संचरना इस्पात

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विभिन्न संरचनात्मक स्टील आकार

संरचना इस्पात विभिन्न आकारों में निर्माण सामग्री बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली स्टील की श्रेणी है। कई संरचनात्मक स्टील आकार विशिष्ट क्रॉस सेक्शन (ज्यामिति) के प्रारूप (अभियांत्रिक) वाले लम्बी बीम का रूप लेते हैं। अधिकांश औद्योगिक देशों में संरचना स्टील के आकार रसायन विज्ञान , यांत्रिक गुणों जैसे कि शक्ति, भंडारण प्रथाओं आदि को मानक विधि द्वारा विनियमित किया जाता है।

अधिकांश संरचनात्मक स्टील आकार, जैसे कि आई-बीमया-बीम्स, क्षेत्र का उच्च दूसरा क्षण है, जिसका अर्थ है कि वे अपने क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के संबंध में अधिक कठोर हैं और इस प्रकार अत्यधिक हॉगिंग और सैगिंग के बिना उच्च संरचनात्मक भार का समर्थन कर सकते हैं।[1]

मैनचेस्टर विक्टोरिया स्टेशन पर संरचना स्टील की छत

सामान्य संरचनात्मक आकार

उपलब्ध आकार दुनिया भर में कई प्रकाशित मानकों में वर्णित हैं, और कई विशेषज्ञ और मालिकाना क्रॉस सेक्शन भी उपलब्ध हैं।

एक स्टील I-बीम, इस मामले में घर में लकड़ी के जॉइस्ट का समर्थन करता था।
  • आई-बीम से उछलना (आकार का क्रॉस-सेक्शन - ब्रिटेन में इनमें यूनिवर्सल बीम (यूबी) और यूनिवर्सल कॉलम (यूसी) सम्मलित हैं, यूरोप में इसमें आईपीई, एचई, एचएल, एचडी और अन्य खंड सम्मलित हैं, यूएस में इसमें वाइड निकला हुआ (डब्ल्यूएफ या डब्ल्यू-शेप) और सम्मलित हैं खंड)
  • Z- आकार (विपरीत दिशाओं में आधा निकला हुआ किनारा)
  • एचएसएस-आकार (खोखले संरचनात्मक खंड को एसएचएस (संरचनात्मक खोखले खंड) के रूप में भी जाना जाता है और वर्ग, आयताकार, परिपत्र ( पाइप (सामग्री) ) और अण्डाकार क्रॉस सेक्शन सहित)
  • कोण (-आकार का क्रॉस-सेक्शन)
  • संरचनात्मक चैनल , या -किरण, या क्रॉस सेक्शन
  • टी (-आकार का क्रॉस-सेक्शन)
  • रेल प्रोफ़ाइल (असममित -खुशी से उछलना)
    • रेलवे ट्रैक रेल
    • विग्नोलेस रेल
    • फ्लैंग्ड टी रेलयाफ्लैंग्ड T रेल
    • ट्रामवे ट्रैक#ग्रूव्ड रेल
  • बार, आयताकार क्रॉस सेक्शन वाला लंबा टुकड़ा, लेकिन इतना चौड़ा नहीं कि धातू की चादर कहलाए।
  • रॉड, इसकी चौड़ाई की तुलना में लंबा गोल या चौकोर खंड, सरिया और दहेज भी देखें।
  • प्लेट, धातु की चादरें 6 मिमी से अधिक मोटी या 1⁄4में।
  • ओपन वेब स्टील धरन

जबकि कई खंड हॉट रोलिंग या कोल्ड रोलिंग रोलिंग (धातु कार्य) द्वारा बनाए जाते हैं, अन्य फ्लैट या मुड़ी हुई प्लेटों को साथ वेल्डिंग करके बनाए जाते हैं (उदाहरण के लिए, सबसे बड़े गोलाकार खोखले खंड फ्लैट प्लेट से सर्कल और सीम-वेल्डेड में बने होते हैं)।[2]

एंगल आयरन, चैनल आयरन, और शीट आयरन शब्द सामान्य उपयोग में रहे हैं क्योंकि इससे पहले लोहे को व्यावसायिक उद्देश्यों के लिए स्टील से परिवर्तित हो दिया गया था। वे वाणिज्यिक गढ़ा लोहे के युग के बाद भी जीवित रहे हैं और आज भी कभी-कभी अनौपचारिक रूप से स्टील कोण स्टॉक, चैनल स्टॉक और शीट के संदर्भ में सुना जाता है, इसके अतिरिक्त वे मिथ्या नाम हैं (टिन पन्नी की तुलना करें, अभी भी कभी-कभी अनौपचारिक रूप से एल्यूमीनियम पन्नी के लिए उपयोग किया जाता है) ). धातु संबंधी संदर्भों के लिए औपचारिक लेखन में, एंगल स्टॉक, चैनल स्टॉक और शीट जैसे सटीक शब्दों का उपयोग किया जाता है।

मानक

मानक संरचनात्मक स्टील्स (यूरोप)

पूरे यूरोप में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश स्टील मानकीकरण के लिए यूरोपीय समिति ईएन 10025 के अनुपालन के लिए निर्दिष्ट हैं। चूंकि, कई राष्ट्रीय मानक भी लागू रहते हैं।[citation needed]

विशिष्ट ग्रेड को 'S275J2' या 'S355K2W' के रूप में वर्णित किया गया है। इन उदाहरणों में, 'S' अभियांत्रिक स्टील के अतिरिक्त संरचना को दर्शाता है, 275 या 355 न्यूटन प्रति वर्ग मिलीमीटर या समतुल्य मेगापास्कल में उपज शक्ति को दर्शाता है, J2 या K2 चारपी प्रभाव परीक्षण मूल्यों के संदर्भ में सामग्री की कठोरता को दर्शाता है, और 'डब्ल्यू' कोर-दस को दर्शाता है। आगे के अक्षरों का उपयोग फाइन ग्रेन स्टील ('एन' या 'एनएल') को नामित करने के लिए किया जा सकता है, अपक्षयित स्टील ('क्यू' या 'क्यूएल'), और ऊष्मायांत्रिकी रोल्ड स्टील ('एम' या 'एमएल')।


1. S275JOH विशिष्टता S275JOH ईएन 10219 विनिर्देश, ईएन 10210 मानक में स्टील ग्रेड है। और सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला विनिर्देश EN10219 मानक है, जो गैर-मिश्र धातु और ठीक अनाज स्टील्स के शीत निर्मित वेल्डेड संरचनात्मक खोखले खंड हैं।
EN10219-1 सर्कुलर, स्क्वायर या आयताकार रूपों के ठंडे बने वेल्डेड संरचनात्मक खोखले वर्गों के लिए तकनीकी वितरण शर्तों को निर्दिष्ट करता है और बाद के ताप उपचार के बिना ठंडे बने संरचनात्मक खोखले वर्गों पर लागू होता है।
S275JOH पाइप सहनशीलता, आयाम और अनुभागीय s275 पाइप गुणों के लिए आवश्यकताएं ईएन 10219-2 में निहित हैं।
2. S275JOH स्टील पाइप निर्माण प्रक्रिया
इस्पात निर्माण प्रक्रिया इस्पात उत्पादक के विवेक पर होगी। S275JOH कार्बन स्टील पाइप ERW, SAW या सीमलेस प्रक्रिया में बनाए जा सकते हैं। सभी S275JOH स्टील सामग्री और S275JOH पाइप EN10219 मानकों के अनुरूप होने चाहिए।[3]
उपलब्ध सामान्य उपज शक्ति ग्रेड 195, 235, 275, 355, 420, और 460 हैं, चूंकि कुछ ग्रेड दूसरों की तुलना में अधिक सामान्य रूप से उपयोग किए जाते हैं। यूके में, लगभग सभी संरचना स्टील ग्रेड S275 और S355 हैं। उच्च ग्रेड बुझती और टेम्पर्ड सामग्री में उपलब्ध हैं (500, 550, 620, 690, 890 और 960 - चूंकि 690 से ऊपर के ग्रेड अधिक कम प्राप्त होते हैं यदि वर्तमान में निर्माण में कोई उपयोग होता है)।

यूरोनॉर्म का समूह मानक संरचनात्मक प्रारूप के समूह के आकार को परिभाषित करता है:

  • यूरोपीय आई-बीम: आईपीई - यूरोनॉर्म 19-57
  • यूरोपीय आई-बीम: आईपीएन - डीआईएन 1025-1
  • यूरोपीय निकला हुआ किनारा बीम: एचई - यूरोनॉर्म 53-62
  • यूरोपीय चैनल: यूपीएन - डीआईएन 1026-1
  • यूरोपीय ठंड का गठन आईएस 800-1 है

मानक संरचनात्मक स्टील्स (यूएस)

यूएस में भवन निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले स्टील एएसटीएम इंटरनेशनल द्वारा पहचाने गए और निर्दिष्ट मानक मिश्र धातुओं का उपयोग करते हैं। इन स्टील्स की मिश्र धातु की पहचान ए से प्रारंभ होती है और फिर दो, तीन या चार संख्याएँ होती हैं। मैकेनिकल अभियांत्रिक, मशीनों और वाहनों के लिए सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले चार-संख्या वाले एआईएसआई स्टील ग्रेड पूरी तरह से अलग विनिर्देश श्रृंखला हैं।

मानक सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले संरचनात्मक स्टील्स हैं:[4]

कार्बन स्टील्स

  • ए36 स्टील - संरचनात्मक आकार और प्लेट।
  • ए 53 स्टील - संरचनात्मक पाइप और ट्यूबिंग।
  • ए 500 स्टील - संरचना पाइप और ट्यूबिंग।
  • ए501 स्टील - संरचना पाइप और ट्यूबिंग।
  • ए 529 स्टील - संरचनात्मक आकार और प्लेट।
  • ए1085 स्टील - संरचना पाइप और ट्यूबिंग।

उच्च शक्ति कम मिश्र धातु स्टील्स

  • ए441 स्टील - संरचनात्मक आकार और प्लेटें (ए572 द्वारा अधिक्रमित)
  • ए 572 स्टील - संरचनात्मक आकार और प्लेटें।
  • ए 618 स्टील - संरचना पाइप और ट्यूबिंग।
  • ए 992 स्टील - संभावित अनुप्रयोग डब्ल्यू या एसआई-बीम्स हैं।
  • ए913 स्टील -क्वेंच्ड और सेल्फ टेम्पर्ड (क्यूएसटी) डब्ल्यू आकार।
  • ए270 स्टील - संरचनात्मक आकार और प्लेटें।

संक्षारण प्रतिरोधी उच्च शक्ति कम मिश्र धातु स्टील्स

बुझती और टेम्पर्ड मिश्र धातु स्टील्स

  • ए 514 स्टील - संरचनात्मक आकार और प्लेटें।
  • ए514 स्टील ए517 - बॉयलर और प्रेशर वेसल्स।
  • एग्लिन स्टील - सस्ते एयरोस्पेस और हथियार आइटम।

जाली इस्पात

  • ए668 - स्टील फोर्जिंग
गैर-प्रीलोड बोल्ट असेंबली (ईएन 15048)
प्री-लोड बोल्ट असेंबली (ईएन 14399)

सीई अंकन

सभी निर्माण उत्पादों और स्टील उत्पादों के लिए सीई चिह्नांकन की अवधारणा निर्माण उत्पाद निर्देश या कंस्ट्रक्शन प्रोडक्ट्स डायरेक्टिव (सीपीडी) द्वारा पेश की गई है। सीपीडी ईयू निर्देश है जो यूरोपीय संघ के भीतर सभी निर्माण उत्पादों की मुक्त आवाजाही सुनिश्चित करता है।

क्योंकि स्टील के घटक सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण हैं, सीई मार्किंग की अनुमति नहीं है जब तक कि फैक्टरी उत्पादन नियंत्रण या फैक्ट्री प्रोडक्शन कंट्रोल (एफपीसी) प्रणाली जिसके अनुसार उनका उत्पादन किया जाता है, का मूल्यांकन उपयुक्त प्रमाणन निकाय द्वारा किया जाता है जिसे यूरोपीय आयोग को मंजूरी दी गई है।[5]

स्टील उत्पादों जैसे कि सेक्शन, बोल्ट और फैब्रिकेटेड स्टीलवर्क के मामले में सीई मार्किंग दर्शाता है कि उत्पाद प्रासंगिक सुसंगत मानक का अनुपालन करता है।[6]

इस्पात संरचनाओं के लिए मुख्य सामंजस्यपूर्ण मानक हैं:

  • स्टील सेक्शन और प्लेट - ईएन 10025-1
  • होलो सेक्शन - ईएन 10219-1 और ईएन 10210-1
  • प्री-लोडेबल बोल्ट - ईएन 14399-1
  • गैर-प्रीलोडेबल बोल्ट - ईएन 15048-1
  • फैब्रिकेटेड स्टील - ईएन 1090 -1

संरचना स्टीलवर्क के सीई मार्किंग को कवर करने वाला मानक 1090 में -1 है। मानक 2010 के अंत में लागू हुआ है। दो साल की संक्रमण अवधि के बाद, सीई मार्किंग अधिकांश यूरोपीय देशों में 2012 की प्रारंभ में अनिवार्य हो जाएगी।[7] संक्रमण अवधि की आधिकारिक समाप्ति तिथि 1 जुलाई 2014 है।

स्टील बनाम कंक्रीट

आदर्श संरचनात्मक सामग्री का चयन

अधिकांश निर्माण परियोजनाओं में सैकड़ों विभिन्न सामग्रियों के उपयोग की आवश्यकता होती है। ये सभी विभिन्न विनिर्देशों के ठोस से लेकर, विभिन्न विशिष्टताओं के संरचनात्मक स्टील, मिट्टी, मोर्टार, चीनी मिट्टी की चीज़ें, लकड़ी आदि से लेकर होते हैं। भार वहन करने वाले संरचनात्मक फ्रेम के संदर्भ में, इनमें सामान्यतः संरचनात्मक स्टील, कंक्रीट, चिनाई और/या सम्मलित होंगे लकड़ी, कुशल संरचना का उत्पादन करने के लिए प्रत्येक के उपयुक्त संयोजन का उपयोग करते हुए। अधिकांश वाणिज्यिक और औद्योगिक संरचनाएं मुख्य रूप से संरचनात्मक स्टील या प्रबलित कंक्रीट का उपयोग करके बनाई जाती हैं। संरचना को डिजाइन करते समय, इंजीनियर को यह तय करना होगा कि कौन सी सामग्री डिजाइन के लिए सबसे उपयुक्त है, यदि दोनों नहीं। निर्माण सामग्री चुनते समय कई कारकों पर विचार किया जाता है। लागत सामान्यतः नियंत्रित करने वाला तत्व है, चूंकि, अंतिम निर्णय लेने से पहले वजन, शक्ति, निर्माण क्षमता, उपलब्धता, स्थिरता और अग्नि प्रतिरोध जैसे अन्य विचारों को ध्यान में रखा जाएगा।

  • लागत - इन निर्माण सामग्रियों की लागत पूरी तरह से परियोजना की भौगोलिक स्थिति और सामग्रियों की उपलब्धता पर निर्भर करेगी। जिस तरह गैसोलीन की कीमत में उतार-चढ़ाव होता है, उसी तरह सीमेंट, एग्रीगेट, स्टील आदि की कीमतों में भी उतार-चढ़ाव होता है। प्रबलित कंक्रीट अपनी निर्माण लागत का लगभग आधा आवश्यक फॉर्म-वर्क से प्राप्त करता है। यह बॉक्स या कंटेनर बनाने के लिए आवश्यक लकड़ी को संदर्भित करता है जिसमें कंक्रीट डाला जाता है और जब तक यह ठीक नहीं हो जाता तब तक रखा जाता है। रूपों की लागत कम लागत और समय के कारण डिजाइनरों के लिए पहले से तैयार कॉंक्रीट को लोकप्रिय विकल्प बनाती है।[8] स्टील वजन द्वारा बेचा जा रहा है, संरचनात्मक डिजाइनर को सुरक्षित संरचनात्मक डिजाइन को बनाए रखते हुए सबसे हल्के पदार्थों को निर्दिष्ट करना चाहिए। इनमें अधिक सी स्टील पदार्थों के अतिरिक्त कई समान स्टील पदार्थों का उपयोग करने से भी लागत कम हो जाती है।[9]
  • शक्ति/वजन अनुपात - निर्माण सामग्री को सामान्यतः वजन अनुपात-या विशिष्ट शक्ति के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है, जो कि घनत्व से विभाजित सामग्री की शक्ति है। ये अनुपात इंगित करते हैं कि सामग्री अपने वजन के लिए कितनी उपयोगी है, जो इसके अतिरिक्त लागत और निर्माण में सरलता को इंगित करती है। इस प्रकार कंक्रीट सामान्यतः तनाव की तुलना में संपीड़न में दस गुना अधिक प्रबल होता है, जिससे इसे संपीड़न में वजन अनुपात में उच्च शक्ति मिलती है।[10]
  • स्थिरता - कई निर्माण कंपनियां और सामग्री विक्रेता पर्यावरण के अधिक अनुकूल होते जा रहे हैं। सामग्रियों के लिए स्थायित्व पूरी तरह से नया विचार बन गया है जो पीढ़ियों के लिए पर्यावरण में रहेगा। स्थायी सामग्री स्थापना और उसके पूरे जीवन चक्र पर पर्यावरण को न्यूनतम रूप से प्रभावित करती है। यदि ठीक से उपयोग किया जाए तो प्रबलित कंक्रीट और संरचनात्मक स्टील टिकाऊ हो सकते हैं। 80% से अधिक संरचनात्मक स्टील सदस्य पुनर्नवीनीकरण धातुओं से निर्मित होते हैं, जिन्हें ए992 स्टील कहा जाता है। यह सदस्य सामग्री सस्ता है और पहले उपयोग किए गए इस्पात पदार्थों (ए36 ग्रेड) की तुलना में वजन अनुपात में उच्च शक्ति है।[11] कंक्रीट के भौतिक घटक स्वाभाविक रूप से होने वाली सामग्री हैं जो पर्यावरण के लिए हानिकारक नहीं हैं, और कंक्रीट को अब पारगम्य होने के लिए डाला जा सकता है, जल निकासी या अपवाह बुनियादी ढांचे की आवश्यकता को कम करने के लिए पक्की सतह के माध्यम से पानी प्रवाहित किया जा सकता है। भूमि भराव से बचने के लिए कंक्रीट को भी कुचला जा सकता है और भविष्य के ठोस अनुप्रयोगों में कुल मिलाकर उपयोग किया जा सकता है।[12]
  • आग प्रतिरोध - इमारत के लिए सबसे खतरनाक खतरों में से आग का खतरा है। यह शुष्क, हवादार जलवायु और लकड़ी के उपयोग से निर्मित संरचनाओं के लिए विशेष रूप से सच है। यह सुनिश्चित करने के लिए संरचनात्मक स्टील के साथ विशेष विचारों को ध्यान में रखा जाना चाहिए कि यह खतरनाक आग के खतरे की स्थिति में नहीं है। प्रबलित कंक्रीट विशेष रूप से आग लगने की स्थिति में कोई खतरा पैदा नहीं करता है और यहां तक ​​​​कि आग के प्रसार को भी रोकता है, साथ ही साथ तापमान में परिवर्तन भी करता है। यह कंक्रीट को उत्कृष्ट इन्सुलेशन बनाता है, जलवायु को बनाए रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा को कम करके इसके चारों ओर की इमारत की स्थिरता में सुधार करता है।[10]
  • जंग - कुछ संरचनात्मक सामग्री पानी, गर्मी, नमी, या नमक जैसे आसपास के तत्वों से जंग के लिए अतिसंवेदनशील होती है। इसे रोकने के लिए संरचनात्मक सामग्री स्थापित करते समय विशेष सावधानी बरतनी चाहिए, और भवन के रहने वालों को किसी भी रखरखाव की आवश्यकताओं के बारे में पता होना चाहिए। उदाहरण के लिए, संरचनात्मक स्टील को पर्यावरण के संपर्क में नहीं लाया जा सकता है क्योंकि कोई भी नमी, या पानी के साथ अन्य संपर्क, इसे जंग का कारण बना देगा, इमारत की संरचनात्मक अखंडता से समझौता करेगा और रहने वालों और पड़ोसियों को खतरे में डाल देगा।[10]

प्रबलित कंक्रीट

  • विशेषताएं - सामान्यतः पोर्टलैंड सीमेंट , पानी, निर्माण समुच्चय (मोटे और महीन), और स्टील रीइन्फोर्सिंग बार (रीबार) से मिलकर कंक्रीट संरचना स्टील की तुलना में सस्ता होता है।
  • शक्ति - कंक्रीट मिश्रित सामग्री है जिसमें अपेक्षाकृत उच्च संपीड़न शक्ति गुण होते हैं, लेकिन तन्य शक्ति/लचीला पन की कमी होती है। यह स्वाभाविक रूप से कंक्रीट को संरचना के वजन को ले जाने के लिए उपयोगी सामग्री बनाता है। स्टील रीबार के साथ प्रबलित कंक्रीट संरचना को शक्तिशाली तन्यता क्षमता देता है, साथ ही लचीलापन और लोच (भौतिकी) में वृद्धि करता है।
  • संरचनात्मकता - प्रबलित कंक्रीट को डाला जाना चाहिए और समूह या कठोर होने के लिए छोड़ दिया जाना चाहिए। सेटिंग के बाद (सामान्यतः 1-2 दिन), कंक्रीट को ठीक करना चाहिए, वह प्रक्रिया जिसमें कंक्रीट सीमेंट के कणों और पानी के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया का अनुभव करता है। उपचार की यह प्रक्रिया 28 दिनों के पश्चात पूरी हो जाती है, चूंकि, संरचना की प्रकृति के आधार पर निर्माण 1-2 सप्ताह के बाद भी जारी रह सकता है। कंक्रीट का निर्माण लगभग किसी भी आकार और आकार में किया जा सकता है। संरचनात्मक परियोजना में प्रबलित कंक्रीट का उपयोग करने की लागत का लगभग आधा फॉर्म-वर्क के निर्माण के लिए जिम्मेदार है। समय बचाने के लिए, और इसलिए लागत, संरचनात्मक ठोस पदार्थों को प्री-कास्ट किया जा सकता है। यह प्रबलित कंक्रीट बीम, गर्डर, या स्तंभ को साइट से उंडेलने और ठीक करने के लिए छोड़े जाने को संदर्भित करता है। उपचार की इस प्रक्रिया के बाद, कंक्रीट सदस्य को निर्माण स्थल पर पहुंचाया जा सकता है और जितनी जल्दी हो सके स्थापित किया जा सकता है। चूंकि कंक्रीट का भाग पहले से ठीक हो गया था, निर्माण के तुरंत बाद निर्माण जारी रह सकता है।[10]
  • अग्नि प्रतिरोध - कंक्रीट में उत्कृष्ट अग्नि प्रतिरोध गुण होते हैं, जिसके लिए अंतर्राष्ट्रीय बिल्डिंग कोड (IBC) अग्नि सुरक्षा मानकों का पालन करने के लिए कोई अतिरिक्त निर्माण लागत की आवश्यकता नहीं होती है। चूंकि, कंक्रीट की इमारतों में अभी भी अन्य सामग्रियों का उपयोग करने की संभावना होगी जो आग प्रतिरोधी नहीं हैं। इसलिए, डिजाइनर को अभी भी कंक्रीट के उपयोग को ध्यान में रखना चाहिए और जहां समग्र डिजाइन में भविष्य की जटिलताओं को रोकने के लिए आग खतरनाक सामग्री की आवश्यकता होगी।
  • जंग - प्रबलित कंक्रीट, जब ठीक से निर्मित होती है, तो इसमें उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध गुण होते हैं। कंक्रीट न केवल पानी के लिए प्रतिरोधी है, इसके अतिरिक्त समय के साथ इसकी शक्ति को ठीक करने और विकसित करने के लिए इसकी आवश्यकता है। चूंकि, कंक्रीट में स्टील के सुदृढीकरण को इसके क्षरण को रोकने के लिए उजागर नहीं किया जाना चाहिए क्योंकि यह संरचना की अंतिम शक्ति को बहुत कम कर सकता है। अमेरिकी कंक्रीट संस्थान एक इंजीनियर के लिए आवश्यक डिज़ाइन विनिर्देश प्रदान करता है जिससे कि यह सुनिश्चित किया जा सके कि पानी के संपर्क में आने से रोकने के लिए किसी भी स्टील सुदृढीकरण को कवर करने के लिए पर्याप्त कंक्रीट है। इस कवर की दूरी को निर्दिष्ट किया जाना चाहिए क्योंकि कंक्रीट अनिवार्य रूप से तनाव वाले स्थानों पर क्रैक करेगा, या तनाव को ले जाने के उद्देश्य से प्रबलित सलाखों वाले स्थानों पर होगा। यदि कंक्रीट में दरार आती है, तो यह पानी को सीधे शक्तिशाली करने वाली सलाखों तक जाने के लिए मार्ग प्रदान करता है।[10] पानी के संपर्क के कारण जंग को रोकने के दूसरे क्रम के उपाय के रूप में कुछ शक्तिशाली सलाखों को एपॉक्सी में लेपित किया जाता है। यह विधि समग्र परियोजना पर उच्च लागत को प्रेरित करती है, चूंकि, एपॉक्सी लेपित सलाखों की उच्च लागत के कारण। इसके अतिरिक्त, एपॉक्सी लेपित सलाखों का उपयोग करते समय, प्रबलित सलाखों और कंक्रीट के बीच घर्षण के नुकसान को संतुलित करने के लिए प्रबलित कंक्रीट पदार्थों को बड़ा और साथ ही शक्तिशाली बनाया जाना चाहिए। इस घर्षण को बंधन शक्ति के रूप में जाना जाता है, और यह ठोस सदस्य की संरचनात्मक अखंडता के लिए महत्वपूर्ण है।[8]

संरचना स्टील

  • विशेषताएं - संरचना स्टील कंक्रीट से इसकी कंप्रेसिव स्ट्रेंथ के साथ-साथ तन्यता स्ट्रेंथ में भिन्न होता है।[10]
  • शक्ति - उच्च शक्ति, कठोरता, क्रूरता और नमनीय गुण होने के कारण, संरचनात्मक स्टील वाणिज्यिक और औद्योगिक भवन निर्माण में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली सामग्रियों में से है।[13]
  • संरचनात्मकता - संरचनात्मक स्टील को लगभग किसी भी आकार में विकसित किया जा सकता है, जो निर्माण में साथ बोल्ट या वेल्डेड होते हैं। जैसे ही सामग्री साइट पर पहुंचाई जाती है, संरचना स्टील को खड़ा किया जा सकता है, जबकि निर्माण जारी रखने से पहले डालने के कम से कम 1-2 सप्ताह बाद कंक्रीट को ठीक किया जाना चाहिए, जिससे स्टील शेड्यूल-फ्रेंडली निर्माण सामग्री बन सके।[10]
  • अग्नि प्रतिरोध - स्टील स्वाभाविक रूप से गैर-दहनशील सामग्री है। चूंकि, आग के परिदृश्य में देखे जाने वाले तापमान पर गर्म होने पर, सामग्री की शक्ति और कठोरता बहुत कम हो जाती है। इंटरनेशनल बिल्डिंग कोड के लिए आवश्यक है कि स्टील को पर्याप्त आग प्रतिरोधी सामग्रियों से ढका जाए, जिससे स्टील संरचना वाली इमारतों की कुल लागत बढ़ जाती है।[13]
  • जंग - स्टील, जब पानी के संपर्क में आता है, तो वह जंग खा सकता है, जिससे संभावित खतरनाक संरचना बन सकती है। किसी भी आजीवन जंग को रोकने के लिए संरचनात्मक इस्पात निर्माण में उपाय किए जाने चाहिए। स्टील को पानी प्रतिरोध प्रदान करते हुए चित्रित किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, स्टील को घेरने के लिए उपयोग की जाने वाली अग्नि प्रतिरोध सामग्री सामान्यतः पानी प्रतिरोधी होती है।[10]
  • ढालना - स्टील लकड़ी की तुलना में मोल्ड को बढ़ने के लिए कम उपयुक्त सतह वातावरण प्रदान करता है।[14]

आज की सबसे ऊंची संरचनाएं (सामान्यतः गगनचुंबी इमारतें या गगनचुंबी इमारतें कहलाती हैं) इसकी निर्माण क्षमता के साथ-साथ इसके उच्च शक्ति-से-भार अनुपात के कारण संरचनात्मक स्टील का उपयोग करके बनाई गई हैं। इसकी तुलना में, कंक्रीट, जबकि स्टील की तुलना में कम घना है, का शक्ति-से-वजन अनुपात अधिक कम है। यह ही भार का समर्थन करने के लिए संरचनात्मक ठोस सदस्य के लिए आवश्यक अधिक बड़ी मात्रा के कारण है, स्टील, चूंकि सघन है, भार उठाने के लिए उतनी सामग्री की आवश्यकता नहीं होती है। चूंकि, यह लाभ कम वृद्धि वाली इमारतों, या कई मंजिलों या उससे कम वाली इमारतों के लिए महत्वहीन हो जाता है। ऊंची इमारतों की तुलना में कम ऊंचे भवनों पर अधिक कम भार वितरित करती हैं, जिससे कंक्रीट किफायती विकल्प बन जाता है। यह सरल संरचनाओं के लिए विशेष रूप से सच है, जैसे कि पार्किंग गैरेज, या कोई भी इमारत जो सरल, सीधा आकार है।[15]

संरचना स्टील और प्रबलित कंक्रीट को हमेशा पूरी तरह से नहीं चुना जाता है क्योंकि वे संरचना के लिए सबसे आदर्श सामग्री हैं। कंपनियां किसी भी निर्माण परियोजना के लिए लाभ कमाने की क्षमता पर विश्वास करती हैं, जैसा कि डिजाइनर करते हैं। कच्चे माल (स्टील, सीमेंट, मोटे एग्रीगेट, फाइन एग्रीगेट, फॉर्म-वर्क के लिए लकड़ी आदि) की कीमत निरंतर परिवर्तित हो रही है। यदि किसी सामग्री का उपयोग करके संरचना का निर्माण किया जा सकता है, तो दोनों में से सबसे सस्ता नियंत्रण की संभावना होगी। अन्य महत्वपूर्ण चर परियोजना का स्थान है। निकटतम स्टील निर्माण सुविधा निकटतम कंक्रीट आपूर्तिकर्ता की तुलना में निर्माण स्थल से अधिक दूर हो सकती है। ऊर्जा और परिवहन की उच्च लागत सामग्री के चयन को भी नियंत्रित करेगी। निर्माण परियोजना के वैचारिक डिजाइन प्रारंभ होने से पहले इन सभी लागतों को ध्यान में रखा जाएगा।[10]

स्टील और प्रबलित कंक्रीट का संयोजन

दोनों सामग्रियों से युक्त संरचनाएं संरचनात्मक स्टील और प्रबलित कंक्रीट के लाभों का उपयोग करती हैं। प्रबलित कंक्रीट में यह पहले से ही सामान्य अभ्यास है जिसमें स्टील सुदृढीकरण का उपयोग संरचनात्मक कंक्रीट सदस्य को स्टील की तन्य शक्ति क्षमता प्रदान करने के लिए किया जाता है। सामान्यतः देखा जाने वाला उदाहरण पार्किंग गैरेज होगा। कुछ पार्किंग गैरेज संरचना स्टील कॉलम और प्रबलित कंक्रीट स्लैब का उपयोग करके बनाए गए हैं। नींव के आधार के लिए कंक्रीट डाला जाएगा, जिससे पार्किंग गैरेज को सतह पर बनाया जा सकेगा। स्टील के कॉलम को स्लैब से बोल्टिंग और/या वेल्डिंग करके डाले गए कंक्रीट स्लैब की सतह से बाहर निकलने वाले स्टील स्टड से जोड़ा जाएगा। प्री-कास्ट कंक्रीट बीम को दूसरी मंजिल के लिए स्थापित करने के लिए साइट पर वितरित किया जा सकता है, जिसके बाद फुटपाथ क्षेत्र के लिए कंक्रीट स्लैब डाला जा सकता है। यह कई कहानियों के लिए किया जा सकता है।[15] इस प्रकार का पार्किंग गैरेज कई संरचनाओं का सिर्फ संभावित उदाहरण है जो प्रबलित कंक्रीट और संरचनात्मक स्टील दोनों का उपयोग कर सकता है।

एक संरचना इंजीनियर समझता है कि अनंत संख्या में डिज़ाइन हैं जो कुशल, सुरक्षित और सस्ती इमारत का निर्माण करेंगे। यह इंजीनियर का काम है कि वह मालिकों, ठेकेदारों और अन्य सभी पार्टियों के साथ मिलकर आदर्श उत्पाद तैयार करे जो हर किसी की ज़रूरतों के अनुरूप हो।[10]अपनी संरचना के लिए संरचनात्मक सामग्री का चयन करते समय, इंजीनियर के पास विचार करने के लिए कई चर होते हैं, जैसे कि लागत, शक्ति/वजन अनुपात, सामग्री की स्थिरता, निर्माण क्षमता आदि।

ऊष्मीय गुण

स्टील के गुण उसके मिश्र धातु तत्वों के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न होते हैं।

ऑस्टेनाइजिंग तापमान, वह तापमान जहां स्टील एक ऑस्टेनाईट (austenite) क्रिस्टल संरचना में परिवर्तित हो जाता है, स्टील के लिए प्रारंभ होता है 900 °C (1,650 °F) शुद्ध लोहे के लिए, जैसे ही अधिक कार्बन जोड़ा जाता है, तापमान न्यूनतम हो जाता है 724 °C (1,335 °F) गलनक्रांतिक स्टील के लिए (इसमें कार्बन के वजन से केवल .83% स्टील)। जैसे ही 2.1% कार्बन ( द्रव्यमान द्वारा) संपर्क किया जाता है, ऑस्टेनाइजिंग तापमान वापस ऊपर चढ़ जाता है 1,130 °C (2,070 °F). इसी तरह, मिश्र धातु के आधार पर स्टील का गलनांक परिवर्तित हो जाता है।

सबसे कम तापमान जिस पर सादा कार्बन स्टील पिघलना प्रारंभ कर सकता है, उसका सॉलिडस (रसायन विज्ञान) है 1,130 °C (2,070 °F). इस तापमान से नीचे स्टील कभी भी तरल में नहीं परिवर्तित होता है। शुद्ध लोहा (0% कार्बन के साथ 'स्टील') पिघलने लगता है 1,492 °C (2,718 °F), और पहुंचने पर पूरी तरह से तरल है 1,539 °C (2,802 °F). वजन के मान के अनुसार 2.1% कार्बन वाला स्टील पिघलने लगता है 1,130 °C (2,070 °F), और पहुंचने पर पूर्ण रूप से पिघला हुआ है 1,315 °C (2,399 °F). 2.1% से अधिक कार्बन वाला 'स्टील' अब स्टील नहीं है, इसके अतिरिक्त कच्चा लोहा के रूप में जाना जाता है।[16]

अग्नि प्रतिरोध

पॉलीस्टाइरीन-लीव्ड जिप्सम से बने धातु के डेक और ओपन वेब स्टील जॉइस्ट स्प्रे फायरप्रूफिंग प्लास्टर प्राप्त करते हैं।

पर्याप्त गर्म होने पर स्टील शक्ति खो देता है। स्टील सदस्य का महत्वपूर्ण तापमान वह तापमान होता है जिस पर वह सुरक्षित रूप से अपने भार का समर्थन नहीं कर सकता।[17] बिल्डिंग कोड और संरचना अभियांत्रिक मानक अभ्यास संरचनात्मक तत्व प्रकार, कॉन्फ़िगरेशन, अभिविन्यास और लोडिंग विशेषताओं के आधार पर विभिन्न महत्वपूर्ण तापमानों को परिभाषित करता है। महत्वपूर्ण तापमान को अधिकांशतः वह तापमान माना जाता है जिस पर इसकी उपज का तनाव कमरे के तापमान के उपज तनाव का 60% तक कम हो जाता है।[18] स्टील सदस्य की अग्नि प्रतिरोध रेटिंग निर्धारित करने के लिए, स्वीकृत गणना अभ्यास का उपयोग किया जा सकता है,[19] या अग्नि परीक्षण किया जा सकता है, जिसका महत्वपूर्ण तापमान अधिकार क्षेत्र वाले प्राधिकरण के लिए स्वीकृत मानक द्वारा निर्धारित किया जाता है, जैसे भवन कोड। जापान में, यह 400 डिग्री सेल्सियस से नीचे है।[20] चीन, यूरोप और उत्तरी अमेरिका में (उदाहरण के लिए, एएसटीएम ई-119), यह लगभग 1000–1300 °F है[21] (530–810 डिग्री सेल्सियस)। परीक्षण मानक द्वारा निर्धारित तापमान तक पहुंचने के लिए परीक्षण किए जा रहे स्टील तत्व के लिए लगने वाला समय अग्नि-प्रतिरोध रेटिंग की अवधि निर्धारित करता है।

अग्निरोधक सामग्री के उपयोग से स्टील में हीट ट्रांसफर को धीमा किया जा सकता है, इस प्रकार स्टील के तापमान को सीमित किया जा सकता है। संरचना स्टील के लिए सामान्य फायरप्रूफिंग विधियों में प्रफुल्लित , एंडोथर्मिक और प्लास्टर कोटिंग्स के साथ-साथ ड्राईवॉल, कैल्शियम सिलिकेट क्लैडिंग और मिनरल वूल इंसुलेटिंग कंबल सम्मलित हैं।[22]

कंक्रीट बिल्डिंग संरचनाएं अधिकांशतः आग प्रतिरोध रेटिंग के लिए आवश्यक कोड को पूरा करती हैं, क्योंकि स्टील रिबार पर कंक्रीट की मोटाई पर्याप्त आग प्रतिरोध प्रदान करती है। चूंकि, कंक्रीट स्पॉलिंग के अधीन हो सकता है, खासकर यदि इसमें नमी की मात्रा अधिक हो। चूंकि अतिरिक्त फायरप्रूफिंग अधिकांशतः कंक्रीट बिल्डिंग संरचनाओं पर लागू नहीं होती है, कभी-कभी यातायात सुरंगों और उन स्थानों पर उपयोग किया जाता है जहां हाइड्रोकार्बन ईंधन की आग अधिक होने की संभावना होती है, क्योंकि ज्वलनशील तरल आग संरचनात्मक तत्व को अधिक गर्मी प्रदान करती है, जबकि आग के समय सामान्य ज्वलनशील आग की तुलना में वही अग्नि काल। संरचना स्टील फायरप्रूफिंग सामग्री में इंट्यूसेंट, एन्दोठेर्मिक और प्लास्टर कोटिंग्स के साथ-साथ ड्राईवाल , कैल्शियम सिलिकेट क्लैडिंग, और खनिज या उच्च तापमान इन्सुलेशन ऊन कंबल सम्मलित हैं। कनेक्शन पर ध्यान दिया जाता है, क्योंकि संरचनात्मक तत्वों का थर्मल विस्तार अग्नि-प्रतिरोध रेटेड असेंबली से समझौता कर सकता है।

निर्माण

वर्कपीस को लंबाई में काटना सामान्यतः बैंडसॉ के साथ किया जाता है।[citation needed]

किसी बीम ड्रिल लाइन (ड्रिल लाइन) को लंबे समय से बीम, चैनल और एचएसएस तत्वों में छेद और मिल स्लॉट ड्रिल करने का अनिवार्य तरीका माना जाता है। सीएनसी बीम ड्रिल लाइनें सामान्यतः ड्रिलिंग के लिए तत्व को स्थिति में ले जाने के लिए फ़ीड कन्वेयर और स्थिति सेंसर से लैस होती हैं, साथ ही छेद या स्लॉट को काटने के लिए सटीक स्थान निर्धारित करने की जांच क्षमता होती है।

आयामी (गैर-प्लेट) तत्वों पर अनियमित उद्घाटन या गैर-समान छोर काटने के लिए, सामान्यतः काटने वाली मशाल का उपयोग किया जाता है। ऑक्सी-ईंधन मशालें सबसे सरल विधि हैं और साधारण हाथ से पकड़ी जाने वाली मशालों से लेकर स्वचालित सीएनसी कोपिंग मशीनों तक होती हैं जो मशीन में प्रोग्राम किए गए निर्देशों को काटने के अनुसार संरचनात्मक तत्व के चारों ओर मशाल के सिर को घुमाती हैं।

फ्लैट प्लेट का निर्माण प्लेट प्रोसेसिंग सेंटर पर किया जाता है जहां प्लेट को स्थिर 'टेबल' पर सपाट रखा जाता है और गैन्ट्री-स्टाइल आर्म या ब्रिज से विभिन्न कटिंग हेड्स प्लेट को पार करते हैं। इस प्रकार काटने वाले सिर में पंच, ड्रिल या मशाल सम्मलित हो सकते हैं।

यह भी देखें


संदर्भ

  1. ↑ Alread, Jason; Leslie, Thomas; Whitehead, Rob (21 March 2014). "Beams: Shape and Strength". Design-Tech. pp. 282–300. doi:10.4324/9781315817057. ISBN 9781315817057.
  2. ↑ "Steel structure workshop". Retrieved 2 March 2017.
  3. ↑ "EN10219 S275JOH Carbon Steel Pipe". CHINA HYSP PIPE.
  4. ↑ Manual of Steel Construction, 8th Edition, 2nd revised printing, American Institute of Steel Construction, 1987, ch 1 page 1-5
  5. ↑ The website of the British Constructional Steelwork Association. – SteelConstruction.org:CE-Marking.08/02/2011.
  6. ↑ Guide to the CE Marking of Structural Steelwork, BCSA Publication No. 46/08. p.1.
  7. ↑ Manufacturer Certification in Compliance with EN 1090, 09.08.2011
  8. ↑ Jump up to: 8.0 8.1 Levitt, M. (1982-03-01). Precast Concrete. ISBN 978-0-85334-994-5.
  9. ↑ Popescu, Calin. Estimating Building Costs.
  10. ↑ Jump up to: 10.0 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9 Handbook of Structural Engineering. CRC Press. 1997. ISBN 978-0-8493-2674-5.
  11. ↑ Zaharia, Raul (2009-05-06). Designing Steel Structures for Fire Safety. ISBN 978-0-415-54828-1.
  12. ↑ Russ, Tom (2010-03-25). Sustainability and Design Ethics. ISBN 978-1-4398-0854-2.
  13. ↑ Jump up to: 13.0 13.1 Chen, Wai-Fah (2005). Principles of Structural Design. ISBN 978-0-8493-7235-3.
  14. ↑ Armstrong, Robert (7 March 2014). "Properties and Prevention of Household Mold". Absolute Steel. Retrieved 2 November 2014.
  15. ↑ Jump up to: 15.0 15.1 Taranath, Bungale (2009-12-14). Reinforced Concrete Design of Tall Buildings. ISBN 978-1-4398-0480-3.
  16. ↑ http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/images/FeC.gif[bare URL image file]
  17. ↑ "What Is Structural Steel? – Steel Fabrication Services". Steel Fabrication Services (in English). 2016-04-21. Retrieved 2016-10-26.
  18. ↑ Industrial fire protection engineering, Robert G. Zalosh, copyright 2003 pg.58
  19. ↑ Zalosh, Pg. 70
  20. ↑ Shigekura, Yuko. "FIRE RATING PROCEDURE IN JAPAN" (PDF). International Association for Fire Safety Science.
  21. ↑ Zalosh, Table 3.3
  22. ↑ Best Practice Guidelines for Structural Fire Resistance Design of Concrete and Steel Buildings, NIST Technical Note 1681, L. T. Phan, J. L. Gross, and T. P. McAllister, 2010. (View report)


बाहरी कड़ियाँ

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