bkb metals

zvaniet:

(+371) 67-67-67-24
(+371) 67-67-67-21
Kontaktinformācija


rakstiet:
biz@metalucentrs.lv

Ir jautājumi?

Uzdodiet tos pa telefonu
(+371) 67-67-67-24
(+371) 67-67-67-21

pa elektronisko pastu
biz@metalucentrs.lv

vai tieši šeit:
Uzdot jautājumu

No agrīnās dzelzs līdz cauruļveida tērauda konstrukcijām

Rietumu pasaulē dzelzi būvniecībā pirmoreiz izmantoja senajā Grieķijā, ar kaļamās dzelzs sijām atsevišķos tempļos stiprinot antablementu. Turpmāk dzelzs netika izmantots līdz pat viduslaikiem, kad ar dzelzs komponentēm reizēm aptvēra katedrāļu ailes.

Pirmos zinātniskos pētījumus par dzelzs caurulēm veica Edmé Mariotte 1660. gadā. Viņam bija uzticēts projektēt ūdensvadus Versaļas pilīm, un viņš veica stiepes un lieces pārbaudes, lai noteiktu materiāla stiprību. Tiesa, līdz astoņpadsmitajam gadsimtam dzelzi izmantot konstrukcijās tika mēģināts reti. Tā kā zemās ražošanas jaudas un sarežģītās lielāku detaļu izgatavošanas dēļ dzelzs arvien bija rets un dārgs materiāls, tās populārākais pielietojums bija bruņojuma ražošanā, kur dzelzi izmantoja šauteņu un lielgabalu stobriem. Dzelzs kausēšana bija atkarīga no kokoglēm, kam bija tendence krāsnī sabirzt, tādējādi ierobežojot darba mērogus, bet 1709. gadā Abraham Darby jaunievedums nodrošināja kausēšanas procesam labvēlīgāku un efektīvāku kurināmo. Ogļu pārvēršana koksā (jeb akmeņoglēs) deva iespēju vairumā ražot lētāko čugunu. Lielākiem apjomiem kļūstot lētāk pieejamiem, kļuva izmaksu ziņā efektīvi izmantot čugunu plašākam komponenšu klāstam, un parādījās pielietojumi celtniecībā. Tiesa, vien astoņpadsmitajā gadsimtā, sākoties industriālajai revolūcijai, dzelzs Apvienotajā Karalistē kļuva vispāratzīts kā slodzi nesošs materiāls konstrukcijās, kur to izmantoja kolonnām.

Dzelzs kolonnas bija krietni slaidākas nekā akmens vai mūra, ko izmantoja līdz tam. Zināms, ka pirmās čuguna kolonnas jau 1706. gadā izveidoja Christopher Wren Pārstāvju palātā Londonā. Gadsimta turpinājumā daudzas Anglijas kokvilnas fabrikas tika uzbūvētas, izmantojot iekšēju karkasu no čuguna kolonnām un sijām, tādējādi uzlabojot ēkas ugunsizturību salīdzinājumā ar tradicionāliem koka karkasiem. Šādās konstrukcijās izmantotās kolonnas nereti bija dobas, galvenokārt, lai ietaupītu liešanas materiālu un svaru. Vēl viens spilgts agrīnas čuguna konstrukcijas piemērs atrodams 1779. gadā būvētajā Kolbrukdeilas dzelzs tiltā. 1793. gadā Henry Cort izmantoja pudlingkrāsni dzelzsrūdas kausēšanai, kur kausētais pārstrādes čuguns tika atbrīvots no oglekļa. Rezultāts bija kaļamā dzelzs, materiāls ar uzlabotām stiepes īpašībām un elastību. Ar velmēšanu šīs inovācijas paplašināja iespējas no dzelzs izveidot metāla plāksnes, stieņus, sliedes un citus vaļējus profilus nepārtrauktā ražošanas procesā, aizstājot sērijveida liešanu. Karsti kaltas kniedes ļāva atslēdzniekiem savienot dažādus vaļējus kaļamās dzelzs profilus, tādējādi padarot iespējamas lielākas un sarežģītākas dzelzs konstrukcijas. Tās bija ne vien drošākas, bet arī lieliski absorbēja vibrācijas no dinamiskas slodzes. Strauji attīstoties būvniecībai, ar vecā tipa būvēm un infrastruktūru vairs nepietika. Ražošana tika pakļauta jaunām prasībām, un jaunas rūpnīcas ar uzlabotu efektivitāti paplašināja dzelzs izmantošanu dzelzceļa staciju un garāku tiltu būvniecībā. Progresīvi projektētāji un būvkonstrukciju inženieri, kaut bez pieredzes un analītiskiem instrumentiem, ar entuziasmu pieņēma dzelzi. Dzelzs izmantošana būvēs strauji pieauga līdz ar industrializācijas un zinātniskās izpētes progresu. Tas bija noteicošs faktors 19. gadsimta arhitektūras kursa maiņai.

Skaidrāk nekā tīri arhitektoniski darbi šī perioda jaunās tendences parādīja būvju inženierija. Piemērs redzams tā laika siltumnīcās, kas būvētas kā filigrānas konstrukcijas no mehāniski ražotiem galvenajiem konstruktīvajiem un sekundārajiem iestiklošanas dzelzs elementiem ar ļoti plāniem aizpildošajiem stikla paneļiem. Konstrukcijas ziņā tas nebija sevišķi eksperimentāli, taču rūpnieciski ražotas pilnīgi caurspīdīgas čaulas iespaids izrādījās pilnīgs pretstats valdošajai arhitektūrai. Mazāku elementu un komponenšu attīstība noveda pie cauruļveida kaļamās dzelzs elementu izmantošanas Kjū dārza Palmu mājā Londonā, ko 1848. gadā projektēja un uzbūvēja Decimus Burton un Richard Turner. Šeit cauruļveida elementi savieno visas kopnes ar iekšējiem priekšspriegotiem kaļamās dzelzs stieņiem, kas padara kopnes stabilākas. Stikla čaulas palika kā liecība par industriālās revolūcijas radītajām izmaiņām sabiedrībā, taču sabiedrība lielākoties arvien atveidoja sevi akmenī.

Kristāla pils bija 19. gadsimta būvniecības tehnoloģijas kulminācija. Joseph Paxton projektēta un būvēta kā izstādes ēka pirmajai Pasaules izstādei Haidparkā, Londonā, 1850. gadā, 145 metrus platā un 563 metrus garā celtne bija spilgts piemērs īpaši projektētu un masveidā ražotu standartizētu celtniecības komponenšu izmantošanai. Ēka tika uzcelta nieka deviņu mēnešu laikā, izmantojot tā laika “projektē un būvē” praksi. Pēc sekmīgās standartizācijas šajā projektā rūpnieciskā ražošana fabrikās izplatījās pa visu Apvienoto Karalisti, un sekojošā montāžas efektivitāte arvien šķiet nepārspēta. Lai gan dobas sijas izcilā stiprība bija atzīta jau iepriekš, vien 19. gadsimta pēdējā ceturksnī tika pabeigti apjomīgāki zinātniski pētījumi par materiālu stiprību attiecībā pret to šķērsgriezuma laukumu. Sir William Fairbairn bija pirmais inženieris, kas eksperimentēja ar dažādu šķērsgriezumu cauruļveida dzelzs sijām, lai izbūvētu garu sliežu tiltu. Ar šo darbu viņš palīdzēja galvenajam inženierim Robert Stephenson Konvijas tilta projektēšanā. Šī tilta būvniecība kopā ar matemātiķa Hodgkinson teorētiskajām zināšanām bija pamatīgs lēciens izpratnē par inženierbūvju stiprību. Paraugtesti ne vien konstatēja dobā tilta vispārējo stingrību, stiprību un stabilitāti, bet arī parādīja detalizēto dzelzs plākšņu un dažāda veida kniedēto savienojumu stiprību. Būvprojektēšanas zinātne tika pilnveidota, lai atrastu visekonomiskāko būvniecības veidu ne struktūras godīguma vārdā, bet gan augošās ekonomiskās konkurences dēļ. Daudzi līgumi tika sastādīti pēc “projektē un būvē” principa un piešķirti lētākajam piedāvājumam.

Šī situācija mainītā formā atkārtojas mūsu pašreizējā uzņēmējdarbībā, ar galveno atšķirību, ka tagad arhitektam kā patērētājam arvien ir būtiska ietekme uz komponenšu formu. Daudzus eksperimentus veica ražotāji, izmantojot dažādus velmētas kaļamās dzelzs profilus, lai atrastu stiprības un svara attiecības ziņā izdevīgāko siju. Šo eksperimentu rezultātā attīstījās konstrukciju komponentes ar cauruļveida šķērsgriezumu. No sākotnējā dobā taisnstūrveida šķērsgriezuma, kas sastāvēja no sakniedētiem leņķa profiliem, taisnstūrveida šķērsgriezums pamazām pārauga velmētā apļveida caurulē. Metāls un tērauda izstrādājumi kļuva par neatņemamu būvniecības un arhitektūras projektu sastāvdaļu. Savukārt, mūsdienās tik plaši izmantotā velmētā apļveida metāla caurule, kas pielietota gan kā ūdensvada caurule, gan kā gāzes caurule, kopā ar citiem metāla un tērauda izstrādājumiem ir agrīnās dzelzs, kā pielietotā materiāla attīstība, kas kļuvusi par neatņemamu sastāvdaļu būvinženierijā un būvprojektēšanā mūsdienās.