Styrkur og veikleikar steals og betongs í byggingum.

Ef þú ert að plana byggingarverkefni er ein fyrsta stór spurningin sem kemur upp hvaða efni þú átt að nota í byggingunni. Áratugum saman hefur umræðan oft miðað við tvö þung efni: steypu og stál. Þau eru grunnsteinninn í nútímasbyggingum, frá hásamhæðarhúsum og brúgum til visthúsa. Þú gætir heyrt fólk ræða um hvaða efnið sé betra og algeng spurning er: „er stál sterkari en steypa?“ En svarið er ekki svo einfalt og já eða nei. Það er frekar eins og að bera epli og appelsínur saman. Hvert efni hefur sína eigin tegund styrks, sína eigin veikleika og sína eigin rétta staðsetningu í verkefninu. Að skilja þessar mismunandi eiginleika er lykillinn að taka vel útfærðar ákvarðanir.

Mismunandi tegundir styrks: tögg vs. þrýstingur

Til að skilja styrk þessara efna þarf að skoða hvernig þau meðhöndla mismunandi krafta. Tækið til dæmis í huga að reyna að draga taffýbita í sundur – það er tögráða. Nú tækið í huga að ýta niður á múrsteina – það er þrýstiráða. Stál er raunverulegt stjörnuþáttur þegar um ræðist um tögráðu. Molekularbygging þess gerir því kleift að strekka það án þess að brotna, sem er ástæðan fyrir því að stálbeinar geta yfirleitt langar fjarlægðir án stuðnings. Betónið, hins vegar, er ótrúlega sterkt í þrýstiráðu. Það hefur mikla áhuga á því að vera ýtt á, sem er ástæðan fyrir því að það er fullkomlegt fyrir grunnstæði og dálkar sem berja alvarlega þyngd beint niður. Þegar einhver spyr: „er stál sterkaðra en betón?“, er raunverulega svarið: stál er miklu sterkaðra í tögráðu, en betón er mjög sterkt í þrýstiráðu. Vel hönnuð bygging notar bæði efnið til síns ávöxts. Í vélbúnaðarsjálfstæðri vöruskrúðu með stálbyggingu, til dæmis, meðhöndlar stálraminn beygju- og tögráðukraftana, en betóngrunnstæðið tekur þyngdina og sendir hana örugglega niður í jörðina.

Styrkleikar: Hvaða gildi býr hver efni við til

Lítum nú á það sem gerir hvert efni sérstaklega gott. Hverfa stál er mikil styrkleiki að þyngd og hraði byggingar. Stál er ótrúlega sterkt miðað við þyngd sína, sem þýðir að hægt er að búa til stóra, opna svæði án þess að nota margar þungar dálkar. Það er einnig framleitt utan staðar í verksmiðju með strangri gæðastjórnun og síðan levert til búnaðar fyrir samsetningu með skrúfum. Þetta gerir bygginguna hröða og nákvæma, sem er mikil ávinningur fyrir verkefni eins og logístíkuvistfangið í Bangkok sem reyndi Zhongwei Heavy Industry, þar sem tími og nákvæmni eru af mikilvægum þætti. Sterkustu eiginleikar betongs eru aðrir. Hann er almennt ódýrari á staðnum og hefur mikla eldmátt og varanleika. Hann hefur líka mikla hitamassa, sem þýðir að hann getur tekið inn hita á daginum og gefið hann út á nóttinni, sem getur hjálpað til við orkueffektíva notkun byggingar. Fyrir eitthvað eins og stóru betongbygginguna sem notuð var í opinberu læknaverkefninu eru þessir eiginleikar nauðsynlegir fyrir stöðugleika, öryggi og langtímaframleiðslu.

Veikleikar: Úthlutingar hverrar efna

Auðvitað er engin af efnum fullkomin. Aðalveikleiki stálsins er óvirkni hans gegn eldi og rýrust. Há hitastig getur valdið því að stáll missi styrk sinn og brotni, sem er ástæðan fyrir því að stálbyggingar þurfa eldvarnislagnir. Rýrust er einnig stöðugur andstæðingur, sem krefst verndarlaga eða galvaniseringar, sérstaklega í rakka eða sjávarlægum umhverfi. Betóninn hefur sína eigin úthlutingar. Þótt hann sé mjög góður undir þrýstingi er hann mjög veikur undir tögun og getur sprungið ef hann er ekki rétt styrktur með stálþráðum. Hann er einnig þungt efni, sem þýðir að grunnur verða að vera stærri og sterkari til að styðja þyngd hans. Og bygging með betóni er hægri. Þú verður að búa til form, setja stálþræði, gos betóninn og síðan bíða þar til hann harðnar og nái styrk, sem getur tekið vikur. Þetta er mikilvæg umhugsun fyrir verkefni með takmarkaðan tíma, þar sem hraði fyrirfram framleiddra stálbygginga er augljós áframsókn.

Að velja rétta: Það snýst um að nota rétta tól fyrir verkið

Svo, aftur á spurninguna. Er steypusálmur sterkari en steinsteypa? Praktískasta leiðin til að skoða þetta er að gera grein fyrir því að þeir hafa mismunandi, viðbótarsameiginleika. Valið snýst ekki um að velja sigurvegara; heldur um að velja rétta efnið fyrir ákveðið verkefni. Fyrir verkefni sem krefjast langra, óhindraðra spenna og hratt byggingarferlis, eins og nútíma landbúnaðarhöll með stórum nautgripahúsum eða sérstakri iðnaðarverkstæði, er steypusálmur oft ítarlega lausnin. Fyrir mikilvæga grunnstæði, verksmiðju eða byggingu þar sem hitamassi og grunnþrýstistyrkur eru lykilatriði, gæti steinsteypa verið besta leiðin. Og í mörgum af bestu nútíma byggingunum munið þið finna þá að þessi efni vinna saman. Steypusálmur getur til dæmis staðið á steinsteypugrunni með steinsteypuskerfum á steypusálmdekk. Rekstrarfyrirtæki með reynslu, fræðilegar rannsóknar- og þróunarhópa og djúpan skilning á verkfræði vita hvernig á að sameina þessi efni til að nýta styrk þeirra og minnka veikleika þeirra, og þannig framleiða byggingu sem er öryggisbæn, árangursrík og gerð til að standa langa tíma.