Nel settore delle costruzioni, la selezione di componenti strutturali è una decisione critica che influisce sull'integrità, il costo e la longevità di un edificio. Tra questi componenti, i Purlin svolgono un ruolo vitale nei sistemi di tetto e pareti, fornendo supporto per il rivestimento e trasferimento di carichi al telaio primario. Una domanda comune tra architetti, ingegneri e costruttori è: come fa Purlin in acciaio Confrontare con materiali alternativi?
1. Proprietà del materiale e prestazioni strutturali
La funzione primaria di un Purlin è quella di trasportare carichi. A questo proposito, l'elevato rapporto resistenza-peso dell'acciaio è un vantaggio significativo. L'acciaio Purlin, tipicamente formato in acciaio al carbonio di alto grado, offre una resistenza alla trazione e compressione eccezionale. Ciò consente span più lunghe tra supporti primari rispetto a molti altri materiali, riducendo potenzialmente il numero complessivo di fotogrammi strutturali richiesti.
Le alternative comuni includono:
Purlin di legname: mentre il legname ha una buona resistenza a compressione, la sua resistenza alla trazione è inferiore all'acciaio. È anche suscettibile alla deformazione, alla torsione e alla divisione sotto carico o a causa di cambiamenti di umidità, che possono compromettere l'integrità strutturale nel tempo.
Purlins di alluminio: l'alluminio è leggero e altamente resistente alla corrosione ma ha un modulo di elasticità significativamente più basso rispetto all'acciaio. Ciò significa che le virine di alluminio sono più flessibili e possono richiedere sezioni più profonde o una spaziatura più stretta per ottenere la stessa capacità di portamento del carico di un purlin in acciaio comparabile, spesso a un costo del materiale più elevato.
2. Durabilità e resistenza ai fattori ambientali
La durata a lungo termine è una considerazione economica e di sicurezza cruciale.
L'acciaio Purlin è intrinsecamente vulnerabile alla corrosione se lasciata non protetta. Tuttavia, il moderno purlin in acciaio è quasi universalmente zincato con un rivestimento di zinco (ad esempio, G60, G90) per fornire una robusta barriera protettiva contro l'ossidazione e la ruggine. Questo trattamento estende in modo significativo la sua durata di servizio, rendendolo adatto a vari ambienti.
Il legname è organico e incline al degrado da marciume, infestazione di insetti e umidità. Richiede trattamenti chimici per ottenere una durabilità simile, che aumenta il costo e può sollevare problemi ambientali e di salute.
L'alluminio forma naturalmente uno strato di ossido protettivo, rendendolo eccezionalmente resistente alla corrosione, in particolare in ambienti costieri o esposti a chimica. Questo è un chiaro vantaggio in cui la corrosione è la preoccupazione principale.
3. Peso e facilità di installazione
Il peso dei materiali influenza la movimentazione, il trasporto e la logistica di installazione.
Il purlin in acciaio è più pesante dell'alluminio ma più leggero del cemento. Il suo peso fornisce stabilità alla struttura. Nonostante il suo peso, la disponibilità di fori pre-picchettati per viti e bulloni nel moderno purlin in acciaio a forma di Z e Purlin a forma di Z può semplificare il processo di installazione, riducendo il tempo di manodopera.
Il legname può essere leggero e facile da tagliare e modificare in loco con strumenti semplici. Tuttavia, ciò può anche portare a incoerenze nell'installazione se non gestita con precisione.
Il peso leggero dell'alluminio è uno dei suoi maggiori vantaggi, rendendo più facile la gestione e la riduzione potenzialmente del tempo di installazione e le attrezzature richieste.
4. Considerazioni sui costi
L'analisi dei costi deve estendersi oltre il prezzo di acquisto iniziale per includere il costo totale di proprietà.
Il costo della materia prima per il purlin in acciaio è generalmente inferiore a quello dell'alluminio su base unitaria. Se combinato con la sua alta resistenza, presenta spesso la soluzione più economica per una vasta gamma di progetti, in particolare edifici commerciali e industriali standard.
Sebbene a volte competitivo sul costo iniziale, i costi di manutenzione a lungo termine di Timber per ispezioni, trattamenti e potenziali sostituti devono essere presi in considerazione.
L'alluminio trasporta in genere un costo del materiale iniziale più elevato rispetto all'acciaio. Il suo uso è spesso giustificato solo in applicazioni specifiche in cui la sua resistenza alla corrosione o risparmio di peso offrano un vantaggio funzionale necessario che supera il costo premium.
5. Resistenza al fuoco e sicurezza
L'acciaio Purlin è un materiale non combustibile. Non contribuirà alla diffusione del fuoco. Tuttavia, la sua resistenza diminuisce a temperature superiori a 400 ° C (752 ° F), che spesso richiedono a prova di fuoco (ad esempio, rivestimenti intumescenti) in applicazioni con elevati requisiti di resistenza al fuoco.
Il legname è combustibile. Mentre pesanti carboni di legname a una velocità prevedibile, che possono fornire una certa resistenza al fuoco, alla fine brucerà e contribuirà al carico di incendio.
Come l'acciaio, l'alluminio non è combustibile ma perde forza ad alte temperature più rapidamente dell'acciaio, il che è un fattore critico nella progettazione di ingegneria antincendio.
Non esiste un materiale universalmente "migliore" per ogni applicazione. La scelta dipende dalle priorità specifiche di un progetto, tra cui budget, carichi di progettazione, esposizione ambientale, codici di costruzione e requisiti estetici.
L'acciaio Purlin dimostra costantemente un forte equilibrio di alta resistenza, efficacia in termini di costi e durabilità con rivestimenti adeguati. Rimane lo standard del settore per la stragrande maggioranza di edifici industriali, commerciali e agricoli a causa di questo equilibrio delle prestazioni. Per i progetti in cui la resistenza alla corrosione estrema è fondamentale e il budget è secondario, l'alluminio può essere preferibile. Il legname può essere selezionato per la sua estetica naturale in alcuni progetti architettonici, nonostante le sue esigenze di manutenzione intrinseche. Una valutazione approfondita di queste caratteristiche fattuali è essenziale per effettuare una selezione di materiali informati.
