Okosnica izgrađenog sveta: rad sa proizvođačima čelika, od proizvodnje do modela

• Čelik se proizvodi nizom mehaničkih operacija, uključujući valjaonice, CNC sečenje i robotske manipulacije određene algoritmom.
• Čelik je poznat po svojoj prilagodljivosti I jačini i nadoknađuje deo svoje energetske intenzivnosti tako što se može neograničeno reciklirati.
• Da biste izabrali pravu kompaniju za proizvodnju čelika, potražite organizacije koje su vešte u automatizaciji i digitalnom modelovanju; koji mogu brzo da investiraju u novo osoblje, infrastrukturu i tehnike izrade; i sposobni su da rade u traženim rokovima i obimu posla.
• Najbolji načini da se poboljša saradnja sa proizvođačima čelika je da ih pozovete u proces projektovanja što je ranije moguće, verno koristite industrijske standarde i primenite komentare nakon projekta.

Upravo je čelik, “naslagan do neba” na obali jezera Mičigen, signalizirao nadolazeću istaknutost nebodera, koji će definisati gradove 20. veka i šire. Čelični neboderi u Čikaškoj petlji bili su među prvima koji su koristili skeletnu konstrukciju izgrađenu od pažljivo sastavljenog i projektovanog čelika i ukrašenu raskošnom terakotom, ciglom ili drugim zidovima.

Mogućnosti fasade bile su beskrajne sada kada su ovi konstruktivni sistemi bili potpuno nezavisni od svog spoljašnjeg izgleda. Ali trijumfi nebodera iz kasnog 19. veka kao što su Burnham and Root's Reliance Building i Holabird i Roche's Tacoma Building ustupili su mesto sistemima sve složenijih čeličnih konstrukcija, kao i dekorativnim čeličnim fasadama koje su podvizi „divlje sofisticiranosti” i formalnog izraza.

Čelik je jedan od sveobuhvatnijih konstruktivnih sistema, koji se koristi u mnogim velikim komercijalnim, institucionalnim, industrijskim, javnim i stambenim zgradama. Posebno je koristan za sportske stadione, fabrike, velike poljoprivredne zgrade i skladišta - bilo koji tip zgrada koji zahteva robusnu, izdržljivu konstrukciju na velikoj površini. S obzirom na raznolikost upotrebe, proizvođači čelika imaju važnu ulogu u oblikovanju čeličnih konstruktivnih elemenata mnogo pre nego što stignu na gradilište.

Kako se proizvodi čelik

Nakon livenja sirovine, čelik stiže u pogone za proizvodnju čelika u dugim, polugotovim oblicima za livenje. Kalupi za grede imaju oblik pseće kosti, pomalo kao tipična I-greda. Gredice (billets, blooms) su kvadratnog i pravougaonog preseka, a ploče su mnogo tanjeg pravougaonog preseka.

Od ovih oblika, ploče se ponovo zagrevaju kako bi postale savitljive i šalju se u prvi korak prerade čelika: valjaonice. Ovo je obično proces u više koraka koji dodatno oplemenjuje njihov oblik. Početna obrada, nazvana mlin za razbijanje, pritiska svaki komad čelika aproksimativno njegovom konačnom obliku. Poslednji korak, mlin za završnu obradu, definiše detalje.

Konstruktivne grede od čelika obično se nazivaju po obliku poprečnog preseka, koji definiše njihovu upotrebu i namenu. Sa svojim kultnim profilom, I-greda se koristi horizontalno i vertikalno zbog svoje otpornosti na bočne sile. Grede kanalice, sa svojim širokim kanalom u obliku slova U, često se koriste za okvire prozora i vrata gde hvataju susedni zid i predstavljaju ravnu površinu za montažu vrata ili prozora. Cevi sa kružnim presekom se koriste na poslovima kojima su potrebni elementi konstrukcije gde postoji torzija.

Nakon što se čelične grede iseku na dužinu i ohlade, mogu biti podvrgnute dodatnoj obradi kroz sečenje, spaljivanje, oblikovanje, mašinsku obradu, zavarivanje i mehaničke veze. Mašinska obrada odstranjuje materijale strugom ili bušilicom dok se ne postigne željeni oblik. Za tanje preseke materijala, alati za sečenje (laseri, plazma gorionici ili vodeni mlaznici pod visokim pritiskom) mogu napraviti izuzetno složene oblike. Ovi stolovi za sečenje su često kontrolisani CNC-om i zagrevaju metal do tačke topljenja na više od 2.500 stepeni Farenhajta. Čelični elementi mogu biti zavareni zajedno ili spojeni vijcima, zakovicama ili drugim metodama.

Kompleksno zakrivljene čelične konstrukcije, poput onih na fasadama savremenih zgrada, često zahtevaju dodatne korake, kao i komplikovane algoritme da ih organizuju kao delove slagalice na zgradi. Napredni proizvođač čelika Zahner koristi niz metoda za formiranje tankih metalnih ploča u lučne, hiperboličke geometrije, istezanje čelika do skoro biomorfne granice, koje su koristili arhitekti poput Frenka Gerija. Zahner eksperimentiše sa novim metodama koje su efikasnije, jeftinije i zahtevaju početna manja ulaganja u kalupe i prese.

Kompanija je uvela hibridnu metodu „Engleski točak“ za dvostruke zakrivljenosti, nadograđujući alat za proizvodnju metala koji postoji više od 100 godina. Engleski točak je jednostavan čelični nosač koji drži dva točka za oblikovanje, koja silom savijaju ravnu metalnu ploču gore ili dole. Ali u Zahneru, robotska ruka zauzima mesto radnika iz prethodnog doba, koristeći mašinsko učenje da dekodira putanju kretanja koja je potrebna da se čelik iskrivi u željenu krivinu.

Prednosti proizvodnje čelika

Visok odnos čvrstoće i težine I elastičnost čelika čine ga popularnim kao građevinski materijal. Istorijski gledano, čelik je bio preteča arhitektonske prefabrikacije; imajući u vidu različite mogućnosti spojeva, on silazi sa montažne trake spreman za postavljanje na svoje mesto. Ovi isti kvaliteti ga čine idealnim za kompletne modularne ili prefabrikovane projekte, kao i varovi i vijci koji olakšavaju rad na licu mesta, nego izlivanje betona i obrađivanje drveta.

Proizvodnja čelika može biti energetski intenzivan proces, ali čelik takođe ima nekoliko karakteristika koje ublažavaju njegov uticaj na klimu. Čelik je izuzetno izdržljiv materijal koji je otporan na elemente (vetar, kiša, so); otporan na buđ i gljivicu; i nema štetočina. Najvažnije, čelik se može reciklirati: on trpi minimalnu degradaciju kada se ponovo koristi, što ograničava nove rudarske operacije. Čak i ranije neupotrebljivi nusproizvodi od čelika kao što je šljaka (nečistoće koje se izvlače iz rastopljenog čelika tokom proizvodnje) nalaze svoj put do gradilišta. Cement od šljake, na primer, melje komadiće šljake u fini prah koji može da zameni deo portland cementa.

Kako pronaći pravu kompaniju za proizvodnju čelika

Većina kompanija za proizvodnju čelika specijalizovana je za određene proizvodne sektore (automobilska, industrijska ili arhitektonska), tako da je korisno pronaći stručnjaka za građevinarstvo. Uverite se da proizvođač čelika ima kapacitet da proizvede komponente koje su vam potrebne, od osnovnih gredica do panela po meri, sa pratećim nivoom formalne složenosti i metalurškog sastava.

Proces proizvodnje čelika se sve više digitalizuje i automatizuje. Građevinci i projektanti će imati koristi kada digitalni modeli proizvođača mogu da se povezuju sa njihovim programima — ili barem imaju mogućnost da lako prebace u odgovarajući format. U stvari, visoki nivoi automatizacije u celom procesu proizvodnje često ukazuju na vrhunski stepen kontrole kvaliteta.

Kako poboljšati saradnju sa proizvođačima čelika

Već dve decenije, Bart Rohal iz kompanije Steel Detailing Online, Inc., pruža usluge razrade detalja čelika u USA, trenutno se fokusirajući na izradu crteža i BIMa (Building Information Modeling). Prema Rohalovim rečima, što pre se stručnjaci za čelik uključe u proces arhitekture i inženjeringa, to je veći potencijal za uštedu troškova i vremena.

Rohal predviđa novu poziciju koju bi želeo da vidi, popunjavajući nedostajuću ulogu između proizvođača čelika i arhitektonskih i inženjerskih firmi. „Verujem da bi bilo mudro da vlasnik projekta u arhitekturi i inženjeringu ima jednog podizvođača, onog kog ću nazvati kao 'Qualifide QCSD' ili kontrolor kvaliteta detalja čelika, da pregleda projekat čelika između arhitektonske faze i konstruktivne faze”, kaže on. „Ovo ne zahteva da QCSD bude ugovoreni dobavljač čelika, već više konsultant za čelik pre nego što izađe na tender. Ovo može uštedeti vlasniku na projektu koji ima čeličnu konstrukciju značajne ukupne troškove i vreme isporuke. Pored toga, tim za arhitekturu i inženjering će usvojiti vredne savete o čeliku koji se mogu primeniti na budućim projektima.”

Drugi način da se stvori efikasan tok posla između projektanata i proizvođača je da cijeli tim koristi standarde zemlje u kojoj se projekt radi. Izazov za detalje čelika prema Rohalu je to što svi modeli projekta ne prate specifikaciju, što zahteva od njega da kreira zahteve za informacijama (RFI) kako bi odredio osnovni izgled čelika. „2D crteži i 3D BIM modeli moraju biti postavljeni prema standardima na početku projekta“, kaže on. „Ako nisu modelovani prema standardima, proizvođači čelika radije bi počeli od nule nego da prvo ponovo provere ceo [Autodesk] Revit model.“

Čak iako većina profesionalaca prelazi sa jednog projekta na drugi bez mnogo analize, Rohal predlaže formalizovanje faze pregleda nakon što je projekt gotov kada članovi tima mogu da pregledaju sve RFI, prepoznaju prednosti i uvide sve poteškoće koje su bile, uz pomoć celokupnog sagledavanja tog već završenog projekta. „Firme za arhitekturu i inženjering trebalo bi da uključe interni pregled završenog projekta o specifičnim RFI-ovima koji se bave čelikom“, kaže on. „Ovakva ideja bi bila uključena u buduće projekte i prilagodila bi njihove standarde tako da odgovaraju najekonomičnijem i strukturalno najisparvnijem procesu”.

Članak preuzet sa: Steel Fabrication: How to Work With Steel Fabricators (autodesk.com)