Metalne konstrukcije i metalni profili

U nastavku:

1. Početak primene metalnih konstrukcija
2. Čelična konstrukcija
3. Čelični profili
- 3.1. Karakteristike čeličnih profila
- 3.2. Montaža čeličnih profila
4. Konstrukcije
5. Čelični profili – cena

1. Početak primene metalnih konstrukcija

Prva građevinska konstrukcija od sirovog gvožđa je most preko reke Severn u Engleskoj, izveden 1779. godine. U pitanju je lučni most raspona 31 m. U drugoj polovini XIX veka osvojen je postupak dobijanja čelika u kruškastim pećima (konvertorima) te je 1874. godine preko reke Misisipi u SAD izgrađen lučni most raspona 150 m – prva značajna konstrukcija od čelika.

Čelik je legura gvožđa i ugljenika i dobija se preradom sirovog gvožđa u čeličanama. Tokom ovog procesa važno je kontrolisati učešće ugljenika, mangana, silicijuma, hroma i drugih hemijskih elemenata, jer od njihovog prisustva zavise osobine čeličnog materijala kao što su: zatezna čvstoća, elastičnost, zavarljivost, žilavost…

Izraz gvozdena struktura je stoga ostatak prošlosti, kada čelici još nisu bili dobro poznati niti sva njihova svojstva, pa se metalogradnja zasnivala na gvožđu.

Savet stručnjaka iz firme Steel Design

1. Šta biste naveli kao prednost metalnih konstrukcija u odnosu na konvencionalne građevinske materijale?

Ono što bih izdvojio kao prednosti su:
- kratko vreme izvođenja,
- mogućnost demontaže i montaže na drugoj lokaciji,
- ekonomično fundiranje,
- atraktivna i fleksibilna rešenja.

Takođe, proizvodnja metalnih konstrukcija se vrši u kontrolisanim uslovima (u proizvodnoj hali) pa izveden objekt ima tačniju i pravilniju geometriju u odnosu na betonske konstrukcije.

2. Zašto je važno da investitor na samom početku angažuje projektantski biro radi izrade projekta?

Tokom procesa izrade projekta zadatak projektanta je da pažljivo identifikuje sve potrebe investitora u pogledu oblikovanja objekta, a to su: raspon, površina, slobodna visina, položaj vrata, fasadna i krovna obloga, osvetljenje i drugi. Osim zahteva investitora, pri rešavanju dispozicije i izradi statičkog proračuna projektant mora da uzme u obzir sve uslove lokacije (brzina vetra, količina snega, seizmička zona, tip tla, nosivost krana ukoliko postoji...). Samo na taj način se može doći do najjeftinije, ali istovremeno i pouzdane konstrukcije koja zadovoljava sve tehničke propise.

Investitori koji bez ikakvog projekta traže procenu investicije od izvođačkih firmi dobijaju ponude koje se mogu razlikovati i do ±40%. Ove razlike potiču od nedostatka predmera koji je glavna podloga svakom izvođaču za sastavljanje realne ponude. Predmer je deo svakog izvođačkog projekta i sadrži: potrebnu kilažu čelične konstrukcije i armature, kubaturu betona, površinu i tip fasadne i krovne obloge i drugo. Predmer je poslednji korak u izradi Izvođačkog projekta i precizan je samo ako je izvršen statički proračun željene konstrukcije uz poštovanje konkretnih lokalnih uslova i svih zahteva investitora. Samo na ovaj način investitor može da:

- odabere najatraktivnijeg izvođača u smislu: kvaliteta, cene, roka izrade,
- dobije pouzdanu konstrukciju prilagođenu lokalnim uslovima i u skladu sa propisima,
- spreči pojavu naknadnih troškova zbog nepreciznosti inicijalne ponude,
- kontroliše Izvođača u smislu ugrađene količine materijala.

3. Kako se kreću cene projekata i izvođenja metalnih konstrukcija?

Firma Steel Design vrši izradu izvođačkih projekata po ceni od 1-3 EUR po kvadratu (zavisno od kvadrature i složenosti). Za podnošenje projekata po fazama u organe lokalne samouprave treba dodati naknade koje zavise od vrste objekta, veličine, namene, broja stručnih lica koja overavaju projekt i drugog, u skladu sa važećim Pravilnicima i Zakonom o planiranju i izgradnji.

Što se tiče izvođenja - svedoci smo naglog poskupljenja cena čeličnog materijala – oko 80% u prethodne dve godine. Danas se izrada čeličnih konstrukcija kreće od 2,2 do 3 EUR po kilogramu namontirane konstrukcije standardno zaštićene sa dva premaza antikorozione zaštite. Usluge izvođenja ne obavlja firma Steel Design, ali imamo dugogodišnju uspešnu saradnju sa nekoliko kvalitetnih izvođačkih firmi koje uvek možemo da preporučimo.

g. Ivan Jovanović, Steel Design

2. Čelična konstrukcija

Može se reći da je čelik od kog se čelične konstrukcije danas prave, materijal budućnosti. U prilog mu idu tehnička svojstva kao što su zatezna čvrstoća, sposobnost premošćavanja velikih raspona, brza i tačna ugradnja, lako održavanje, elastičnost i fleksibilnost. Pored svega navedenog, čelične konstrukcije odlikuje i optimalnost s estetskog, ekonomskog, sigurnosnog i, u krajnjoj liniji, ekološkog aspekta. Čelična konstrukcija se može lako kombinovati sa drugim građevinskim materijalima. Ukoliko se pravilno konstruiše, izuzetno je izdržljiva i sigurna sa stanovišta zaštite od zemljotresa.

U ovom kontekstu, treba objasniti razliku između metalne i čelične konstrukcije. Čelična konstrukcija, kako samo ime govori, napravljena je od čelika, a metalna konstrukcija je širi pojam koji obuhvata više vrsta metala. Metalna je, recimo, i aluminijumska konstrukcija.

*Ima mnogo vrsta čeličnih profila i uglavnom se kombinuju pri gradnji*

3. Čelični profili

3.1. Karakteristike čeličnih profila

Postoji nekoliko vrsta postupaka obrade čelika: valjanje, kovanje, presovanje i izvlačenje. Čelični profili koji se koriste u građevinarstvu se dobijaju postupkom valjanja i to:

u vrućem stanju - vruće valjani profili:
I profili sa uskim nožicama: I (IPN) i IPE
I profile sa širokim nožicama: HEA, HEB, HEM, HD i HL
U profile: UPE, UPN
L profile - ugaonici: jednakokraki ili raznokraki
limovi: glatki, rebrasti, bradavičasti, perforirani
okrugli čelik, pljošti čelik, kvadratni čelik
T profile, Z profile
šuplji profile: kružni, kvadratni, pravougaoni
u hladnom stanju - hladnooblikovani proizvodi:
otvorenog preseka: U, C, Z, Σ, Ω i drugi
otvorenog preseka: kružni, kvadratni, pravougaoni
profilisani limovi

Čelični nosači se najčešće proizvode u radionicama kao prefabrikovani – pa se zatim spajaju zavrtnjevima ili montažno zavaruju na gradilištu. Zbog svoje izuzetne težine, profili za čelične konstrukcije prevoze se teretnjacima, a podižu ih veće ili manje dizalice i kranovi.

3.2. Montaža čeličnih profila

Već smo pomenuli da se ovakve konstrukcije smatraju odličnim za vrlo brzu i jednostavnu gradnju, jer se čelični profili relativno lako povezuju i ugrađuju. Pre ugradnje na gradilištu, čelična konstrukcija se zavaruje u proizvodnji, u zatvorenim prostorima pod kontrolisanim klimatskim i drugim uslovima. Po završetku proizvodnog procesa, čelični profili (stubovi, grede, spregovi ...) transportuju se na gradilište, gde se dodatno ukrupe i postavljaju u projektovani položaj. Nakon montaže noseće čelične strukture, nastavlja se ugradnja fasadnih i krovnih elemenata.

4. Konstrukcije

Čelične konstrukcije mogu premostiti izuzetna rastojanja, pa se često koriste u izgradnji zgrada za koje su potrebni veliki građevinski rasponi, kakve su sportske i proizvodne hale, koncertne dvorane i njima slični objekti. Glavne prednosti čelika od kojih se izrađuju čelični profili su brza i ekonomična ugradnja, dug vek trajanja, fleksibilnost u konstrukciji, laka kombinacija sa ostalim građevinskim materijalima, lako održavanje, dok planiranje i dimenzionisanje daje veliku slobodu dizajnerima i arhitektama. I na kraju, ali ne najmanje važno, čelične konstrukcije su ekološki prihvatljive, jer se sav materijal može reciklirati.

Čelične konstrukcije su poseban izazov i za same projektante, budući da im raznovrsna i raznorodna svojstva samih metala koliko i od njih napravljenih elemenata, omogućavaju veliku slobodu izraza. Objekti od takvih konstrukcija, s estetskog stanovišta, smatraju se izuzetno elegantnim, posebno zato što dozvoljavaju realizaciju sasvim netipičnih i vrlo apstraktnih ideja savremenog arhitektonskog dizajna i inženjerstva. Estetski aspekt se može videti uglavnom u mogućnosti upotrebe većih staklenih površina, čija je ugradnja omogućena velikom nosivošću i savladavanjem velikih raspona.

5. Čelični profili – cena

Čelični proizvodi se razlikuju po ceni, i ona najviše zavisi od vrste profila, tj. od složenosti proizvodnog procesa putem kog se dobija, stanja određenih zaliha na tržištu i drugih tržišnih faktora. U trenutku pisanja ovog članka prosečna cena čeličnih profila prve klase je oko 1,25 EUR/kg (sa PDV-om).

Čelična konstrukcija, za koju se koriste vruće valjani profili, zajedno s isporukom i ugradnjom na licu mesta, kreće se od 2 do 3 EUR/kg.