Kampinio plieno medžiagų parinkimo moksliniai pagrindai ir inžinerinė praktika

Kampinis plienas, kaip pagrindinė plieno konstrukcijų inžinerijos sudedamoji dalis, turi tiesioginės įtakos konstrukcijų saugai, ilgaamžiškumui ir sąnaudų{0}}efektyvumui. Inžinerinėje praktikoje renkantis kampinio plieno medžiagas reikia visapusiškai atsižvelgti į mechanines savybes, suderinamumą su aplinka ir kainą.
Žvelgiant iš mechaninių savybių, anglinis konstrukcinis plienas (pvz., Q235) ir mažai -legiruotas didelio stiprumo plienas (pvz., Q355) yra dažniausiai naudojamos kampinio plieno medžiagos. Q235 plienas pasižymi puikiu suvirinamumu ir apdirbamumu, todėl tinka bendroms pramoninėms ir civilinėms statyboms. Jo 235 MPa takumo riba atitinka įprastinius apkrovos reikalavimus. Tačiau Q355 pliene yra legiruojančių elementų, tokių kaip manganas ir silicis, todėl yra didesnis stiprumas (takumo stiprumas 355 MPa) ir kietumas, todėl jis ypač tinkamas didelėms apkrovoms, pvz., ilgiems{12}}tarpatramiams ir aukštos{13}plieninėms konstrukcijoms.
Suderinamumas su aplinka yra pagrindinis veiksnys renkantis medžiagą. Korozinėje aplinkoje (pvz., pakrantės zonose ar cheminėse vietose) pirmenybė teikiama atmosferos poveikiui atspariam plienui (pvz., Q355NH) arba karštajam cinkavimui. Atsparus atmosferos poveikiui plienas sudaro tankią oksido plėvelę iš tokių elementų kaip varis ir fosforas, žymiai sumažindamas korozijos greitį ir pailgindamas konstrukcijos tarnavimo laiką. Aukštos temperatūros aplinkoje (pvz., katilo atramose) rekomenduojamas karščiui-atsparus plienas (pvz., 15CrMo), nes jis pasižymi puikiu atsparumu aukštai -temperatūrai ir oksidacijai.

Ekonominiai sumetimai taip pat labai svarbūs. Nors mažai -legiruoto plieno vienetas yra brangesnis, dėl didelio stiprumo sumažėja plieno sunaudojimas, o tai gali sumažinti bendras išlaidas. Pavyzdžiui, tomis pačiomis apkrovos sąlygomis kampinio plieno Q355 skerspjūvio matmenys gali būti 10–15 % mažesni nei Q235, todėl sumažės jungčių ir pamatų kaina.

Apibendrinant galima pasakyti, kad renkantis kampinio plieno medžiagas turi būti laikomasi „tinkamumo, saugos ir ekonomiškumo“ principų. Norint nustatyti optimalų sprendimą, užtikrinantį patikimą veikimą per visą konstrukcijos gyvavimo ciklą, reikėtų naudoti apkrovos skaičiavimus, aplinkosaugos vertinimus ir sąnaudų analizę.