eğilme yüklemeleri, elemanlarda sıkıştırma ve çekme kuvvetlerine neden olur.

Sıkıştırma Hataları

Sıkıştırma arızaları, normal olarak, köşebentler ve kolonlar dahil olmak üzere sıkıştırma elemanlarında, onlara uygulanan sıkıştırma eksenel kuvveti aşırı gerilmeye veya bükülmeye zorlandığında meydana gelir.

Hem çapraz hem de kolon elemanları, burkulma yaşayabilecek yüksek basınç gerilmelerine karşı hassastır. Bir sütun oluştururken, kesit geometrisinin üyenin uzunluğuna oranı olan narinlik oranını göz önünde bulundurun. Bunun nedeni, narinlik oranı yüksek olan bir elemanın, daha düşük oranlı bir elemana göre burkulmaya daha yatkın olmasıdır. Ek olarak, düşük narinlik oranına sahip elemanlar, basınç gerilmeleri elemanın malzemesinin mukavemetini aştığında hala çalışmayabilir.

Çekme Arızaları

Bu tür bir arıza normalde askılarda veya destek elemanlarında meydana gelir. Çelik eleman, elemanın malzeme mukavemetinden daha büyük bir dereceye kadar gerildiğinde, bir arıza meydana gelebilir. Bununla birlikte, bu tür bir başarısızlık farklı aşamalarda meydana gelir: akma, boyun verme ve başarısızlık.

Çelik, özellikle binaların yapısal yapımında çok güvenilir ve güçlüdür. Bununla birlikte, çeliğin etkinliği, yalnızca dayatma kuvvetlerine dayanacak şekilde uygun şekilde tasarlanmışsa güvenilirdir. Kötü tasarlandığında, çelik yapıların yukarıda belirtilen arızalarından herhangi birine neden olabilir.