Tērauda konstrukciju ēku konstrukcijās zari ir sekundāri nesošie elementi, kas uzstādīti horizontāli gar jumta spārēm vai sienu karkasiem. To galvenā funkcija ir atbalstīt jumta vai sienu apšuvuma paneļus, pārnest sniega slodzi, vēja slodzi, jumta lokšņu pašsvaru un citas ārējās slodzes uz galvenajām jumta kopnēm vai portāla rāmjiem. Bez čaulām metāla jumta paneļi nevar veidot stabilas ēkas norobežojošās konstrukcijas. Purlini galvenokārt tiek ražoti ar aukstās velmēšanas tehnoloģiju no cinkota vai ar cinka alumīniju pārklāta tērauda ruļļiem, kam ir viegls pašsvars, augsta izturība un ērta uzstādīšana uz vietas.
Nav vienota universāla žagaru klasifikācijas standarta. Tos var grupēt pēc šķērsgriezuma formas, ražošanas procesa, uzstādīšanas vietas, materiāla kvalitātes un pretkorozijas virsmas apstrādes. Dažādu veidu čaulas ļoti atšķiras pēc nestspējas, sekcijas stingrības, savienojuma metodes, izmaksām un piemērojamiem būvniecības scenārijiem.
1. Klasifikācija pēc šķērsgriezuma profila
Šķērsgriezuma forma ir visizplatītākais veids, kā klasificēt purlinus inženiertehniskajā praksē. Galvenie veidi ir C-veida velmējums, Z-spaids, U-veida siksniņš, Σ-spaids (sigma velmējums), karsti velmēts I-profils un dobas taisnstūra cauruļu siksnas. Tostarp auksti formētās C un Z loksnes ieņem lielāko tirgus daļu vieglā tērauda darbnīcās un noliktavās.
C svilnis, pazīstams arī kā kanāla čaula, ir C-veida atvērts šķērsgriezums, kas iegūts ar daudzkārtu aukstās velmēšanas formēšanu. Tās divas lūpas noliecas uz iekšu taisnā leņķī. Standarta specifikācijas aptver dziļumus no 80 mm līdz 300 mm, ar regulējamu atloka platumu un lūpu izmēru. C-stieples ir vienkārši izgatavojamas un viegli sagriežamas uz vietas. Skrūvju savienojumus var tieši pabeigt, izmantojot iepriekš caurumotus caurumus uz siksnām un atlokiem. Tomēr tā galvenais trūkums ir slikta veiktspēja negatīvas vēja sūkšanas slodzes apstākļos. Kad uz jumtu iedarbojas augšupvērsts vēja spēks, C sekcijām ir relatīvi vāja vērpes stīvums.C-apvalkiir piemēroti īsa laiduma jumtiem, sienu loksnēm un sekundārajiem balstiem, kur laidums parasti nepārsniedz 6 metrus. Tos plaši izmanto sienu apšuvuma atbalstam un maza izmēra noliktavu jumtiem. Viena svarīga iezīme ir tā, ka C-spārnes nevar pārklāties no gala līdz galam, lai nodrošinātu nepārtrauktu atbalstu. Katram laidumam jābūt neatkarīgi savienotam ar spāru balstiem.
Z-apvalkspieņem Z formas šķērsgriezumu. Tās atloki ir slīpi, nevis perpendikulāri tīklam. Nobīdītā atloka ģeometrija ļauj blakus esošajiem Z-stieples segmentiem pārklāties viens ar otru virs atbalsta spārēm, radot nepārtrauktu daudzlaidumu konstrukcijas sistēmu. Nepārtraukta pārklāšanās ievērojami samazina vidēja laiduma lieces momentu un novirzi, tāpēc Z-stieples var atbalstīt garākus laidumus, kas parasti ir no 6 m līdz 9 m parastos slodzes apstākļos. Tas padara Z-purlin par vēlamo izvēli liela laiduma rūpnīcu jumtiem. Salīdzinot ar vienāda svara un materiāla biezuma C-stieplu, Z-stieples nodrošina augstāku kopējo sekcijas moduli un labāku pretlieces veiktspēju. Tomēr Z-stieples ir mazāk ērtas pielietošanai pie sienas. Pārklāšanās savienojumam ražošanas laikā nepieciešams precīzs griešanas garuma aprēķins. Iepriekš caurumotajām atverēm ir stingri jāatbilst pārklāšanās izmēriem. Z-purlin vislabāk ir piemērots slīpiem metāla jumtiem liela mēroga ražotnēs, loģistikas noliktavās un izstāžu zālēs.
Sigma purlin (Σ-purlin) ir optimizēts auksti formēts profils. Tās tīkls nav plakans, bet tajā ir vairākas starpposma stingrības ribas, kas iespiestas sekcijā. Šie iebūvētie stingrības elementi ievērojami uzlabo tīkla lokālo stabilitāti un griezes stingrību, nepalielinot tērauda plāksnes biezumu. Ar tādu pašu materiāla svaru sigma stienis nodrošina lielāku nestspēju nekā C-stiepts un Z-stieplis. Tas var realizēt garākus atbalsta posmus un samazināt kopējo tērauda patēriņu projektiem. Sigma purlini ir populāri Eiropas tērauda ēku tirgos. Tā trūkumi ir sarežģītāki velmēšanas instrumenti un augstākas ražošanas izmaksas. Dažādām sigma specifikācijām ir nepieciešamas īpašas veidnes.
U-apvalks darbojas kā atvērts U-kanāls. To galvenokārt izmanto kā sekundāru maza izmēra atbalsta komponentu, nevis galveno jumta loku. Tas bieži kalpo kā pārsedze, iekšējās sienas balsts vai aksesuāru ierāmējums. Karsti velmētas I-siju vai H profila loksnes ir piemērotas lielas slodzes apstākļiem, piemēram, jumtiem, kuros ir smaga tehnika vai biezas betona plātnes. Šīm karsti velmētajām sekcijām ir liels pašsvars un augstas materiālu izmaksas. Taisnstūrveida dobu cauruļu loksnēm ir lieliskas vērpes īpašības kā slēgtiem profiliem, taču tās ir mazāk ekonomiskas lielas platības standarta jumtiem. Viņi atrod vairāk pielietojumu īpašām arhitektūras struktūrām.
2. Klasifikācija pēc uzstādīšanas pozīcijas: jumta čaula un sienu čaula
Atbilstoši uzstādīšanas vietai uz ēku karkasiem, stieņi sadalās jumta stieņos un sienu stieņos. Viņiem ir pilnīgi atšķirīgas slodzes kombinācijas.
Jumta spāres tiek uzstādītas horizontāli virs galvenajām jumta spārēm. Tie ir izturīgi pret gravitācijas slodzēm, tostarp jumta paneļa svaru, sniega uzkrāšanos, apkopes personāla dzīvu slodzi, kā arī augšupejošu vēja sūkšanas spēku. Vēja iesūkšana ir ārkārtīgi svarīga jumta konstrukcijai; daudzus virpuļu bojājumu gadījumus izraisa nepietiekama pretestība pacēluma vēja spēkam. Z-stieples ir dominējošā jumta spārnu izvēle liela laiduma prasībām.
Sienas spraugas savienojas ar vertikālām galvenā rāmja kolonnām. Tie atbalsta ārsienu apšuvumu un galvenokārt iztur horizontālu vēja spiedienu, pozitīvu vai negatīvu. Vertikālā gravitācijas slodze ir salīdzinoši neliela. C-stieples tiek plaši izmantotas sienu čaulām, jo to plakanā atloka virsma padara sienas paneļu stiprināšanu daudz vienkāršāku. Dažos projektos Z sekcijas var izmantot arī kā sienu loksnes, ja ir nepieciešama nepārtraukta laiduma konstrukcija.
3. Klasifikācija pēc ražošanas tehnoloģijas: auksti formēta čaula un karsti velmēta čaula
Ražošanas process sadala velmējumus auksti velmētās un karsti velmētās stieņos.
Auksti formētas čaulas tiek ražotas istabas temperatūrā ar velmēšanas līnijām no cinkota tērauda ruļļiem. Šai kategorijai pieder C spaids, Z stieplis un sigma garens. Aukstā apstrāde rada materiālu cietināšanas efektu, uzlabojot tecēšanas spēku. Plānās sienas dizains ietaupa izejmateriālus. Masveida automatizētā ražošana nodrošina vienības cenas konkurētspēju. Gandrīz visās vieglās tērauda konstrukciju ēkās tiek izvēlētas auksti formētas čaulas. Ierobežojums ir plānas sienas biezums; tie nav piemēroti īpaši smagām koncentrētām slodzēm.
Karsti velmētas velmētas tiek veidotas augstas temperatūras velmēšanas procesā. Tipiski izstrādājumi ir karsti velmēts kanālu tērauds, I-siju un H-siju sviras. Sienas biezums ir biezāks, sekcijas stingrība ir spēcīga. Tos izmanto smagās rūpniecības darbnīcās, kur jumtiem ir jāatbalsta smaga tehnika. To acīmredzamais trūkums ir lielais pašsvars un augstākas projekta kopējās izmaksas. Parastiem metāla lokšņu jumtiem karsti velmējumi nav ekonomiski.
4. Klasifikācija pēc virsmas pretkorozijas apstrādes
Tā kā čaulas ir pakļautas āra atmosfēras videi, virsmas pretkorozijas apstrāde tieši nosaka kalpošanas laiku. Ir izplatīti trīs galvenie veidi: karsti cinkota čaula, ar cinka-alumīnija pārklājumu un krāsota/pulverkrāsota čaula.
Karsti cinkota čaula ir vispopulārākais risinājums. Pēc velmēšanas profili tiek iegremdēti izkausētā cinka šķidrumā, veidojot cinka-dzelzs sakausējuma aizsargslāņus. Tas nodrošina uzticamu izturību pret rūsu vispārējai rūpnieciskai un atmosfēras videi.
Cinka-alumīnija (Al-Zn) pārklājuma čaulā kā izejmateriāls tiek izmantota cinka-alumīnija-silīcija iepriekš pārklāta tērauda spole. Pārklājuma veiktspēja pārspēj tradicionālo cinkošanu, īpaši piekrastes zonām ar sāls smidzināšanas koroziju. Pēc ruļļu formēšanas nav nepieciešama sekundāra karstā iegremdēšana.
Krāsotās purlinas parasti tiek tīrītas ar strūklu un pēc tam pārklātas ar organisko krāsu vai pulvera pārklājumu. Krāsu slāņi nodrošina dekoratīvu izskatu. Bet, tiklīdz pārklājuma skrāpējumi rodas transportēšanas vai uzstādīšanas laikā, vietējā rūsa ātri veidosies. Krāsotas purlinas ir vairāk piemērotas iekštelpu videi.
5. Atlases principi praktiskajā inženierijā
Nav absolūta "labākā" purlin tipa. Inženieriem ir jāizvēlas atbilstoši faktiskajiem projekta robežnosacījumiem.
Vispirms apstipriniet laidumu un slodzi. Jumtiem ar garu laidumu virs 6 metriem, pateicoties nepārtrauktai pārklāšanās iespējai, ir ieteicams izmantot Z-stieplu vai sigma stiebru. Īsa laiduma sienām C-stieples ir rentablākas. Smagas koncentrētas slodzes scenārijos jāņem vērā karsti velmētas H veida sloksnes.
Otrkārt, novērtējiet vides korozijas līmeni. Piekrastes vai ķīmiskās rūpnīcas atmosfērā jāizvēlas ar cinka-alumīniju pārklātas vai liela biezuma karsti cinkotas purlinas.
Treškārt, analizējiet savienojumu un konstrukcijas stāvokli. Ja būvlaukuma būvniecības komanda pārzina vienkāršas skrūvējamas sastāvdaļas, C-purlin samazina uzstādīšanas kļūdas. Pārklāšanās šuvēm ir nepieciešama precīza griešana.
Ceturtkārt, līdzsvarojiet kopējo projekta budžetu. Sigma loksne uzlabo tērauda svara samazinājumu, bet palielina komponentu vienības cenu. Būtisks ir visaptverošs ekonomiskais salīdzinājums.
Izplatītas kļūdas praksē ietver nepareizu C-stieptu izmantošanu jumtiem ar lielu laidumu, vēja iesūkšanas slodzes ignorēšanu jumtu stieņu projektēšanā un plāna pārklājuma stieņu uzklāšanu vietās ar augstu koroziju.
Rezumējot, purlinus var iedalīt kategorijās pēc vairākām dimensijām. Pēc šķērsgriezuma formas galvenie tipi satur C-veida velmējumu, Z-stieplu, sigma-stieptu, U-veida velmējumu, karsti velmētu profilu velmējumu un dobu cauruļu velmējumu. Pēc uzstādīšanas vietas tie ir jumta spārni un sienu loki. Pēc ražošanas tehnoloģijas izšķir aukstās formēšanas un karsti velmētas velmētas. Virsmas apstrādes veidi ietver karsti cinkotas, ar cinka-alumīniju pārklātas un krāsotas purlinas.
C-velmējums un Z-velmējums ir divi modernās tērauda konstrukcijās visplašāk izmantotie auksti velmēti velmēšanas izstrādājumi. Z-stiepts ir izcils liela laiduma jumtu sistēmām, izmantojot nepārtrauktu pārklāšanās savienojumu, savukārt C-stiepts parāda priekšrocības sienu stieņu un īsu laidumu lietojumiem. Sigma stienis ir optimizēts vieglā svara attīstībā, un karsti velmētas velmētas velmētas kalpo īpašiem apstākļiem lielas slodzes gadījumā. Pretkorozijas virsmas apstrādei jāatbilst vietējai atmosfēras korozijas videi.
Pareiza lokšņu izvēle būtiski ietekmē ēkas drošību, tērauda patēriņu, būvniecības gaitu un ilgtermiņa uzturēšanas izmaksas. Projektētājiem, pircējiem un ražotājiem ir pilnībā jāizprot dažādu stieņu veidu īpašības, jāizvairās no nepareizas specifikāciju izvēles un jānodrošina tērauda konstrukciju jumtu un sienu sistēmu stabilitāte un izturība. Nepārtraukti attīstot saliekamo konstrukciju, augstas veiktspējas vieglie spārnu profili, piemēram, sigma loksne, iegūs arvien lielāku tirgus daļu globālajos tērauda ēku projektos.
