Teräsrakenneyhdistys
Tietoa teräksestä
Teräsrakenneteollisuus on 950 Milj. Euron liikevaihdon liiketoimintaa, jolla on merkittävä asema rakentamisessa ja työllistäjänä. Se on kotimaista high-techia parhaimmillaan aina suunnittelusta valmiisiin tuotteisiin.
Teräsrakenneteollisuus
Teräsrakenneteollisuus
Kaikesta teräksestä noin 30% käytetään rakennusteollisuudessa. Terästä käytetään kantaviin rakenteisiin, pitkiin jänneväleihin ja korkeisiin rakennusrunkoihin sekä ohutlevyrakenteisiin.
Teräsrakentaminen on kuiva rakennustapa, joka vähentää rakennusaikaista kosteutta ja suojaustarpeita, eikä vuodenaika rajoita rakentamista. Teräsrakenne on muunneltava ja joustava. Aukotus on helppoa myös kantavassa julkisivussa.
Suomessa valmistettava teräs on tasalaatuista ja siitä valmistetut tuotteet mittatarkkoja.
Suunnittelussa käytetään tuotemallinnusta (BIM = Building information model), jonka avulla kaikki tuotetietous voidaan tarvittaessa lukea tehdystä tietomallista.
Pilarien ja palkkien muodot tavoittelevat käyttötarkoitukseensa sopivaa, mahdollisimman suurta taivutusjäykkyyttä ja keveyttä. Avoprofiilien muodot johtuvat osaksi myos niiden vanhasta liitostekniikasta (niitit).
Avoprofiilien käyttö jatkuu, koska niitä voi sekä pultata että hitsata; myös niiden pintakäsittely on helppoa.
Nykyisin voidaan valmistaa lähes millaisia muotoja hyvänsä, kun tietokoneet laskevat valmistusmitat ja tiedot voidaan syöttää suoraan valmistuslaitteisiin. Käytettävissä olevat koneet ja niiden muokkausvoima asettavat tähän jotain rajoituksia.
Profiilien valmistustapoja ovat kylmamuovaus (rullamuovaus tai särmäys), kuumavalssaus tai hitsaus.
Teräs materiaalina
Teräs materiaalina
Teräs on tärkein käyttömetalli. Suuri lujuus on teräksen ominaisuus, jonka ansiosta teräs poikkeaa muista rakennusaineista kuten tiilestä, betonista ja puusta. Teräksen mekaanisia ominaisuuksia on mahdollista säätää laajalti koostumuksen ja valmistusprosessin avulla. Teräs mahdollistaa innovatiivisen ja kunnianhimoisen arkkitehtuurin.
Teräksen mekaanisia ominaisuuksia on mahdollista säätää halutuksi laajalla alueella koostumuksen (seostuksen) ja valmistusteknologioiden avulla. Tyypillisillä rakenneteräksillä myötölujuudet ovat 275 … 460 MPa ja suurlujuusteräksillä jopa 1300 MPa. Teräs on sitkeä ja helposti muokattava materiaali.
Teräslajeja on olemassa jo useita tuhansia. Suurin osa niistä on kehitetty 20-30 viime vuoden aikana.
Teräs on maailman eniten käytetty metalli. Sen merkittävin käyttökohde on rakentaminen ja infrastruktuuri. Terästä käytetään kaikessa rakentamisessa; perustuksissa, kantavissa rungoissa, vahvistamassa betonia ja monenlaisissa kiinnikkeissä.
Teräksen etuja rakennus-
materiaalina
ovat mm:
- kevyt ja luja; lujuus-painosuhde erittäin hyvä
- pienet rakennemitat, hoikat ja keveät rakenteet
- liitokset ja kiinnitykset helppoja (hitsattavuus ja mekaaniset ruuviliitokset)
- lujuus mahdollistaa pitkät jännevälit, suuret avoimet tilat ja hyvän muuntojoustavuuden
- kestävä ja pitkäikäinen materiaali
- voidaan valmistaa halutuilla ominaisuuksilla
- kosteuden vaihteluilla ei ole merkitystä
- palamaton materiaali
- korroosio etenee yleensä suhteellisen hitaasti
- rakentaminen nopeaa ja tehokasta, konepajalla pitkälle esivalmistettujen kokoonpanojen asennus työmaalla
- helppo käyttää uudelleen ja kierrättää
Terästä ja rautaa
Teräs on tärkein käyttömetalli. Suuri lujuus on teräksen ominaisuus, jonka ansiosta teräs erottuu muista rakennusmateriaaleista kuten tiilestä, betonista ja puusta. Teräksen mekaanisia ominaisuuksia on mahdollista säätää koostumuksen ja valmistusprosessin avulla.
Teräs on raudan ja hiilen seos, johon usein lisätään myös muita seosaineita. Puhtaan raudan (Fe) sulamispiste on noin 1530°C ja tiheys 7,85 g/cm3 (vertaa betoni 2,3 g/cm3). Runsaammin seostettujen, esimerkiksi ruostumattomien terästen sulamispiste on 50…100°C alhaisempi.
Teräksen mekaanisia ominaisuuksia on mahdollista säätää koostumuksen ja valmistusprosessin avulla. Tärkeimpiä seosaineita ovat hiili, mangaani, alumiini, fosfori, pii, typpi, niobi, kupari, vanadiini, koboltti ja volframi sekä ruostumattomissa teräksissä kromi ja nikkeli.
Teräslajeja on olemassa jo useita tuhansia. Suurin osa niistä on kehitetty 30 viime vuoden aikana. Teräksiä voidaan luokitella monella eri tavalla. Yleisin on luokittelu käyttötarkoituksen mukaan:
- rakenneteräkset (koneteräkset ja varsinaiset rakenneteräkset)
- työkaluteräkset (joilla työstetään muita teräksiä)
- erikoisteräkset (ruostumattomat, haponkestävät)
- säänkestävät eli ilmastokorroosiota kestävät teräkset
- hankaavaa kulutusta ja pistoa (luodinkesto) kestavät teräkset
- erikoislujat teräkset
Teräs on raudan ja hiilen seos
Terästä ja valurautaa:
- Teräs = hiilipitoisuus on alle 1,7 %
- Valurauta = hiilipitoisuus on yli 1,7 %
Hiilipitoisuuden vaikutus teräksen ominaisuuksiin on merkittävä. Siksi teräkset voidaan luokitella hiilipitoisuuden mukaan:
- matalahiiliset teräkset, meltorauta (hiilipitoisuus alle 0,05%) ohutlevyt, magneettimetalli
- niukkahiiliset teräkset (0,05…0,25%), rakenneteräs
- keskihiiliset teräkset (0,25…0,60%), koneenrakennus
- runsashiiliset teräkset (0,60…1,7%), työkaluteräkset
Lataa oppikirja:
Teräs – Perustietoa arkkitehtiopiskelijalle
Oppikirja on tarkoitettu käytettäväksi mm. arkkitehti- ja rakennusosastoilla. Tavoitteena on saavuttaa perustiedot teräsrakenteiden suunnitteluun. Kirja sisältää harjoitustyötä tukevia perusasioita. Lataa ilmaiseksi alta.
Teräsarkkitehtuuri
Teräsarkkitehtuuri
Teräs on merkittävä rakennemateriaali. Lähes 40% teräksen vuosittaisesta kulutuksesta Euroopassa menee rakennussektorille. Maailmanlaajuisesti rakentaminen ja infrastruktuuri käyttävät yli 50% kaikesta tuotetusta teräksestä.
Teräksen erinomaiset ominaisuudet, erityisesti suuri lujuus, mahdollistavat hoikat rakenteet ja pitkät jännevälit, mikä tarjoaa ainutlaatuisia mahdollisuuksia arkkitehtuurille. Terästä käytetään kantavana rakennemateriaalina suuria kantavuuksia ja laajoja avoimia tiloja edellyttävissä rakennuksissa sekä erilaisissa vaativissa taitorakenteissa kuten silloissa. Terästä hyödynnetään paljon myös julkisivuissa, esimerkiksi metallirakenteisissa kevytjulkisivuissa, joihin on markkinoilla monenlaisia tuotteita.
Teräsrakenneyhdistys myöntää vuosittain Vuoden Teräsrakenne -palkinnon, joka kuuluu merkittäviin suomalaisiin arkkitehtuuripalkintoihin. Palkinnon saa arkkitehtonisesti korkeatasoinen sekä terästä ja muita metalleja rakentamisvaiheessa oivaltavasti hyödyntänyt rakennushanke. Lue lisää: Vuoden Teräsrakenne -palkinto.
Kirjajulkaisuja
Teräsrakenneyhdistys on ollut mukana laatimassa mm. seuraavia kirjoja (julkaisija Rakennustieto Oy):
- Metallijulkisivut arkkitehtuurissa
- Ruostumaton teräs arkkitehtuurissa
- Teräs pientalorakentamisessa
Sarjassa on julkaistu myös ”Teräs julkisessa rakentamisessa” ja ”Teräs asuntorakentamisessa”. Kirjoja voi tiedustella Rakennustieto Oy:sta.