Примена алуминијумских легура у грађевинским конструкцијама

Abstract

У овом раду су презентоване основне специфичности алуминијумских легура и њихова примена у грађевинским конструкцијама. У уводном делу су, поред историјата примене алуминијума у грађевинарству, прегледно и илустративно описани поступак добијања примaрног и секундарног алуминијума, као и најзначајнији поступци технолошке обраде алуминијумских легура. Поред тога, описана су основна својства алуминијума као материјала и његове сличности и разлике у односу на челик као традиционални метал за грађевинске конструкције. Истакнуте су најзначајније специфичности алуминијумских легура као што су мала специфична тежина, нелинеарна веза напон-дилатација, ниска вредност модула еластичности, понашање на високим и ниским температурама, отпорност на дејство корозије, пад механичких својстава услед заваривања у зони утицаја топлоте (ЗУТ). Посебан пажња је посвећена могућностима рециклирања и процесу добијања секундарног алуминијума уз истицање несумњивих предности које овај поступак производње алуминијума има у односу на производњу примарног алуминијума. Такође су истакнуте и могућности примене алуминијумских конструкција у грађевинарству уз конкретне илустративне примере из праксе. У последњем делу рада приказане су основне специфичности пројектовања и прорачуна конструкција од алуминијумских легура. Детаљно су приказани поступци прорачуна према стандарду EN 1999-1-1 за најзначајније случајеве напрезања као што су притисак, смицање и савијање. Такође је представљен и концепт ефективног пресека помоћу кога се узмају у обзир ефекти избочавања и (или) заваривања у ЗУТ-у. Укратко су презентовани и најзначајнији аспекти граничних стања употребљивости.

This paper is concerned with the basic specificities of aluminium alloys and its use in constructions. Besides the use of aluminium in constructions, the introduction depicts the process of primary and secondary aluminium production in a clear and illustrative manner, as well as the most important aluminum alloy processing technology. In addition, basic properties of aluminium are described, including its similarities and differences with steel, which is a traditional metal for construction. The most important specificities of aluminium alloys are highlighted, such as small specific weight, nonlinear tension-strain relationship, low modulus of elasticity value, behavior at high and low temperatures, corrosion resistance, and reductions of mechanical properties due to welding in heat-affected zone (HAZ). Special attention is given to recycling possibilities and the production of secondary aluminium, emphasizing its indubitable advantages over the production of primary aluminium. Furthermore, possible applications of aluminium constructions are highlighted, followed by practical examples. The final part of the paper presents the basic specificities of design and calculation aluminium alloy structures. The procedures of design for the most significant cases of load, such as compression, shear and bending, according to EN 1999-1-1 are given in detail. What is also discussed is the concept of effective cross-section, by which the effects of buckling and (or) reduction in HAZ are considered. The most important aspects of serviceability limit states are concisely summarized.