Метални конструкции и метални профили

1. Начало на използване на метални конструкции

Първата строителна конструкция, изработена от чугун, е мостът над река Северн в Англия, построен през 1779 г. Представлява дъговиден мост с дължина 31 m. През втората половина на XIX век е овладян процесът на получаване на стомана в крушовидни пещи (конвертори), а през 1874 г. през река Мисисипи в САЩ е построен 150-метров сводест мост - първата значима конструкция от стомана.

Стоманата е сплав от желязо и въглерод и се получава чрез обработка на желязото в стоманодобивни. По време на този процес е важно да се контролира участието на въглерод, манган, силиций, хром и други химични елементи, тъй като свойствата на стоманения материал като: якост на опън, еластичност, заваряемост, гъвкавост... зависят от тяхното присъствие.

Така че, терминът желязна конструкция е остатък от миналото, когато стоманите все още не били добре познати, нито всичките им свойства, така че металната конструкция се е основавала на желязо.

2. Стоманена конструкция

Може да се каже, че стоманата, от която днес се изработват стоманените конструкции, е материалът на бъдещето. Притежава технически свойства като якост на опън, способност за преодоляване на големи разстояния, бърз и точен монтаж, лесно се поддържа, има еластичност и гъвкавост. В допълнение към всичко изброено, стоманените конструкции се характеризират с оптималност от естетически, икономически, безопасен и в крайна сметка екологичен аспект. Стоманената конструкция може лесно да се комбинира с други строителни материали. Ако правилно се конструира, тя е изключително издръжлива и безопасна от гледна точка на защита от земетресения.

В този контекст трябва да се обясни разликата между метална и стоманена конструкция. Стоманената конструкция, както подсказва името, е изработена от стомана, а металната конструкция е по-широк термин, който включва няколко вида метал. Например, алуминиевата конструкция също е метална.

3. Стоманени профили

3.1. Характеристики на стоманени профили

Има няколко вида обработка на стомана: валцуване, коване, пресоване и изтегляне. Използваните в строителството стоманени профили се получават чрез процес на валцуване, а именно:

• в горещо състояние – горещо валцувани профили:
• I профили с тесни стъпки: I (IPN) и IPE
• I профили с широки стъпки: HEA, HEB, HEM, HD и HL
• U профили: UPE, UPN
• L профили - ъгли: равнобедрени или разностранни
• листове: гладки, ребрести, брадавични, перфорирани
• кръгла стомана, плоска стомана, квадратна стомана
• Т профили, Z профили
• кухи профили: кръгли, квадратни, правоъгълни
• в студено състояние - студено формовани продукти:
• отворени профили: U, C, Z, Σ, Ω и др
• отворени профили: кръгло, квадратно, правоъгълно
• профилирани листове

Стоманените подпори най-често се произвеждат в цеховете като сглобяеми - след това се свързват с винтове или с предварителна монтажна заварка на строителната площадка. Поради изключителното си тегло, профилите за стоманени конструкции се транспортират с товарни камиони и се повдигат с по-големи или по-малки кранове.

3.2. Монтаж на стоманени профили

Вече споменахме, че такива конструкции се считат за отлични за много бързо и лесно строителство, тъй като стоманените профили относително лесно се свързват и монтират. Преди монтажа на строителната площадка, стоманената конструкция се заварява в производствени условия, в затворени помещения при контролирани климатични и други условия. В края на производствения процес, стоманените профили (колони, греди, муфи...) се транспортират до строителната площадка, където се събират допълнително и се поставят в проектираната позиция. След монтажа на носещата стоманена конструкция продължава монтажа на фасадни и покривни елементи.

4. Конструкции

Стоманените конструкции може да преодолеят изключителни разстояния, така че често се използват при изграждането на сгради, които изискват големи строителни разстояния, като спортни и производствени зали, концертни зали и подобни обекти. Основните предимства на стоманата, от която се изработват стоманените профили, са бърз и икономичен монтаж, дълъг експлоатационен живот, гъвкавост в конструкцията, лесна комбинация с други строителни материали, лесна поддръжка, а планирането и оразмеряването дава голяма свобода на дизайнерите и архитектите. И не на последно място, стоманените конструкции са екологични, тъй като всички материали може да бъдат рециклирани.

Стоманените конструкции са особено предизвикателство за самите проектанти, тъй като разновидните и разнообразни свойства на самите метали, както и на елементите, изработени от тях, им позволяват голяма свобода на изразяване. Обектите, изработени от такива конструкции, от естетическа гледна точка се считат за изключително елегантни, особено защото позволяват реализирането на доста нетипични и много абстрактни идеи на съвременното архитектурно проектиране и инженерство. Естетическият аспект може да се види най-вече във възможността за използване на по-големи стъклени повърхности, чийто монтаж е възможен благодарение на високата носимоспособност и преодоляването на големи разстояния на стоманата.

5. Стоманени профили - цени

Стоманените продукти се различават по цена и това зависи най-вече от вида на профила, т.е. от сложността на производствения процес, чрез който се получава, състоянието на определени запаси на пазара и други пазарни фактори. Към момента на писане на тази статия средната цена на стоманени тръби ф48, с дължина 2 m, е около 11 лв/бр (с ДДС); L профили с дължина 6 m – 12 лв/бр.

Стоманената конструкция, за която се използват горещо валцувани профили, UPN 60x30, например, дължина 6 m, коства около 2,50 лв/kg.