פלדה מבניתהוא חומר בנייה סטנדרטי העשוי מדרגות פלדה מסוימות ומגיע במגוון צורות חתך רוחב (או "פרופילים") סטנדרטיות בתעשייה. דרגות פלדה מבנית מפותחות עם הרכב כימי ספציפי ותכונות מכניות המיועדות ליישומים ספציפיים.
באירופה, פלדה מבנית חייבת לעמוד בתקן האירופיEN 10025, המנוהלת על ידי הוועדה האירופית לתקינה של ברזל ופלדה (ECISS), תת-קבוצה של הוועדה האירופית לתקינה (CEN).
ישנן דוגמאות רבות לדרגות פלדה מבנית אירופאיות, כגון S195, S235, S275, S355, S420 ו-S460. במאמר זה נתמקד בהרכב הכימי, בתכונות המכניות וביישומים של S235, S275 ו-S355, שלוש דרגות פלדה מבנית נפוצות המשמשות בפרויקטים שונים של בנייה באיחוד האירופי.
על פי סיווג היורוקוד, פלדות מבניות חייבות להיות מסומנות באמצעות סמלים סטנדרטיים, לרבות אך לא רק S, 235, J2, K2, C, Z, W, JR ו-JO, כאשר:
בהתאם לתהליך הייצור, להרכב הכימי וליישום הנלווה, ניתן להשתמש באותיות וסיווגים נוספים כדי לזהות דרגה או מוצר ספציפי של פלדת מבנה.
הסיווג של האיחוד האירופי אינו תקן עולמי, ולכן ניתן להשתמש בדרגות רלוונטיות רבות בעלות אותן תכונות כימיות ומכניות בחלקים אחרים של העולם. לדוגמה, פלדת מבנה המיוצרת עבור השוק האמריקאי חייבת לעמוד בדרישות של האגודה האמריקאית לבדיקות וחומרים (ASTM). קודים בינלאומיים מתחילים ב-"A" ואחריהם הסיווג המתאים, כגון A36 אוA53.
ברוב המדינות, פלדה מבנית מוסדרת וחייבת לעמוד בתקנים מינימליים ספציפיים של צורה, גודל, הרכב כימי וחוזק.
ההרכב הכימי של פלדת מבנה הוא חשוב ביותר ומוסדר בקפדנות. זהו הגורם העיקרי הקובע את התכונות המכניות של הפלדה. בטבלה שלהלן ניתן לראות את רמות האחוזים המרביות של אלמנטים מתכווננים מסוימים הקיימים בפלדת המבנה האירופית S235,S275ו-S355.
ההרכב הכימי של פלדת מבנה הוא חשוב ביותר ומוסדר בקפדנות. זהו גורם בסיסי הקובע את התכונות המכניות של הפלדה. בטבלה שלהלן ניתן לראות את האחוז המקסימלי של כמה אלמנטים מוסדרים בפלדות מבנה אירופיות מסוג S235, S275 ו-S355.
ההרכב הכימי של פלדת מבנה חשוב מאוד למהנדסים והוא משתנה מדרגה לדרגה בהתאם לשימוש המיועד שלה. לדוגמה, S355K2W היא פלדת מבנה מוקשה, המכונה K2, עם הרכב כימי שנועד לעמידות גבוהה יותר בפני מזג אוויר - W. לכן, ההרכב הכימי של דרגת פלדת מבנה זו שונה במקצת מהסטנדרט.דרגה S355.
התכונות המכניות של פלדת מבנה עומדות בבסיס סיווגה ויישומה. למרות שההרכב הכימי הוא הגורם העיקרי הקובע את התכונות המכניות של פלדה, חשוב גם לדעת את הקריטריונים המינימליים לתכונות מכניות או ביצועים, כגון חוזק כניעה וחוזק מתיחה, כמתואר ביתר פירוט להלן.
חוזק כניעה של פלדה מבנית מודד את הכוח המינימלי הנדרש ליצירת עיוות קבוע בפלדה. מוסכמת השמות המשמשת בתקן האירופי EN10025 מתייחסת לחוזק כניעה מינימלי של דרגת פלדה שנבדקה בעובי של 16 מ"מ.
חוזק המתיחה של פלדת מבנה קשור לנקודה שבה מתרחשת עיוות קבוע כאשר החומר נמתח או נמתח לרוחב לאורכו.
פלדת מבנה מגיעה במגוון דרגות, אך לרוב נמכרת כשהיא מעוצבת מראש לצורת חתך ספציפית המיועדת ליישום ספציפי. לדוגמה, פלדת מבנה הנמכרת כקורות I, קורות Z, משקופים, חתכים חלולים (HSS), קורות L ולוחות פלדה נפוצים.
בהתאם ליישום הרצוי, המהנדס מציין את סוג הפלדה - בדרך כלל כדי לעמוד בחוזק מינימלי, במשקל מקסימלי ובדרישות מזג אוויר אפשריות - כמו גם את צורת החתך - יחסית למיקום הנדרש ולעומסים או העומסים הצפויים לעבודה שיש לבצע.
לפלדת מבנה יש יישומים רבים, והשימושים שלה מגוונים. הם שימושיים במיוחד מכיוון שהם מציעים שילוב ייחודי של ריתוך טוב וחוזק מובטח. פלדת מבנה היא מוצר גמיש ביותר, שלעתים קרובות מועדף על ידי מהנדסים המחפשים למקסם את חוזקם של מבנים בצורת S תוך מזעור משקלם.
זמן פרסום: 13 באפריל 2023