बातम्या - स्टील स्ट्रक्चर: आधुनिक अभियांत्रिकीमधील एक प्रमुख स्ट्रक्चरल सिस्टम

समकालीन वास्तुकला, वाहतूक, उद्योग आणि ऊर्जा अभियांत्रिकीमध्ये,स्टील स्ट्रक्चरमटेरियल आणि स्ट्रक्चर या दोन्ही बाबतीत त्याच्या दुहेरी फायद्यांसह, अभियांत्रिकी तंत्रज्ञानातील नवोपक्रमाला चालना देणारी एक प्रमुख शक्ती बनली आहे. स्टीलचा मुख्य भार-असर मटेरियल म्हणून वापर करून, ते औद्योगिक उत्पादन आणि मॉड्यूलर इंस्टॉलेशनद्वारे पारंपारिक संरचनांच्या मर्यादा ओलांडते, विविध जटिल प्रकल्पांसाठी कार्यक्षम उपाय प्रदान करते.

स्टील स्ट्रक्चरचे फायदे आणि तोटे - चायना रॉयल स्टील

स्टील स्ट्रक्चरची व्याख्या आणि स्वरूप
स्टील स्ट्रक्चर म्हणजे भार वाहक स्ट्रक्चरल सिस्टम ज्यापासून बनलेली असतेस्टील प्लेट्स, स्टीलचे विभाग (एच बीम, यू चॅनेल्स, अँगल स्टील, इत्यादी), आणि स्टील पाईप्स, वेल्डिंग, उच्च-शक्तीचे बोल्ट किंवा रिव्हेट्सद्वारे सुरक्षित केले जातात. स्टीलच्या उच्च शक्ती आणि कणखरतेचा वापर करून इमारती किंवा प्रकल्पातून उभ्या भार (डेडवेट आणि उपकरणांचे वजन) आणि क्षैतिज भार (वारा आणि भूकंप) समान रीतीने हस्तांतरित करणे, ज्यामुळे संरचनात्मक स्थिरता सुनिश्चित होते. काँक्रीट संरचनांच्या तुलनेत, स्टील संरचनांचा मुख्य फायदा त्यांच्या यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये आहे: त्यांची तन्य शक्ती 345 MPa पेक्षा जास्त असू शकते, जी सामान्य काँक्रीटपेक्षा 10 पट जास्त आहे; आणि त्यांची उत्कृष्ट प्लॅस्टिकिटी त्यांना तुटल्याशिवाय भाराखाली विकृत करण्यास अनुमती देते, ज्यामुळे संरचनात्मक सुरक्षिततेची दुहेरी हमी मिळते. हे वैशिष्ट्य त्यांना मोठ्या-स्पॅन, उंच-उंच आणि जड-भार परिस्थितीत अपरिहार्य बनवते.

स्टील स्ट्रक्चर्सचे मुख्य प्रकार

(I) स्ट्रक्चरल फॉर्मनुसार वर्गीकरण
गेटवे फ्रेम स्ट्रक्चर: स्तंभ आणि बीमपासून बनलेली ही रचना, "गेटवे" आकाराची चौकट बनवते, ज्यामध्ये सपोर्टिंग सिस्टम असते. हे औद्योगिक प्लांट, लॉजिस्टिक्स वेअरहाऊस, सुपरमार्केट आणि इतर स्ट्रक्चर्ससाठी योग्य आहे. कॉमन स्पॅन १५ ते ३० मीटर पर्यंत असतात, तर काही ४० मीटरपेक्षा जास्त असतात. कारखान्यांमध्ये घटक प्रीफेब्रिकेट केले जाऊ शकतात, ज्यामुळे फक्त १५ ते ३० दिवसांत साइटवर इन्स्टॉलेशन शक्य होते. उदाहरणार्थ, JD.com चे आशिया क्रमांक १ लॉजिस्टिक्स पार्क वेअरहाऊस प्रामुख्याने या प्रकारच्या स्ट्रक्चरचा वापर करतात.
ट्रस स्ट्रक्चर: या रचनेत त्रिकोणी किंवा समलंब चौकोन भूमिती तयार करण्यासाठी नोड्सद्वारे जोडलेल्या सरळ रॉड्स असतात. स्टीलच्या ताकदीचा पूर्णपणे वापर करून, रॉड्स फक्त अक्षीय बलांना बळी पडतात. स्टेडियमच्या छतांवर आणि पुलाच्या मुख्य स्पॅनमध्ये ट्रस स्ट्रक्चर्सचा वापर सामान्यतः केला जातो. उदाहरणार्थ, बीजिंग वर्कर्स स्टेडियमच्या नूतनीकरणात १२०-मीटर स्तंभ-मुक्त स्पॅन साध्य करण्यासाठी ट्रस स्ट्रक्चरचा वापर करण्यात आला.
फ्रेम स्ट्रक्चर्स: बीम आणि कॉलम्सना कडकपणे जोडून बनवलेली एक अवकाशीय प्रणाली लवचिक फ्लोअर प्लॅन देते आणि उंच इमारती आणि हॉटेल्ससाठी ही मुख्य प्रवाहाची निवड आहे.
ग्रिड स्ट्रक्चर्स: अनेक सदस्यांनी बनलेला एक स्थानिक ग्रिड, ज्यामध्ये बहुतेकदा नियमित त्रिकोण आणि चौरस नोड्स असतात, ते मजबूत अखंडता आणि उत्कृष्ट भूकंप प्रतिरोधकता प्रदान करते. ते विमानतळ टर्मिनल्स आणि कन्व्हेन्शन सेंटरमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

(II) भार वैशिष्ट्यांनुसार वर्गीकरण
फ्लेक्सरल मेंबर्स: बीमद्वारे दर्शविलेले, हे मेंबर्स वाकण्याच्या क्षणांना तोंड देतात, वरच्या बाजूला कॉम्प्रेशन आणि तळाशी ताण असतो. ते बहुतेकदा औद्योगिक प्लांटमध्ये क्रेन बीमसारखे एच-सेक्शन किंवा वेल्डेड बॉक्स सेक्शन वापरतात आणि त्यांना ताकद आणि थकवा प्रतिरोधक आवश्यकता दोन्ही पूर्ण कराव्या लागतात.
अक्षीय भारित घटक: हे घटक फक्त अक्षीय ताण/संक्षेपणाच्या अधीन असतात, जसे की ट्रस टाय रॉड्स आणि ग्रिड सदस्य. टाय रॉड्स ताकदीसाठी डिझाइन केलेले असतात, तर कॉम्प्रेशन रॉड्सना स्थिरता आवश्यक असते. वर्तुळाकार नळ्या किंवा कोन स्टील विभाग सामान्यतः वापरले जातात. विक्षिप्तपणे भारित घटक: हे अक्षीय बल आणि फ्रेम स्तंभांसारख्या वाकण्याच्या क्षणांना अधीन असतात. बीमच्या टोकांवरील भाराच्या विक्षिप्ततेमुळे, बल आणि विकृती संतुलित करण्यासाठी सममितीय क्रॉस-सेक्शन (जसे की बॉक्स स्तंभ) आवश्यक असतात.

स्टील स्ट्रक्चर्सचे मुख्य फायदे
(I) उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म
उच्च ताकद आणि कमी वजन हे स्टील स्ट्रक्चर्सचे सर्वात महत्वाचे फायदे आहेत. दिलेल्या स्पॅनसाठी, स्टील बीमचे डेडवेट कॉंक्रिट बीमच्या फक्त १/३-१/५ असते. उदाहरणार्थ, ३०-मीटर स्पॅन स्टील ट्रसचे वजन अंदाजे ५० किलो/मीटर असते, तर कॉंक्रिट बीमचे वजन २०० किलो/मीटरपेक्षा जास्त असते. यामुळे केवळ पायाचा खर्च (२०%-३०%) कमी होत नाही तर भूकंपाचे परिणाम देखील कमी होतात, ज्यामुळे स्ट्रक्चरची भूकंपीय सुरक्षितता सुधारते.
(II) उच्च बांधकाम कार्यक्षमता
९०% पेक्षा जास्त स्टील स्ट्रक्चर घटक मिलिमीटर-स्तरीय अचूकतेसह कारखान्यांमध्ये प्रीफॅब्रिकेटेड असतात. साइटवर स्थापनेसाठी फक्त होइस्टिंग आणि कनेक्शन आवश्यक असते. उदाहरणार्थ, १० मजली स्टील ऑफिस इमारतीला घटक उत्पादनापासून पूर्ण होईपर्यंत फक्त ६-८ महिने लागतात, काँक्रीट स्ट्रक्चरच्या तुलनेत बांधकाम वेळेत ४०% कपात होते. उदाहरणार्थ, शेन्झेनमधील एका प्रीफॅब्रिकेटेड स्टील निवासी प्रकल्पाने "दर सात दिवसांनी एक मजला" बांधकाम गती गाठली, ज्यामुळे साइटवरील कामगार खर्चात लक्षणीय घट झाली.
(III) मजबूत भूकंप प्रतिकार आणि टिकाऊपणा
स्टीलच्या कडकपणामुळे स्टील स्ट्रक्चर्स भूकंपांदरम्यान विकृतीद्वारे ऊर्जा नष्ट करण्यास सक्षम होतात. उदाहरणार्थ, २००८ च्या वेनचुआन भूकंपादरम्यान, चेंगडूमधील एका स्टील स्ट्रक्चर फॅक्टरीला फक्त किरकोळ विकृतीचा सामना करावा लागला आणि तो कोसळण्याचा धोका नव्हता. शिवाय, अँटी-कॉरोझन ट्रीटमेंट (गॅल्वनाइझिंग आणि कोटिंग) नंतर, स्टीलचे आयुष्य ५०-१०० वर्षे असू शकते, देखभाल खर्च काँक्रीट स्ट्रक्चर्सपेक्षा खूपच कमी असतो.
(IV) पर्यावरण संरक्षण आणि शाश्वतता
स्टील रिसायकलिंगचा दर ९०% पेक्षा जास्त आहे, ज्यामुळे ते पाडल्यानंतर पुन्हा वितळवता येते आणि प्रक्रिया करता येते, ज्यामुळे बांधकाम कचरा प्रदूषण दूर होते. शिवाय, स्टील बांधकामासाठी फॉर्मवर्क किंवा देखभालीची आवश्यकता नसते, साइटवर कमीत कमी ओले काम आवश्यक असते आणि काँक्रीट स्ट्रक्चर्सच्या तुलनेत धूळ उत्सर्जन ६०% पेक्षा जास्त कमी होते, जे हिरव्या इमारतीच्या तत्त्वांशी सुसंगत आहे. उदाहरणार्थ, २०२२ च्या बीजिंग हिवाळी ऑलिंपिकसाठी आइस क्यूब स्थळाचे विघटन केल्यानंतर, काही घटक इतर प्रकल्पांमध्ये पुन्हा वापरले गेले, ज्यामुळे संसाधन पुनर्वापर साध्य झाला.

स्टील स्ट्रक्चर्सचा व्यापक वापर
(I) बांधकाम
सार्वजनिक इमारती: स्टेडियम, विमानतळ, अधिवेशन आणि प्रदर्शन केंद्रे इत्यादी, मोठे स्पॅन आणि प्रशस्त डिझाइन साध्य करण्यासाठी स्टील स्ट्रक्चर्सवर अवलंबून असतात.
निवासी इमारती: प्रीफॅब्रिकेटेड स्टील-स्ट्रक्चर्ड निवासस्थाने वाढत्या प्रमाणात लोकप्रिय होत आहेत आणि वैयक्तिकृत गृहनिर्माण आवश्यकता पूर्ण करू शकतात.
व्यावसायिक इमारती: अतिउंच कार्यालयीन इमारती आणि शॉपिंग मॉल्स, जे जटिल डिझाइन आणि कार्यक्षम बांधकाम साध्य करण्यासाठी स्टील स्ट्रक्चर्सचा वापर करतात.
(II) वाहतूक
पूल अभियांत्रिकी: समुद्र ओलांडणारे पूल आणि रेल्वे पूल. स्टील पूल मोठे स्पॅन आणि जोरदार वारा आणि भूकंप प्रतिरोधक असतात.
रेल्वे वाहतूक: सबवे स्टेशनचे छत आणि हलके रेल्वे ट्रॅक बीम.
(III) औद्योगिक
औद्योगिक कारखाने: अवजड यंत्रसामग्री कारखाने आणि धातूविज्ञान कारखाने. स्टील स्ट्रक्चर्स मोठ्या उपकरणांचा भार सहन करू शकतात आणि त्यानंतरच्या उपकरणांमध्ये बदल करण्यास मदत करतात.
गोदाम सुविधा: कोल्ड चेन वेअरहाऊस आणि लॉजिस्टिक्स सेंटर्स. पोर्टल फ्रेम स्ट्रक्चर्स मोठ्या-स्पॅन स्टोरेज आवश्यकता पूर्ण करतात आणि बांधण्यास जलद आणि जलद चालू होतात.
(IV) ऊर्जा
वीज सुविधा: औष्णिक वीज प्रकल्पाच्या मुख्य इमारती आणि ट्रान्समिशन टॉवर्स. स्टील स्ट्रक्चर्स जास्त भार आणि कठोर बाह्य वातावरणासाठी योग्य आहेत. नवीन ऊर्जा: पवन टर्बाइन टॉवर्स आणि फोटोव्होल्टेइक माउंटिंग सिस्टममध्ये सुलभ वाहतूक आणि स्थापनेसाठी हलके स्टील स्ट्रक्चर्स आहेत, जे स्वच्छ ऊर्जा विकासास समर्थन देतात.