Еврокод 9 (EUROCODE 9): алюминий в строительстве

За более чем сотню лет применения алюминий на деле доказал, что он является вполне подходящим материалом для несущих строительных конструкций. Однако для проектирования этих конструкций, в частности, конструкций из алюминиевых профилей, необходимы определенные знания и опыт. 

Еврокоды

Еврокоды (а, лучше, может быть, Еврокодексы) – это гармонизированные европейские стандарты (EN) для расчета несущих конструкций строительных сооружений и защиты их от огня. Полный комплект Еврокодов включает десять стандартов (от Еврокода 0 до Еврокода 9), каждый из которых в свою очередь делится на части, всего — 58  документов. Еврокоды являются обязательными для стран-членов ЕС, причем каждая страна должна адаптировать их к местным условиям. Для этого разрабатываются национальные приложения к Еврокодам. После подобной адаптации каждый Еврокод приобретает статус национального стандарта. Некоторые страны СНГ – Белоруссия и Казахстан — уже осуществили переход на Еврокоды в качестве альтернативных стандартов. Украина и Россия готовятся к их вводу.

«Алюминиевый» Еврокод 9 (EN 1999)

Включает пять частей. Самой интересной для нас является первая часть – EN 1999-1-1:2007 — Общие правила проектирования. EN 1999-1-1 дает основные правила проектирования с применением изделий из деформируемых алюминиевых сплавов: прессованных – профилей, труб и прутков, холоднотянутых – труб, катаных – плит, листов и лент, а также ограниченные рекомендации по литейным сплавам.

См. Алюминиевые сплавы в Еврокоде 9 — часть1
Алюминиевые сплавы в Еврокоде 9 — часть 2

Наш «Еврокод 9» — СНиП 2.03.06-85

В настоящее время в России действует свод правил СП 128.13330.2012, который является актуализированной редакцией старого отечественного СНИП 2.03.06-85 «Алюминиевые конструкции».

Эта новая редакция 2012 года содержит увеличенное по сравнению с прежней редакцией количество как деформируемых алюминиевых сплавов:

  • термически упрочняемые сплавы: АД31, АД33, АВ, 6060, 6063, 1915, 1925, В95;
  • деформационно упрочняемые сплавы: АД1, АМц, АМг2, АМг3,

так и

  • литейных сплавов: АК8М3ч, (ВАЛ8), АК7ч (АЛ9) и АК9ч (АЛ4).

Сталь и алюминий в строительстве

Когда инженер, который работал со сталями, начинает проектировать строительные алюминиевые конструкции, он сталкивается с двумя трудностями. Первая заключается в большом количестве имеющихся алюминиевых сплавов, каждый из которых вдобавок еще может быть в различных состояниях. Вторая трудность, и она может быть проблемой, заключается в том, что готовые алюминиевые изделия, особенно профили, редко бывают на складах в достаточном объеме. Номенклатура алюминиевых профилей, которые лежат на складах, часто очень ограничена и включает в основном только малые стандартные профили. Причина этого в том, в отличие от алюминиевых профилей, которые изготавливаются методом «теплого» прессования, стальные профили изготавливаются методом горячей прокатки. Для прокатки характерна высокая стоимость прокатных валков и значительная длительность и трудоемкость перехода на другой сортамент. Поэтому для снижения стоимости производства единицы продукции выгодно делать достаточно большие партии одинаковых стальных профилей.

Стоимость алюминиевых профилей

Стоимость матриц для прессования алюминиевых профилей может относительно низкой. Например, для прессования сплава типа 6060 из заготовки диаметром 152 мм самая дешевая матрица, для небольших, несложных сплошных профилей стоит около 600 евро, а самая дорогая, для широких профилей с несколькими полостями – около 3 тысяч евро, самые сложные — 5 тысяч.  Конечно, с увеличением диаметра заготовки или количества ручьев (ниток) прессования цена может расти. Однако в любом случае, это меньше стоимости комплекта стальных прокатных валков и с изготовлением в более короткие сроки – не более месяца.

Поэтому экономически целесообразный минимальный объем партии алюминиевых профилей может быть весьма небольшим – от 200 до 300 кг. Это приводит к тому, что многие компании разрабатывают свои собственные алюминиевые профили специально для конкретных конструкций с достижением максимальной их функциональности. Около 90 % всех алюминиевых профилей разработаны для одного заказчика и изготавливаются только для него. Это частично объясняет, почему так мало готовых алюминиевых профилей держат на складах.

Алюминий в строительстве – знать больше

Для опытного инженера выбор алюминиевого сплава и его состояния не является очень трудным, особенно если есть полная ясность по следующим вопросам:

  1. Какой уровень прочности материала алюминиевых профилей нужен?
  2. Действительно ли нужна высокая прочность сварных соединений алюминиевых профилей между собой?
  3. Какое количество листов и профилей нужно и может ли оно быть на складах поставщиков?
  4. Если разрабатывать специальные алюминиевые профили, то хватит ли количества каждого из них для промышленной партии?
  5. Нужны ли повышенные требования к точности размеров и формы алюминиевых профилей?
  6. Есть ли необходимость в высокой пластичности материала алюминиевых профилей?
  7. Нужна ли высокая способность листов и профилей к формовке и гибке?
  8. Требуется ли декоративное анодирование алюминиевых профилей?
  9. Если какие-то требования к алюминиевым профилям в отношении повышенных температур?

Последний, но один из самых важных вопросов: сколько эти профили будут стоить? Существует значительная разница в цене между различными сплавами и полуфабрикатами, и поэтому инженер часто вынужден изменять свой проект для удешевления изделия или конструкции.

Это может объяснить, почему проектирование алюминиевых конструкций требует намного больше знаний об алюминии как материале, чем это бывает при работе со сталями.

Источники:

1. EN 1999-1-1:2007 Eurocode 9: Design of aluminium structures — Part 1-1: General structural rules.

2. Gitter R. Structural Design according to Eurocode 9: Essential Properties of Materials and Background. – The Workshop in Brussels: EUROCODES — Background and Applications, 2008.

Запись опубликована в рубрике Еврокод 9. Добавьте в закладки постоянную ссылку.