Στην κατασκευή κτιρίων με χαλύβδινη κατασκευή, οι τεγίδες είναι δευτερεύοντα φέροντα μέλη που τοποθετούνται οριζόντια κατά μήκος των δοκών οροφής ή των πλαισίων τοίχων. Η κύρια λειτουργία τους είναι να υποστηρίζουν πάνελ επένδυσης οροφής ή τοίχου, να μεταφέρουν φορτίο χιονιού, φορτίο ανέμου, νεκρό βάρος φύλλων οροφής και άλλα εξωτερικά φορτία σε κύρια δοκάρια στέγης ή κουφώματα πυλών. Χωρίς τεγίδες, τα μεταλλικά πάνελ οροφής δεν μπορούν να σχηματίσουν σταθερούς φακέλους κτιρίων. Οι τεγίδες κατασκευάζονται ως επί το πλείστον με τεχνολογία σχηματισμού κρύου κυλίνδρου από γαλβανισμένα ή επικαλυμμένα με ψευδάργυρο χαλύβδινα πηνία, με ελαφρύ αυτό βάρος, υψηλή αντοχή και βολική εγκατάσταση στο χώρο του ξενοδοχείου.
Δεν υπάρχει ενιαίο καθολικό πρότυπο ταξινόμησης για τεγίδες. Μπορούν να ομαδοποιηθούν κατά σχήμα διατομής, διαδικασία παραγωγής, θέση εγκατάστασης, ποιότητα υλικού και αντιδιαβρωτική επιφανειακή επεξεργασία. Οι διαφορετικοί τύποι τεγίδων διαφέρουν πολύ ως προς τη φέρουσα ικανότητα, την ακαμψία του τμήματος, τη μέθοδο σύνδεσης, το κόστος και τα εφαρμοστέα σενάρια κατασκευής.
1. Ταξινόμηση ανά προφίλ διατομής
Το σχήμα της διατομής είναι ο πιο συνηθισμένος τρόπος ταξινόμησης των τεγίδων στην πρακτική της μηχανικής. Οι κύριοι τύποι περιλαμβάνουν την τεγίδα C, την τεγίδα Z, την τεγίδα U, την τεγίδα Σ (τσιγάκι sigma), την τεγίδα με το τμήμα Ι θερμής έλασης και την τεγίδα με κοίλο ορθογώνιο σωλήνα. Μεταξύ αυτών, οι τεγίδες C και Z ψυχρής μορφής κατέχουν το μεγαλύτερο μερίδιο αγοράς σε εργαστήρια και αποθήκες ελαφρού χάλυβα.
C-purlin, επίσης γνωστή ως τεγίδα καναλιού, έχει ανοιχτή διατομή σε σχήμα C που παράγεται μέσω ψυχρής διαμόρφωσης κυλίνδρων πολλαπλών διελεύσεων. Τα δύο χείλη του λυγίζουν προς τα μέσα σε ορθή γωνία. Οι τυπικές προδιαγραφές καλύπτουν βάθη που κυμαίνονται από 80 mm έως 300 mm, με ρυθμιζόμενο πλάτος φλάντζας και μέγεθος χείλους. Οι τεγίδες C είναι απλές στην παραγωγή και εύκολο να κοπούν επί τόπου. Οι βιδωτές συνδέσεις μπορούν να ολοκληρωθούν απευθείας μέσω των προ-διάτρητων οπών σε ιστούς και φλάντζες. Ωστόσο, η κύρια αδυναμία του έγκειται στην κακή απόδοση υπό αρνητικό φορτίο αναρρόφησης ανέμου. Όταν η ανοδική δύναμη ανέμου δρα στην οροφή, οι καισαρικές τομές παρουσιάζουν σχετικά ασθενή στρεπτική ακαμψία.Τεγίδες Cείναι κατάλληλα για στέγες με μικρό άνοιγμα, τεγίδες τοίχου και δευτερεύοντα στηρίγματα όπου το άνοιγμα γενικά δεν υπερβαίνει τα 6 μέτρα. Χρησιμοποιούνται ευρέως για στήριξη επένδυσης τοίχων και στέγες αποθήκης μικρού μεγέθους. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό είναι ότι οι τεγίδες C δεν μπορούν να επικαλύπτονται από άκρο σε άκρο για συνεχή υποστήριξη. Κάθε άνοιγμα πρέπει να συνδέεται ανεξάρτητα με στηρίγματα δοκών.
Ζ-τσουλέταυιοθετεί διατομή σε σχήμα Ζ. Οι φλάντζες του είναι κεκλιμένες παρά κάθετες στον ιστό. Η γεωμετρία της φλάντζας μετατόπισης επιτρέπει σε παρακείμενα τμήματα τεγίδων Z να επικαλύπτονται μεταξύ τους πάνω από τα δοκάρια στήριξης, δημιουργώντας ένα συνεχές δομικό σύστημα πολλαπλών ανοιγμάτων. Η συνεχής επικάλυψη μειώνει σημαντικά τη ροπή κάμψης στο μέσο του ανοίγματος και την παραμόρφωση, έτσι οι τεγίδες Z μπορούν να υποστηρίξουν μεγαλύτερα ανοίγματα, που συνήθως κυμαίνονται από 6 m έως 9 m υπό συνήθεις συνθήκες φορτίου. Αυτό καθιστά το Z-purlin την προτιμώμενη επιλογή για εργοστασιακές στέγες μεγάλου ανοίγματος. Σε σύγκριση με την τεγίδα C ίσου βάρους και πάχους υλικού, η τεγίδα Z προσφέρει υψηλότερο συντελεστή συνολικής διατομής και καλύτερη απόδοση κατά της κάμψης. Ωστόσο, οι τεγίδες Z είναι λιγότερο βολικές για εφαρμογές τοίχου. Η επικαλυπτόμενη σύνδεση απαιτεί ακριβή υπολογισμό του μήκους κοπής κατά την κατασκευή. Οι θέσεις προ-διάτρησης πρέπει να ταιριάζουν αυστηρά με τις επικαλυπτόμενες διαστάσεις. Το Z-purlin λειτουργεί καλύτερα για επικλινείς μεταλλικές στέγες μεγάλων εργοστασίων παραγωγής, αποθήκες logistics και εκθεσιακούς χώρους.
Η τεγίδα Sigma (Σ‑purlin) είναι ένα βελτιστοποιημένο προφίλ ψυχρής διαμόρφωσης. Ο ιστός του δεν είναι επίπεδος αλλά διαθέτει αρκετές ενδιάμεσες ενισχυτικές νευρώσεις πιεσμένες στο τμήμα. Αυτά τα ενσωματωμένα ενισχυτικά βελτιώνουν σημαντικά την τοπική σταθερότητα του ιστού και τη στρεπτική ακαμψία χωρίς να αυξάνουν το πάχος της χαλύβδινης πλάκας. Κάτω από το ίδιο βάρος υλικού, η τεγίδα sigma επιτυγχάνει υψηλότερη φέρουσα ικανότητα από την τεγίδα C και την τεγίδα Z. Μπορεί να επιτύχει μεγαλύτερες αποστάσεις στήριξης και να μειώσει τη συνολική κατανάλωση χάλυβα των έργων. Οι τεγίδες Sigma είναι δημοφιλείς στις ευρωπαϊκές αγορές κατασκευών χάλυβα. Τα μειονεκτήματά του είναι πιο περίπλοκα εργαλεία διαμόρφωσης σε ρολό και υψηλότερο κόστος κατασκευής. Απαιτούνται ειδικά καλούπια για διαφορετικές προδιαγραφές σίγμα.
Το U-purlin συμπεριφέρεται σαν ένα ανοιχτό κανάλι U. Χρησιμοποιείται κυρίως ως δευτερεύον στοιχείο στήριξης μικρού μεγέθους και όχι ως κύρια τεγίδα στέγης. Συχνά χρησιμεύει ως υπέρθυρο, στήριγμα εσωτερικού τοίχου ή αξεσουάρ. Οι τεγίδες θερμής έλασης δοκού I ή διατομής Η ισχύουν για συνθήκες βαρέως φορτίου, όπως στέγες που φέρουν βαρύ εξοπλισμό ή χοντρές πλάκες σκυροδέματος. Αυτά τα τμήματα θερμής έλασης έχουν μεγάλο βάρος και υψηλό κόστος υλικού. Οι ορθογώνιες τεγίδες με κοίλο σωλήνα έχουν εξαιρετική απόδοση στρέψης ως κλειστά προφίλ, αλλά είναι λιγότερο οικονομικές για τυπικές στέγες μεγάλης επιφάνειας. Βρίσκουν περισσότερες εφαρμογές για ειδικές αρχιτεκτονικές κατασκευές.
2. Ταξινόμηση ανά θέση εγκατάστασης: τεγίδα στέγης και τεγίδα τοίχου
Σύμφωνα με τη θέση εγκατάστασης στα κουφώματα του κτιρίου, οι τεγίδες εμπίπτουν σε τεγίδες στέγης και τεγίδες τοίχου. Αντέχουν εντελώς διαφορετικούς συνδυασμούς φορτίων.
Οι τεγίδες οροφής είναι τοποθετημένες οριζόντια στην κορυφή των κύριων δοκών οροφής. Αντιστέκονται σε φορτία βαρύτητας, συμπεριλαμβανομένου του βάρους του πάνελ οροφής, της συσσώρευσης χιονιού, του ζωντανού φορτίου του προσωπικού συντήρησης, καθώς και της δύναμης αναρρόφησης ανέμου προς τα πάνω. Η αναρρόφηση του ανέμου είναι εξαιρετικά κρίσιμη για το σχεδιασμό της οροφής. Πολλές περιπτώσεις αστοχίας τεγίδων προκαλούνται από ανεπαρκή αντίσταση στην ανυψωτική δύναμη του ανέμου. Το Z-purlin είναι η κυρίαρχη επιλογή για τεγίδες οροφής για απαιτήσεις μεγάλου ανοίγματος.
Οι τεγίδες τοίχου συνδέονται με κάθετες κολώνες του κύριου πλαισίου. Υποστηρίζουν εξωτερική επένδυση τοίχων και αντιστέκονται κυρίως στην οριζόντια πίεση ανέμου, θετική ή αρνητική. Το κατακόρυφο φορτίο βαρύτητας είναι σχετικά μικρό. Οι τεγίδες C υιοθετούνται ευρέως για τεγίδες τοίχου, επειδή η επίπεδη επιφάνεια φλάντζας τους καθιστά πολύ πιο απλή τη στερέωση του πάνελ τοίχου. Σε ορισμένα έργα, τα τμήματα Z μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως τεγίδες τοίχου εάν απαιτείται σχεδιασμός συνεχούς ανοίγματος.
3. Ταξινόμηση ανά τεχνολογία κατασκευής: τεγίδα ψυχρής φόρμας έναντι τεγίδα θερμής έλασης
Η διαδικασία κατασκευής χωρίζει τις τεγίδες σε τεγίδες με κρύο ρολό και τεγίδες θερμής έλασης.
Οι τεγίδες ψυχρής διαμόρφωσης παράγονται σε θερμοκρασία δωματίου με γραμμές διαμόρφωσης κυλίνδρων από γαλβανισμένο χάλυβα πηνία. Η C-purlin, η Z-purlin και η sigma purlin ανήκουν όλα σε αυτήν την κατηγορία. Η ψυχρή επεξεργασία δημιουργεί αποτέλεσμα σκληρύνσεως της εργασίας του υλικού, βελτιώνοντας την αντοχή διαρροής. Ο σχεδιασμός με λεπτό τοίχωμα εξοικονομεί πρώτες ύλες. Η μαζική αυτοματοποιημένη παραγωγή διατηρεί ανταγωνιστική την τιμή μονάδας. Σχεδόν όλα τα κτίρια από ελαφριές κατασκευές από χάλυβα επιλέγουν τεγίδες ψυχρής διαμόρφωσης. Ο περιορισμός είναι το λεπτό πάχος τοιχώματος. δεν είναι κατάλληλα για εξαιρετικά βαριά συγκεντρωμένα φορτία.
Οι τεγίδες θερμής έλασης διαμορφώνονται με διαδικασία έλασης υψηλής θερμοκρασίας. Τα τυπικά προϊόντα περιλαμβάνουν χάλυβα καναλιού θερμής έλασης, τεγίδες δοκού I και δοκού Η. Το πάχος του τοίχου είναι παχύτερο, η ακαμψία του τμήματος είναι ισχυρή. Εφαρμόζονται σε εργαστήρια βαριάς βιομηχανίας όπου οι στέγες πρέπει να υποστηρίζουν βαριά μηχανήματα. Το προφανές μειονέκτημά τους είναι το μεγάλο βάρος και το υψηλότερο συνολικό κόστος του έργου. Οι τεγίδες θερμής έλασης δεν είναι οικονομικές για συνηθισμένες στέγες από λαμαρίνα.
4. Ταξινόμηση ανά επιφανειακή αντιδιαβρωτική επεξεργασία
Δεδομένου ότι οι τεγίδες εκτίθενται σε υπαίθριο ατμοσφαιρικό περιβάλλον, η αντιδιαβρωτική επεξεργασία επιφάνειας καθορίζει άμεσα τη διάρκεια ζωής. Τρεις κύριοι τύποι είναι κοινοί: γαλβανισμένη εν θερμώ τεγίδα, τεγίδα με επίστρωση ψευδαργύρου και αλουμίνιο και βαμμένη/επικαλυμμένη με πούδρα τεγόνα.
Η γαλβανισμένη τεγίδα είναι η πιο δημοφιλής λύση. Μετά τη διαμόρφωση του κυλίνδρου, τα προφίλ βυθίζονται σε τετηγμένο υγρό ψευδάργυρου για να σχηματιστούν προστατευτικά στρώματα από κράμα ψευδαργύρου-σιδήρου. Προσφέρει αξιόπιστη αντοχή στη σκουριά για γενικό βιομηχανικό και ατμοσφαιρικό περιβάλλον.
Η τεγίδα με επίστρωση ψευδαργύρου-αλουμινίου (Al-Zn) χρησιμοποιεί ως πρώτη ύλη χαλύβδινο πηνίο προεπικαλυμμένο με ψευδάργυρο-αλουμίνιο-πυρίτιο. Η απόδοση επίστρωσης ξεπερνά τον παραδοσιακό γαλβανισμό, ειδικά για παράκτιες περιοχές με διάβρωση με ψεκασμό αλατιού. Δεν απαιτείται δευτερεύουσα επεξεργασία εν θερμώ μετά τη διαμόρφωση του κυλίνδρου.
Οι βαμμένες τεγίδες συνήθως καθαρίζονται με αμμοβολή και στη συνέχεια καλύπτονται με οργανική βαφή ή επίστρωση πούδρας. Τα στρώματα βαφής παρέχουν διακοσμητική εμφάνιση. Αλλά μόλις εμφανιστούν γρατσουνιές επίστρωσης κατά τη μεταφορά ή την εγκατάσταση, η τοπική σκουριά θα αναπτυχθεί γρήγορα. Οι βαμμένες τεγίδες είναι πιο κατάλληλες για εσωτερικό περιβάλλον.
5. Αρχές επιλογής στην πρακτική μηχανική
Δεν υπάρχει απόλυτος «καλύτερος» τύπος τεγέλας. Οι μηχανικοί πρέπει να επιλέξουν σύμφωνα με τις πραγματικές οριακές συνθήκες του έργου.
Αρχικά, επιβεβαιώστε το άνοιγμα και τη φόρτωση. Για στέγες με μεγάλο άνοιγμα άνω των 6 μέτρων, συνιστάται η τεγίδα Z ή η τεγίδα σίγμα χάρη στη δυνατότητα συνεχούς επικάλυψης. Για τοίχους με μικρό άνοιγμα, η C-purlin είναι πιο οικονομική. Σενάρια βαρέως συγκεντρωμένου φορτίου θα πρέπει να λάβουν υπόψη τεγίδες διατομής Η θερμής έλασης.
Δεύτερον, αξιολογήστε το επίπεδο περιβαλλοντικής διάβρωσης. Η παραθαλάσσια ατμόσφαιρα ή η ατμόσφαιρα των χημικών φυτών θα πρέπει να επιλέγει τεγίδες με επίστρωση ψευδαργύρου-αλουμινίου ή γαλβανισμένες εν θερμώ βαρέως πάχους.
Τρίτον, αναλύστε την κατάσταση σύνδεσης και κατασκευής. Εάν η ομάδα κατασκευής του εργοταξίου είναι εξοικειωμένη με απλά εξαρτήματα με μπουλόνια, η C‑purlin μειώνει τα λάθη εγκατάστασης. Η τεγίδα Z απαιτεί ακριβή κοπή για επικαλυπτόμενες αρθρώσεις.
Τέταρτον, ισοζύγιο συνολικού προϋπολογισμού έργου. Η τεγίδα Sigma βελτιώνει την εξοικονόμηση βάρους από χάλυβα, αλλά αυξάνει την τιμή μονάδας του εξαρτήματος. Η συνολική οικονομική σύγκριση είναι απαραίτητη.
Τα συνηθισμένα λάθη στην πράξη περιλαμβάνουν την κακή χρήση της τεγίδας για στέγες μεγάλου ανοίγματος, την παράβλεψη του φορτίου αναρρόφησης ανέμου για το σχεδιασμό τεγίδων οροφής και την εφαρμογή τεγίδων με λεπτή επίστρωση σε τοποθεσίες με υψηλή διάβρωση.
Συνοψίζοντας, οι τεγίδες μπορούν να κατηγοριοποιηθούν από πολλές διαστάσεις. Σύμφωνα με το σχήμα της διατομής, οι κύριοι τύποι περιέχουν τεγίδα C, τεγίδα Z, τεγίδα σίγμα, τεγίδα U, τεγίδα θερμής έλασης και τεγίδα με κοίλο σωλήνα. Ανά τοποθεσία εγκατάστασης, είναι τεγίδες στέγης και τεγίδες τοίχου. Σύμφωνα με την τεχνολογία παραγωγής, υπάρχουν τεγίδες ψυχρής διαμόρφωσης και τεγίδες θερμής έλασης. Οι τύποι επεξεργασίας επιφανειών περιλαμβάνουν γαλβανισμένες εν θερμώ, επικαλυμμένες με ψευδάργυρο-αλουμίνιο και βαμμένες τεγίδες.
Η τεγίδα C και η τεγίδα Z είναι τα δύο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα προϊόντα τεγίδας ψυχρής έλασης στη σύγχρονη χαλύβδινη κατασκευή. Η τεγίδα Z υπερέχει για συστήματα οροφής με μεγάλο άνοιγμα μέσω της συνεχούς επικαλυπτόμενης σύνδεσης, ενώ η τεγίδα C παρουσιάζει πλεονεκτήματα για τις τεγίδες τοίχου και τις εφαρμογές μικρού ανοίγματος. Η τεγίδα Sigma αντιπροσωπεύει βελτιστοποιημένη ανάπτυξη ελαφρού βάρους και οι τεγίδες θερμής έλασης εξυπηρετούν ειδικές συνθήκες βαρέως φορτίου. Η αντιδιαβρωτική επιφανειακή επεξεργασία πρέπει να ταιριάζει με το τοπικό ατμοσφαιρικό περιβάλλον διάβρωσης.
Η σωστή επιλογή τεγίδων επηρεάζει σημαντικά την ασφάλεια του κτιρίου, την κατανάλωση χάλυβα, την πρόοδο της κατασκευής και το κόστος μακροπρόθεσμης συντήρησης. Οι σχεδιαστές, οι αγοραστές και οι κατασκευαστές πρέπει να κατανοούν πλήρως τα χαρακτηριστικά των διαφορετικών τύπων τεγίδων, να αποφεύγουν την ακατάλληλη επιλογή προδιαγραφών και να διασφαλίζουν τη σταθερότητα και την ανθεκτικότητα των συστημάτων οροφής και τοίχων από χαλύβδινη κατασκευή. Με τη συνεχή ανάπτυξη της προκατασκευασμένης κατασκευής, τα ελαφριά προφίλ τεγίδων υψηλής απόδοσης, όπως η τεγίδα sigma, θα αποκτήσουν αυξανόμενο μερίδιο αγοράς σε παγκόσμια έργα χαλυβουργικής οικοδομής.
