Stale nierdzewne w budowlanych i przemysłowych konstrukcjach stalowych

Prof. dr hab. inż. Aleksander Kozłowski Dr inż. Wiesław Kubiszyn Stale nierdzewne w budowlanych i przemysłowych konstrukcjach stalowych

PLAN PREZENTACJI 1. Wprowadzenie 2. Elementy konstrukcyjne główne postanowienia PN-EN 1993 1 4 3. Inne normatywy projektowania, przykład obliczeniowy wg PN-EN 4. Konstrukcje przemysłowe kominy, wkłady kominowe oraz zbiorniki 5. Inne zastosowania stali nierdzewnych w budownictwie 6. Stal nierdzewna w oczyszczalniach ścieków 2

Krótki rys historyczny: Wprowadzenie 1821 r. zasady wytwarzania stopów stali i chromu, 1904 r. wyprodukowanie niskowęglowej stali nierdzewnej, 1912 r. opatentowanie stali nierdzewnej przez niemieckich inżynierów Kruppa, 1924 r. opatentowanie produkcji stali austenitycznej 18/8, 1929 r. wprowadzenie na rynek stali nierdzewnej dla zastosowań w sektorze budowlanym - windy, okładziny elewacyjne, balustrady, drzwi wejściowe, meble, lady i wyposażenie wnętrz, 1930/31 r. wylansowanie stali nierdzewnej, jako materiału architektonicznego - fasadowego: - Chrysler Building (1930r.) ok. 5500 m 2 stali nierdzewnej - Empire State Building (1931r.), koniec XX w. stal nierdzewna znajduje swoje miejsce w budownictwie, XXI w. nowe zastosowania stali nierdzewnej w budownictwie kominy, baseny, fasady szklano stalowe, szkielety budynków. 3

Stal nierdzewna jako materiał konstrukcyjny Zastosowania konstrukcyjne: lekkie konstrukcje dachowe; kształtowniki walcowane otwarte i zamknięte oraz spawane; konstrukcje wsporcze fasad rury koliste oraz eliptyczne 4

Główne postanowienia normy PN-EN 1993 1 4 Postanowienia normy PN-EN 1993-1-4: norma modyfikuje i uzupełnia zasady projektowania elementów ze stali węglowych; stale nierdzewne o nominalnej granicy plastyczności f y 480 MPa; stosuje się wyłącznie do projektowania elementów ze stali nierdzewnych austenitycznych, ferrytycznych i typu duplex: austenityczno - ferrytycznych elementy do projektowania konstrukcji: zimnowalcowane, gorącowalcowane, gięte na zimno, elementy prętowe. 5

Główne postanowienia normy PN-EN 1993 1 4 Umowna granica plastyczności oznaczana jest jako Rp0,2. 6

Normatywy europejskie 7

Normatywy europejskie 8

Normatywy europejskie 9

Przykład projektowania elementów w konstrukcjach budowlanych 10

Przykład projektowania elementów w konstrukcjach budowlanych Przykład 11

Przykład projektowania elementów w konstrukcjach budowlanych Tabl. 2.1 p. 2.1.3 Tabl. 5.2 12

Przykład projektowania elementów w konstrukcjach budowlanych p. 5.1(2) p. 5.4.2.1 13

Przykład projektowania elementów w konstrukcjach budowlanych 14

Przykład projektowania elementów w konstrukcjach budowlanych p. 5.4.2.1 15

Przykład projektowania elementów w konstrukcjach budowlanych 16

Przykład projektowania elementów w konstrukcjach budowlanych p.5.5 (5.13) 17

Przykład projektowania elementów w konstrukcjach budowlanych (5.13) 18

Przykład projektowania elementów w konstrukcjach budowlanych (5.14) (5.14) 19

Przykład projektowania elementów w konstrukcjach budowlanych 20

Zastosowania przemysłowe kominy i wkłady kominowe Trzony kominów, przewody spalinowe, wkłady kominowe, wykładziny kominowe 21

Zastosowania przemysłowe kominy i wkłady kominowe Normy związane z wybranymi zagadnieniami projektowania wykładzin kominowych oraz kominów stalowych ze względu na trwałość i temperaturę 22

Projektowanie kominów i wkładów stalowych Porównanie odporności wybr. gat. stali na korozję 23

Przykład zrealizowanego komina dwupowłokowego Rysunek komina i przewodu spalinowego ze stali 1.4404 24

Stal nierdzewna na konstrukcje przemysłowe komin dwupowłokowy Trzon stal węglowa, przewód spalinowy stal 1.4404 25

Stal nierdzewna na konstrukcje przemysłowe komin dwupowłokowy Szczegóły rozwiązań przewodu spalinowego (wewnętrznego) 26

Stal nierdzewna na konstrukcje przemysłowe trzon komina i instalacja technologiczna Stal 1.4301. Instalacja odprowadzenia spalin z kotła na biomasę 27

Zastosowania przemysłowe zbiorniki magazynowe stal 1.4301, 14401, 1.4404 Silos na cukier Zbiornik na biopaliwo Zbiorniki na wodę. Silosy na mąkę 28

Elementy stropowe Zestawy stropów DOLTRAC o strukturze warstwowej z profilami typu ciągłego V; typu Vf; typu I oraz typu O 29

Poszycia dachowe i elewacyjne blachy płaskie i profilowane, płyty warstwowe i kasetony 30

Stal nierdzewna na elewacje budynków 25 ton stali 1.4301, stacja Princess Elisabeth ELEWACJE Petronas Tower obłożono 65 tysiącami m 2 nierdzewnej stali, która błyszczy w promieniach słońca Szklana kopuła, stacja metra Saint-Lazare, Paryż 31

Komunikacja windy, schody, balustrady i podłogi Blachy gładkie o różnym wykończeniu powierzchni oraz blachy ryflowane grubości od 2 do 8mm. 32

Mosty ze stali nierdzewnej duplex Piove di Sacco Bridge, Padua; (1.4362) duplex stainless steel 33

Stal nierdzewna na kładki dla pieszych Granite Footbridge, la Défense, France, Suspended steel footbridge, cables, stays and handrail in 316L (1.4404) stainless steel Kładka dla pieszych "Podwójna Helisa" w Singapurze; stal duplex (1.4462) Charvaux Footbridge, Andrésy, France, Single-arch suspended footbridge in 316 (1.4401) stainless steel 34

Baseny konstrukcja niecki, wyposażenie i akcesoria 35

36

Stal nierdzewna w oczyszczalniach ścieków Stal 1.4307 instalacja znajdująca się na wolnym powietrzu. Stal 1.4404 instalacja znajduje się w pomieszczeniu zamkniętym. 37

Stal nierdzewna w oczyszczalniach ścieków 38

Podsumowanie Dlaczego warto stosować stal nierdzewną? = Zalety! Realizacje konstrukcyjne, w których zasadniczą rolę odgrywają właściwości mechaniczne stali. Projektowanie elementów ze stali nierdzewnej jest bardzo podobne do projektowania elementów ze stali węglowych. Realizacje estetyczne : w których pierwszorzędne znaczenie przy doborze materiału odgrywa wygląd konstrukcji i jego utrzymanie w okresie eksploatacji (niezbędne jest przy tym rozróżnienie zastosowań wewnątrz i na zewnątrz budynku). Estetyka wykończenie polerowane z połyskiem lub matowe. Trwałość długi okres eksploatacji konstrukcji ze stali nierdzewnej; wysoka odporność na korozję, również i ekstremalną temperaturę. Łatwa w produkcji i w 100% może zostać poddana recyklingowi, ekologiczna ok. 60% surowców pochodzi z recyklingu. Wady? Wymagana wysoka kultura wykonawstwa, odpowiednia konserwacja np. baseny oraz eksploatacja zgodnie z przeznaczeniem i założeniami technologicznymi, np. kominy. Wadą stali nierdzewnych jest wysoka i niestabilna cena materiału, od trzech do pięciokrotnie przewyższa cenę materiału ze stali zwykłej, ale w pełni to rekompensuje brak dodatkowych zabiegów konserwacyjnych. 39

Dziękuję za uwagę Prof. dr hab. inż. Aleksander Kozłowski kozlowsk@prz.edu.pl Dr inż. Wiesław Kubiszyn wkubisz@prz.edu.pl Politechnika Rzeszowska Tel. i fax +48 17 8542974 www.kkb.prz.edu.pl 40