İlk olarak, H şeklinde çeliğin yapısal olarak tanıtılması:
H-şekilli çelik, inşaat için yeni bir ekonomik çelik türüdür. H-şekilli çeliğin kesit şekli ekonomik ve makul olup, iyi mekanik özelliklere sahiptir. Haddeleme sırasında, kesit üzerindeki her noktanın uzaması nispeten homojendir ve iç gerilim düşüktür. Sıradan I-şekilli çelikle karşılaştırıldığında, büyük kesit modülü, hafiflik ve metal tasarrufu avantajlarına sahiptir ve bina yapısını %30-40 oranında azaltabilir; ayrıca bacakları iç ve dıştan paralel ve bacak uçları dik açılı olduğundan, bileşenler halinde birleştirilebilir ve kaynak ve perçinleme işlerinde %25 tasarruf sağlayabilir. Genellikle büyük kesit kapasitesi ve iyi kesit stabilitesi gerektiren büyük binalarda (fabrikalar, yüksek binalar vb.), köprülerde, gemilerde, kaldırma ve taşıma makinelerinde, ekipman temellerinde, desteklerde, temel kazıklarında vb. kullanılır.
H kesitli çelik, özellikle kesit şekli İngilizce "H" harfine benzediği için, I kesitli çeliğin optimizasyonundan geliştirilmiş, daha iyi kesit mekanik özelliklerine sahip ekonomik bir kesitli çeliktir. Özellikleri aşağıdaki gibidir:
Geniş flanş ve yüksek yanal rijitlik. Güçlü eğilme direnci, I-şekilli çeliğe göre yaklaşık %5-10 daha yüksektir. Flanşın iki yüzeyi birbirine paraleldir, bu da bağlantı, işleme ve montajı kolaylaştırır. Kaynaklı I-kirişlerle karşılaştırıldığında, düşük maliyet, yüksek hassasiyet, düşük artık gerilme, pahalı kaynak malzemelerine ve kaynak denetimine gerek olmaması ve çelik yapı üretim maliyetinde yaklaşık %30 tasarruf sağlar. Aynı kesit yükü altında, sıcak haddelenmiş H-çelik yapının ağırlığı, geleneksel çelik yapıya göre %15-20 daha hafiftir. Betonarme yapılarla karşılaştırıldığında, sıcak haddelenmiş H-çelik yapılar kullanılabilir alanı %6 artırabilir ve yapının öz ağırlığı %20 ila %30 azaltılarak yapısal tasarımın iç kuvveti azaltılabilir. H-şekilli çelik, T-şekilli çeliğe işlenebilir ve petek kirişler çeşitli kesit formları oluşturmak üzere birleştirilebilir, bu da mühendislik tasarım ve üretim ihtiyaçlarını büyük ölçüde karşılar.
İkinci olarak, H şeklinde çeliğin uygulama alanı:
H şeklinde çelik, endüstriyel ve sivil yapılarda ağırlıklı olarak kiriş ve kolon bileşenlerinde kullanılır.
①Endüstriyel yapılar için çelik konstrüksiyon yük taşıyıcı braketler
②Yeraltı projeleri için çelik kazıklar ve destek yapıları
③Petrokimya ve elektrik enerjisi gibi endüstriyel ekipmanlar için yapılar
④Uzun açıklıklı çelik köprü bileşenleri
⑤Gemi ve makine imalatı için çerçeve yapılar
⑥Trenler, arabalar ve traktörler için kiriş destekleri
⑦Liman konveyör bantları ve yüksek hızlı bölme braketleri
H-şekilli çelik, endüstri, inşaat, köprüler, petrol sondaj platformları vb. alanlarda yaygın olarak kullanılan ekonomik bir kesit çelik malzemesidir. Ülkemizin H-şekilli çelik talebinin 2005 yılında yaklaşık 2,5 milyon ton ve 2010 yılında 5 milyon ton olacağı tahmin edilmektedir, ancak ülkemizin yıllık H-şekilli çelik üretim kapasitesi şu anda 1,2 milyon tondur ve piyasa talebi çok büyüktür.
Üçüncüsü, H şeklinde çeliğin özellikleri nelerdir?
1. Yüksek yapısal dayanım: I-şekilli çelikle karşılaştırıldığında, kesit modülü büyüktür ve aynı yük taşıma koşulları altında %10-15 oranında metal tasarrufu sağlar.
2. Esnek ve zengin tasarım stili: Aynı kiriş yüksekliğinde, çelik yapının açıklığı betonarme yapıya göre %50 daha büyük olabilir, bu da bina düzenini daha esnek hale getirir.
3. Yapının hafifliği: Betonarme yapılarla karşılaştırıldığında, yapının ağırlığının azaltılması, yapı tasarımındaki iç kuvveti azaltır; bu da bina yapısının temel iyileştirme gereksinimlerini azaltır, inşaatı basitleştirir ve maliyeti düşürür.
4. Yüksek yapısal stabilite: Sıcak haddelenmiş H şeklinde çelik esaslı çelik yapı, bilimsel ve makul bir yapıya, iyi plastiklik ve esnekliğe, yüksek yapısal stabiliteye sahiptir ve büyük titreşim ve darbe yüklerine dayanabilen bina yapıları için uygundur. Doğal afetlere karşı güçlü direnç gösterir ve özellikle bazı deprem bölgelerindeki bina yapıları için uygundur. İstatistiklere göre, dünyadaki 7'nin üzerindeki yıkıcı deprem felaketlerinde, esas olarak H şeklinde çelik esaslı çelik yapılar en az hasar görmüştür.
5. Yapının etkin kullanım alanını artırmak: Betonarme yapılara kıyasla, çelik yapı kolonlarının kesit alanı küçüktür, bu da binanın etkin kullanım alanını artırabilir. Binanın farklı biçimlerine bağlı olarak, etkin kullanım alanı %4-6 oranında artırılabilir.
6. İşçilik ve malzeme tasarrufu: Kaynaklı H şeklinde çelikle karşılaştırıldığında, işçilik ve malzeme tasarrufu önemli ölçüde sağlanır, hammadde, enerji ve işçilik tüketimi azalır, düşük artık gerilime sahiptir ve iyi bir görünüm ve yüzey kalitesine sahiptir.
7. Kolay işlenebilir: Yapının bağlanması ve kurulumu kolaydır, sökülmesi ve yeniden kullanılması da kolaydır.
8. Çevre Koruma: H şeklinde çelik kullanımı, özellikle üç açıdan çevreyi etkili bir şekilde koruyabilir: Birincisi, betona kıyasla kuru inşaat yöntemi kullanılabilir, bu da daha az gürültü ve toz üretir; ikincisi, kendi ağırlığının azalması nedeniyle temel inşaatı için alınan toprak miktarı azdır ve arazi kaynaklarına verilen zarar azdır. Ayrıca, kullanılan beton miktarı büyük ölçüde azalır ve dağ kazısı ve taş kazma miktarı azalır, bu da ekolojik çevrenin korunmasına katkıda bulunur; üçüncüsü, bina yapısının hizmet ömrü sona erdikten ve yapı söküldükten sonra, oluşan katı atık miktarı azdır ve hurda çelik kaynaklarının geri dönüşüm değeri yüksektir.
9. Yüksek sanayileşme derecesi: Esas olarak sıcak haddelenmiş H şeklinde çeliğe dayanan çelik yapı, yüksek bir sanayileşme derecesine sahiptir; bu da mekanik imalat, yoğun üretim, yüksek hassasiyet, kolay montaj ve kolay kalite güvencesi için elverişlidir. Gerçek bir konut imalat fabrikası, köprü imalat fabrikası, endüstriyel tesis imalat fabrikası vb. olarak inşa edilebilir. Çelik yapıların gelişimi, yüzlerce yeni endüstrinin ortaya çıkmasına ve gelişmesine öncülük etmiştir.
10. Hızlı inşaat hızı: Az yer kaplar, her türlü hava koşulunda inşaata uygundur ve iklim koşullarından daha az etkilenir. Sıcak haddelenmiş H profilli çelikten yapılan çelik yapıların inşaat hızı, betonarme yapılara göre yaklaşık 2-3 kat daha hızlıdır ve sermaye devir hızı iki katına çıkarak finansal giderleri azaltır ve yatırımdan tasarruf sağlar.
Dördüncüsü, H şeklinde çelik ile I şeklinde çelik arasındaki fark:
İster sıradan ister hafif olsun, I şeklinde çelik, nispeten yüksek ve dar bir kesit alanına sahiptir; bu nedenle kesitin iki ana manşonunun atalet momenti oldukça farklıdır. Bu nedenle, genellikle yalnızca gövde düzleminde bükülen veya kafes tipi yük taşıyıcı eleman oluşturmak için doğrudan kullanılabilir. Eksenel olarak sıkıştırılan elemanlar veya gövde düzlemine dik olarak bükülen elemanlar için uygun değildir, bu da uygulama alanını büyük ölçüde sınırlandırır.
H şeklinde çelik, yüksek verimliliğe ve ekonomik kesim profiline sahiptir (diğerleri arasında soğuk bükülmüş ince duvarlı çelik, oluklu çelik levhalar vb. bulunur). Makul kesit şekli sayesinde çeliğin verimliliğini artırabilir ve taşıma kapasitesini iyileştirebilir. Sıradan I şeklinde çelikten farklı olarak, H şeklinde çeliğin flanşı genişletilmiştir ve iç ve dış yüzeyleri genellikle paraleldir, bu da yüksek mukavemetli cıvatalarla diğer bileşenlere kolayca bağlanmasını sağlar. Boyut yapısı serisi makul olup, modelleri eksiksizdir, bu da tasarım ve seçim açısından kolaylık sağlar.
H şeklinde çeliğin flanşları eşit kalınlıktadır ve haddelenmiş kesitler ile birbirine kaynaklanmış üç plakadan oluşan birleşik kesitlerden oluşur. I şeklinde çelik ise haddelenmiş bir kesittir. Kötü üretim teknolojisi nedeniyle, flanşın iç kenarı 1:10 eğime sahiptir. H şeklinde çeliğin haddelenmesi, yalnızca bir takım yatay silindir kullanan sıradan I şeklinde çelikten farklıdır. Flanşı geniş ve eğimsiz (veya eğimi çok küçük) olduğu için, aynı anda haddeleme için bir takım dikey silindir eklenmesi gerekir. Bu nedenle, haddeleme işlemi ve ekipmanı sıradan haddehanelerden daha karmaşıktır. Çin'de üretilebilen haddelenmiş H şeklinde çeliğin maksimum yüksekliği 800 mm'dir. Bu yüksekliği aşarsa, yalnızca kaynaklı birleşik kesit olabilir. Ülkemizin sıcak haddelenmiş H şeklinde çelik için ulusal standardı (GB/T11263-1998), H şeklinde çeliği üç kategoriye ayırır: dar flanş, geniş flanş ve çelik kazık, sırasıyla hz, hk ve hu kodlarıyla. Dar flanşlı H-kirişler, kirişler veya basınç-eğilme elemanları için uygundur; geniş flanşlı H-kirişler ve H-kiriş kazıkları ise eksenel basınç elemanları veya basınç-eğilme elemanları için uygundur. H-kirişlerle karşılaştırıldığında, W, IX ve IY profilleri aynı ağırlık altında H-kirişler kadar iyi performans göstermez.
Yayın tarihi: 22 Ocak 2025