پروفیل z یا زد در ضخامت های مختلف چه کاربردی دارد؟

پروفیل z یا زد به عنوان باربر یا عنصر کمکی در سازه‌های صنعتی و ساختمان‌های فولادی در بخش‌های ساخت‌وساز، سازه‌های فولادی عمومی، سازه‌های فولادی سبک وزن، صنایع خودروسازی، برق و الکترونیک، فلزی، انرژی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این دسته از پروفیل‌ها با نام‌های پروفیل z، پروفیل پرلین z، پروفیل نوار زد، پروفیل سقف، پروفیل نما، پروفیل ساختمانی فولادی سبک، پروفیل ساختمانی فولادی معمولی، پروفیل فولادی سنگین ( از نظر وزن پروفیل z)، پروفیل z سوراخ دار، پروفیل z رول شده و پروفیل z تولید ویژه در صنایع مختلف کاربرد دارند.

پروفیل زد به عنوان لاپه یا پرلین (purlin)، هره چینی (stringcourse) و پروفیل نما در ساختمان‌های صنعتی فولادی سنگین تحت بارهای بیش از حد و به عنوان ستون باربر، تیر و خرپاهای شیروانی در سازه های فولادی غیر صنعتی مانند سازه‌های فولادی سبک، انبارها، آشیانه‌ها و مکان‌های نگهداری غلات، مرغداری‌ها، سالن‌های ورزشی، فروشگاه‌های بزرگ و تعمیرگاه‌ها استفاده می‌شود.

پروفیل z و مزایای استفاده از آن

با توجه به پروژه‌های طراحی و ترسیم شده می‌توان گزینه‌های پوششی و مکانیکی را بر روی مصالح اعمال کرد. مشخصات مصالح را می‌توان بسته به بارهای وارده بر آنها، در رده سخت یا نرم طبقه بندی کرد و ضخامت پوشش گالوانیزه ممکن است با توجه به مقاومت مورد نیاز در برابر خوردگی تغییر کند یا در صورت نیاز رنگ روی ورق نورد گرم اعمال شود.

پروفیل z به دلیل ظرفیت باربری بسیار بالا، مزیت قیمت پروفیل و مصالح را تا ۵۰ درصد بالاتر در مقایسه با سازه‌های تولید شده با مصالح فولادی سنگین فراهم می‌کند. همچنین به دلیل سهولت در تولید، تهیه، حمل و نقل و مونتاژ، ساخت ساختمان‌های فولادی را قابل اطمینان‌تر، سریع‌تر و مقرون به صرفه‌تر می‌کند.

به دلیل اینکه پروفیل z قابل اطمینان‌تر است، روی سقف‌ها، تیرها یا ستون‌ها ترجیح داده می شود، زیرا شکستگی قطعات در آن وجود ندارد. سیستم‌های ساختمانی فولادی که در کشورهای توسعه یافته ضروری انگاشته می‌شوند، مناسب ترین سیستم ساختمانی به ویژه برای کشورهای زلزله خیز هستند.

علاوه بر این، پروفیل‌های z نسبت به سایر محصولات فولادی مشابه ترجیح داده می‌شوند زیرا حمل و نقل آسان دارند، اضافه کردن قطعات به آن و همچنین حذف قطعات از آن به سادگی انجام‌پذیر بوده و سازگار با محیط زیست و قابل بازیافت هستند.

پروفیل z و کاربردهای آن

پروفیل z یک فولاد دیواره نازک کار سرد شده با ضخامت عموماً ۱.۶ تا ۳ میلی متر و ارتفاع مقطع عرضی ۱۲۰ تا ۳۵۰ میلی متر است. استانداردهای فرآیند تولید پروفیل زد معمولا مطابق با GB50018-2002 پیاده سازی می‌شود. پرلین‌های زد فولادی معمولاً در سازه‌های فولادی بزرگ استفاده می‌شوند.

طول و سوراخ‌های پروفیل z بسته به نیازهای مشتری در نظر گرفته شده و تولید می‌شود. پروفیل z کار سرد شده مزایایی مثل قابلیت تنظیم اندازه و مقاومت فشاری بالا را دارد. پروفیل زد به طور گسترده‌ای در براکت‌های خورشیدی، گلخانه‌ها، خودروها، وسایل نقلیه راه آهن، درها و پنجره‌های ساختمان، قفسه‌ها، نرده‌های محافظ بزرگراه‌ها، سازه‌های فولادی ساختمانی، ظروف، قالب‌های فولادی و داربست‌ها، کشتی سازی، پل‌ها، دکل‌های انتقال نیرو، سینی کابل، ماشین آلات کشاورزی، مبلمان، انبارداری، پشتیبانی از خطوط لوله و سایر موارد دیگر استفاده می‌شود.

تفاوت بین پروفیل Z و پروفیل C

در پروفیل سی پرلین همانطور که از نام آن پیداست، پرلین‌های C به شکل الفبای C هستند و در درجه اول برای حمایت از دیوارها و کف استفاده می‌شوند. از آنجایی که یک طرف پروفیل C حالت دشت گونه دارد، برای روکش کردن (Cladding) گزینه مناسبی تلقی می‌شود. پروفیل‌ C برای ساخت دهانه ساده نیز کاربرد گسترده‌ای دارند. پروفیل یا پرلین زد شکلی شبیه به الفبای z دارد. پروفیل z بیشتر با استفاده از ورق‌های کار سرد یا نورد سرد شده ساخته می‌شوند.

در مقایسه با محصولات مشابه نورد گرم، پروفیل‌های z تا ۵۰ درصد در ورق‌های مورد استفاده در سازه‌ها صرفه جویی می‌کنند. پروفیل‌های z و c زوایای مختلفی دارند. پروفیل C دارای زاویه ۹۰ درجه و پروفیل زد دارای زاویه کمتر از ۹۰ درجه است. به همین دلیل، پروفیل‌های زد انعطاف پذیری بیشتری نسبت به پروفیل‌های C دارند و می‌توان از آنها برای اهداف مختلفی استفاده کرد.

پروفیل‌های z معمولاً بین ورق‌های سقف قرار می‌گیرند تا پشتیبانی ایجاد کنند، در حالی که پروفیل‌های C برای حمایت از تیرهای مورد نیاز برای کف‌پوش استفاده می‌شوند. پروفیل‌های z بسیار مستحکم هستند و می‌توانند سازه‌های سنگین را تحمل کنند اما پروفیل‌های C استحکام نسبتاً کمتری دارند. بنابراین، در ساختمان‌هایی با سقف یا ظرفیت بارگذاری بیشتر، پروفیل‌ z انتخاب بهتری خواهد بود.

پروفیل z در طراحی سازه ها

به‌طور پیش‌فرض، در طراحی سازه با بهره‌گیری از پروفیل‌های زد، شیب سقفی را که پروفیل z از آن حمایت می‌کند، در نظر می‌گیرند. فاصله پروفیل‌های z معمولاً نیاز به چیدمان دقیق دارد، به این معنا که باید از الگوی گره‌ای خرپاهای نگهدارنده پیروی کند. در واقع منظور این است که پروفیل‌های زد باید در گره‌های خرپا قرار گیرند نه روی خود اعضا، تا نیروهای خمشی و برشی ثانویه در اعضای خرپا ایجاد نشوند.

علاوه بر این، اگر آنالیز دستی برای تجزیه و تحلیل خرپا بارگذاری شده به این شیوه به کار گرفته شود، چنین تنش‌های ثانویه‌ای را نمی توان در نظر گرفت زیرا معمولاً اتصالات پین شده در نظر گرفته می‌شوند.

مقاطع کار سرد شده پروفیل z معمولاً برای پرلین‌ها در سازه‌های فولادی مشخص می‌شوند که در شکل زیر تصویر آن به نمایش گذاشته شده است. در مقایسه با اشکال نورد گرم ضخیم تر، پروفیل‌های z کار سرد شده معمولاً مزایای سبکی، استحکام و سختی بالا، ساخت و نصب آسان، بسته بندی و حمل و نقل آسان را ارائه می‌دهند.

پروفیل‌های z به صورت افقی در زیر سقف‌های فلزی، در بالای تیرهای سقف با یک لایه زیرین نمدی یا مانع بخار نصب شده در بالا، نصب می‎‌شوند. در واقع پروفیل‌های z حمایت بیشتری از سقف کرده و همچنین یک سطح میخکوبی برای پانل‌های انتهایی و لبه آبچکان ایجاد می‌کنند. جوشکاری یا برش گرم پروفیل‌های زد توصیه نمی‌شود.

گرمای تولید شده در جوشکاری بر روی خواص مواد فولادی با استحکام تسلیم بالا که در شکل‌دهی سرد استفاده می‌شود، تأثیر می‌گذارد. در بسیاری از موارد، حتی با جوشکاری با کیفیت خوب، احتمالاً تنش پسماند قابل توجهی ایجاد می‌شود. علاوه بر این، جوشکاری به صورت موضعی پوشش محافظ را از بین برده و منجر به کاهش بالقوه دوام می‌شود.

پروفیل زد و نحوه نصب، حمل و نگهداری آن

پروفیل z باید در طول نگهداری در جای خشک نگه داشته شود زیرا وجود آب بین بخش‌های نزدیک به هم باعث خوردگی زودرس می‌شود. اگر پروفیل‌های z خیس شدند، باید آنها را جدا کرده و طوری کنار هم قرارداد تا تهویه بتواند سطح را خشک کند. نصب پروفیل z می‌تواند خطرناک باشد و نیاز به یک برنامه ایمنی کافی قبل از جابجایی یا نصب این محصول فولادی دارد.

کلیه تجهیزات دکل، داربست و ایمنی باید با کدهای مربوطه، استانداردها و الزامات قانونی مطابقت داشته باشند. توصیه می‌شود که از رویه‌های تجاری مناسب مانند آنچه در استانداردهای استرالیا AS3828-1998 (دستورالعمل‌های نصب فولاد ساختمانی) و HB39 (کد نصب سقف فلزی و روکش دیوار) آمده است، پیروی شود.

به طور معمول، پروفیل‌های z برای راه رفتن طراحی نمی‌شوند، مگر در صورتی که به طور کامل توسط مصالح سقفی به درستی نصب شده یا با درجه مناسبی از توری ایمنی پوشانده شوند. فرآیند تولید یا تحویل ممکن است منجر به چسبیدن روغن یا گریس به پروفیل های زد شود که می تواند خطر بالقوه را افزایش دهد. کار با این محصول باید با استفاده از جرثقیل با نظارت صحیح یا دستگاه بالابر مناسب انجام شود.

هنگام نصب پروفیل‌های z هنگام کار بر روی زمین همیشه باید از تسمه‌های ایمنی استفاده شود و تحت هیچ شرایطی نباید وزن بدن بر روی پروفیل‌هایی که به طور کامل در موقعیت خود قرار نگرفته و درست نصب نشده‌اند، سنگینی کند. در نصب پروفیل‌های z پیچ و مهره‌ها باید اندازه و درجه مناسبی داشته باشند و در حین نصب همه به تدریج سفت شده و لبه ها باید در سوراخ بیرونی شبکه (نزدیک ترین به ورقه) پیچ و مهره شوند.

نحوه تولید پروفیل زد

پروفیل‌های Z فولادی کار سرد شده، از نوار فولادی گالوانیزه شده به شکل کلاف‌هایی ساخته می‌شوند که به عرض دلخواه متناسب با سازه‌های طراحی شده شکاف داده می‌شوند. پروفیل زد با تغذیه مداوم نوار از بین جفت رول‌های متوالی شکل داده می شود که به عنوان قالب‌های نر و ماده عمل می‌کنند. هر جفت رول به تدریج نوار را شکل می‌دهد تا زمانی که پروفیل نهایی تولید شود. بسته به ضخامت، پنج تا هشت مرحله پاس نورد برای شکل‌دهی یک پروفیل Z مورد نیاز است.

پروفیل‌های با شکل پیچیده‌تر به ۱۵ پاس یا بیشتر نیاز دارند. قبل از نورد کردن، روی نوار سوراخ‌هایی ایجاد شده و در راستای خط طولی برش داده می‌شود. مزیت اصلی شکل‌دهی با نورد سرد، در مقایسه با سایر روش‌های ساخت، ظرفیت بالای تولید است. مقاطع تولید شده توسط نورد سرد اساساً از نظر مقطع یکنواخت هستند و می‌توان آنها را با تلورانس‌های ابعادی بسیار نزدیک ساخت.

در کاربری‌های ساختمانی، رایج ترین و ساده ترین پروفیل‌ها، پروفیل های لبه‌دار z و C هستند که هر دو توسط یک شبکه عمودی مرکزی که به فلنج‌های افقی در هر دو انتها متصل شده‌اند، تعریف می‌شوند. لبه‌های اضافی نیز شامل می‌شود زیرا صفحات سفت نشده، پهن و نازک نمی‌توانند در برابر فشرده سازی قابل توجه مقاومت کنند و فلنج‌ها دیگر کارایی خود را از دست می‌دهند.

پروفیل z معمولاً به گونه‌ای نصب می‌شود که فلنج بالایی از شیب سقف به سمت بالا باشد تا بار از طریق مرکز برشی اعمال شود و پیچ خوردگی در مقاطع رخ ندهد. پروفیل های زد فولادی نورد سرد شده، از فولاد گالوانیزه گرم مطابق با استاندارد اروپایی BS EN 10346، معمولاً با مقاومت تسلیم ۴۵۰ نیوتن بر میلی‌متر مربع و با پوشش حاوی ۲۷۵ گرم در متر مربع روی تولید می‌شوند.