समाचार - इस्पात संरचना: आधुनिक इंजीनियरिंग में एक प्रमुख संरचनात्मक प्रणाली

समकालीन वास्तुकला, परिवहन, उद्योग और ऊर्जा इंजीनियरिंग में,इस्पात संरचनाअपनी सामग्री और संरचना दोनों में दोहरे लाभों के साथ, यह इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी में नवाचार को गति देने वाली एक प्रमुख शक्ति बन गई है। स्टील को अपनी मुख्य भार वहन सामग्री के रूप में उपयोग करते हुए, यह औद्योगिक उत्पादन और मॉड्यूलर स्थापना के माध्यम से पारंपरिक संरचनाओं की सीमाओं को पार कर जाती है, जिससे जटिल परियोजनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए कुशल समाधान प्रदान होते हैं।

इस्पात संरचना के लाभ और हानियाँ - चाइना रॉयल स्टील

इस्पात संरचना की परिभाषा और प्रकृति
इस्पात संरचना से तात्पर्य भार वहन करने वाली संरचनात्मक प्रणाली से है जो निम्न से बनी होती है:स्टील प्लेट्सस्टील सेक्शन (एच बीम, यू चैनल, कोण इस्पातकंक्रीट संरचनाओं में कंक्रीट की नींव, कंक्रीट की दीवारें, स्टील पाइप आदि शामिल होते हैं, जिन्हें वेल्डिंग, उच्च-शक्ति वाले बोल्ट या रिवेट्स के माध्यम से सुरक्षित किया जाता है। इसका मूल उद्देश्य स्टील की उच्च शक्ति और कठोरता का लाभ उठाकर किसी भवन या परियोजना से उसके आधार तक ऊर्ध्वाधर भार (मृत भार और उपकरण भार) और क्षैतिज भार (हवा और भूकंप) को समान रूप से स्थानांतरित करना है, जिससे संरचनात्मक स्थिरता सुनिश्चित होती है। कंक्रीट संरचनाओं की तुलना में, स्टील संरचनाओं का मुख्य लाभ उनके यांत्रिक गुणों में निहित है: उनकी तन्यता शक्ति 345 एमपीए से अधिक हो सकती है, जो साधारण कंक्रीट से 10 गुना अधिक है; और उनकी उत्कृष्ट प्लास्टिसिटी उन्हें बिना टूटे भार के नीचे विकृत होने की अनुमति देती है, जिससे संरचनात्मक सुरक्षा की दोहरी गारंटी मिलती है। यह विशेषता उन्हें बड़े विस्तार, ऊंची इमारतों और भारी भार वाली स्थितियों में अपरिहार्य बनाती है।

इस्पात संरचनाओं के मुख्य प्रकार

(I) संरचनात्मक रूप के आधार पर वर्गीकरण
गेटवे फ्रेम संरचना: स्तंभों और बीमों से बनी यह संरचना, एक सहायक प्रणाली के साथ मिलकर, "गेटवे" के आकार का ढांचा बनाती है। यह औद्योगिक संयंत्रों, लॉजिस्टिक्स गोदामों, सुपरमार्केटों और अन्य संरचनाओं के लिए उपयुक्त है। सामान्य तौर पर इसकी लंबाई 15 से 30 मीटर तक होती है, और कुछ संरचनाओं की लंबाई 40 मीटर से भी अधिक होती है। इसके घटकों को कारखानों में पूर्वनिर्मित किया जा सकता है, जिससे साइट पर मात्र 15 से 30 दिनों में स्थापना संभव हो जाती है। उदाहरण के लिए, JD.com के एशिया नंबर 1 लॉजिस्टिक्स पार्क के गोदामों में मुख्य रूप से इसी प्रकार की संरचना का उपयोग किया जाता है।
ट्रस संरचना: इस संरचना में सीधी छड़ें होती हैं जो गांठों द्वारा जुड़कर त्रिभुजाकार या समलम्बाकार आकृति बनाती हैं। इन छड़ों पर केवल अक्षीय बल लगते हैं, जिससे स्टील की मजबूती का पूरा उपयोग होता है। ट्रस संरचनाओं का उपयोग आमतौर पर स्टेडियम की छतों और पुलों के मुख्य स्पैन में किया जाता है। उदाहरण के लिए, बीजिंग वर्कर्स स्टेडियम के नवीनीकरण में ट्रस संरचना का उपयोग करके 120 मीटर का स्तंभ-मुक्त स्पैन बनाया गया था।
फ्रेम संरचनाएं: बीम और स्तंभों को मजबूती से जोड़कर बनाई गई एक स्थानिक प्रणाली लचीली फ्लोर प्लान प्रदान करती है और ऊंची कार्यालय इमारतों और होटलों के लिए मुख्यधारा का विकल्प है।
ग्रिड संरचनाएं: कई सदस्यों से बनी एक स्थानिक ग्रिड, जिसमें अक्सर नियमित त्रिभुज और वर्गाकार नोड होते हैं, मजबूत स्थिरता और उत्कृष्ट भूकंप प्रतिरोध प्रदान करती है। इनका व्यापक रूप से हवाई अड्डे के टर्मिनलों और सम्मेलन केंद्रों में उपयोग किया जाता है।

(II) भार विशेषताओं के आधार पर वर्गीकरण
फ्लेक्सुरल मेंबर्स: बीम द्वारा दर्शाए गए ये मेंबर्स बेंडिंग मोमेंट को सहन करते हैं, जिनमें ऊपर की ओर संपीड़न और नीचे की ओर तनाव होता है। इनमें अक्सर H-सेक्शन या वेल्डेड बॉक्स सेक्शन का उपयोग किया जाता है, जैसे औद्योगिक संयंत्रों में क्रेन बीम, और इन्हें मजबूती और थकान प्रतिरोध दोनों आवश्यकताओं को पूरा करना होता है।
अक्षीय रूप से भारित भाग: ये भाग केवल अक्षीय तनाव/संपीड़न के अधीन होते हैं, जैसे कि ट्रस टाई रॉड और ग्रिड भाग। टाई रॉड मजबूती के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं, जबकि संपीडन रॉड स्थिरता के लिए आवश्यक होते हैं। आमतौर पर गोलाकार ट्यूब या एंगल स्टील सेक्शन का उपयोग किया जाता है। विकेंद्रीकृत रूप से भारित भाग: ये अक्षीय बलों और बेंडिंग मोमेंट दोनों के अधीन होते हैं, जैसे कि फ्रेम कॉलम। बीम के सिरों पर भार की विकेंद्रीकरण के कारण, बलों और विरूपणों को संतुलित करने के लिए सममित क्रॉस-सेक्शन (जैसे बॉक्स कॉलम) की आवश्यकता होती है।

इस्पात संरचनाओं के मुख्य लाभ
(I) उत्कृष्ट यांत्रिक गुण
इस्पात संरचनाओं के सबसे महत्वपूर्ण लाभ उनकी उच्च मजबूती और कम वजन हैं। एक निश्चित लंबाई के लिए, इस्पात बीम का भार कंक्रीट बीम के भार का केवल 1/3 से 1/5 होता है। उदाहरण के लिए, 30 मीटर लंबाई वाले इस्पात ट्रस का भार लगभग 50 किलोग्राम/मीटर होता है, जबकि कंक्रीट बीम का भार 200 किलोग्राम/मीटर से अधिक होता है। इससे न केवल नींव की लागत (20%-30% तक) कम होती है, बल्कि भूकंपीय प्रभाव भी कम होते हैं, जिससे संरचना की भूकंपीय सुरक्षा में सुधार होता है।
(II) उच्च निर्माण दक्षता
स्टील संरचना के 90% से अधिक घटक कारखानों में मिलीमीटर-स्तरीय सटीकता के साथ पूर्वनिर्मित होते हैं। साइट पर स्थापना के लिए केवल उठाने और जोड़ने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, एक 10-मंजिला स्टील कार्यालय भवन के घटक उत्पादन से लेकर निर्माण पूरा होने तक केवल 6-8 महीने लगते हैं, जो कंक्रीट संरचना की तुलना में निर्माण समय में 40% की कमी है। उदाहरण के लिए, शेन्ज़ेन में एक पूर्वनिर्मित स्टील आवासीय परियोजना ने "हर सात दिन में एक मंजिल" की निर्माण गति प्राप्त की, जिससे साइट पर श्रम लागत में काफी कमी आई।
(III) भूकंप के प्रति प्रबल प्रतिरोध और स्थायित्व
स्टील की मजबूती के कारण भूकंप के दौरान स्टील संरचनाएं विरूपण के माध्यम से ऊर्जा को बिखेर देती हैं। उदाहरण के लिए, 2008 के वेनचुआन भूकंप के दौरान, चेंगदू में स्थित एक स्टील संरचना कारखाने में केवल मामूली विरूपण हुआ और ढहने का कोई खतरा नहीं था। इसके अलावा, जंग रोधी उपचार (गैल्वनाइजिंग और कोटिंग) के बाद, स्टील का सेवा जीवन 50-100 वर्ष तक हो सकता है, और रखरखाव लागत कंक्रीट संरचनाओं की तुलना में कहीं कम होती है।
(IV) पर्यावरण संरक्षण और स्थिरता
इस्पात पुनर्चक्रण की दर 90% से अधिक है, जिससे विध्वंस के बाद इसे पुनः पिघलाकर संसाधित किया जा सकता है, और निर्माण अपशिष्ट प्रदूषण को समाप्त किया जा सकता है। इसके अलावा, इस्पात निर्माण में किसी प्रकार के सांचे या रखरखाव की आवश्यकता नहीं होती है, न्यूनतम गीले कार्य की आवश्यकता होती है, और कंक्रीट संरचनाओं की तुलना में धूल उत्सर्जन में 60% से अधिक की कमी आती है, जो हरित भवन सिद्धांतों के अनुरूप है। उदाहरण के लिए, 2022 बीजिंग शीतकालीन ओलंपिक के लिए आइस क्यूब स्थल को ध्वस्त करने के बाद, कुछ घटकों का अन्य परियोजनाओं में पुनः उपयोग किया गया, जिससे संसाधन पुनर्चक्रण संभव हुआ।

इस्पात संरचनाओं का व्यापक अनुप्रयोग
(I) निर्माण
सार्वजनिक भवन: स्टेडियम, हवाई अड्डे, सम्मेलन और प्रदर्शनी केंद्र आदि, विशाल विस्तार और विस्तृत डिजाइन प्राप्त करने के लिए इस्पात संरचनाओं पर निर्भर करते हैं।
आवासीय भवन: पूर्वनिर्मित इस्पात संरचना वाले आवास तेजी से लोकप्रिय हो रहे हैं और व्यक्तिगत आवास आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।
वाणिज्यिक भवन: अत्यधिक ऊँची कार्यालय इमारतें और शॉपिंग मॉल, जो जटिल डिजाइन और कुशल निर्माण को प्राप्त करने के लिए इस्पात संरचनाओं का उपयोग करते हैं।
(II) परिवहन
पुल अभियांत्रिकी: समुद्री पुल और रेलवे पुल। इस्पात के पुल बड़े विस्तार और तेज हवाओं एवं भूकंपों के प्रति मजबूत प्रतिरोध प्रदान करते हैं।
रेल परिवहन: सबवे स्टेशन की छतरियां और लाइट रेल ट्रैक बीम।
(III) औद्योगिक
औद्योगिक संयंत्र: भारी मशीनरी संयंत्र और धातुकर्म संयंत्र। इस्पात संरचनाएं बड़े उपकरणों के भार को सहन कर सकती हैं और बाद में उपकरणों में संशोधन को सुगम बनाती हैं।
भंडारण सुविधाएं: कोल्ड चेन गोदाम और लॉजिस्टिक्स केंद्र। पोर्टल फ्रेम संरचनाएं बड़े क्षेत्र की भंडारण आवश्यकताओं को पूरा करती हैं और इनका निर्माण और संचालन शीघ्रता से किया जा सकता है।
(IV) ऊर्जा
विद्युत सुविधाएं: तापीय विद्युत संयंत्रों की मुख्य इमारतें और पारेषण टावर। इस्पात संरचनाएं उच्च भार और कठोर बाहरी वातावरण के लिए उपयुक्त हैं। नई ऊर्जा: पवन टरबाइन टावर और फोटोवोल्टिक माउंटिंग सिस्टम हल्के इस्पात संरचनाओं से बने होते हैं, जिससे इनका परिवहन और स्थापना आसान होती है और स्वच्छ ऊर्जा विकास को बढ़ावा मिलता है।