نمایه های فولادی توخالی: انواع، استانداردها، ویژگی های طراحی و کاربردهای پل مدولار

پروفیل های فولادی توخالی که اغلب در آمریکای شمالی مقاطع ساختاری توخالی (HSS) و در اروپا مقاطع توخالی نامیده می شوند، اعضای فولادی با مقطع بسته هستند که به شکل های مربع، مستطیل و دایره ای تولید می شوند. آنها در خرپاهای پل، ستون های ساختمان، سازه های جرثقیل، برج های انتقال، کارهای موقت و پل های فولادی مدولار یافت می شوند. ساده ترین راه برای مشاهده مزیت آنها: یک بخش توخالی مربعی با همان ارتفاع و همان جرم فولادی مانند یک ستون HEA یا IPE نورد گرم معمولاً شعاع چرخش را حدود 20 تا 30 درصد بزرگتر ارائه می دهد که مستقیماً خطر کمانش را کاهش می دهد و ظرفیت بار محوری قابل استفاده را بدون افزودن فولاد افزایش می دهد. این اعداد از جداول خصوصیات بخش که به طور آشکار منتشر شده‌اند، مانند مواردی که در نمونه‌های طراحی یوروکد 3 و کاتالوگ‌های آسیاب استاندارد استفاده می‌شوند، آمده‌اند. این مقاله تفاوت‌های واقعی میان پروفیل‌های توخالی مربع، مستطیل و دایره‌ای، نحوه تغییر رفتار مکانیکی مسیر تولید، استانداردهای مربوط به مواد، نحوه خواندن ویژگی‌های بخش، نحوه استفاده از مقاطع توخالی در محصولات پل فولادی مدولار، نحوه مشخص شدن حفاظت در برابر خوردگی، و آنچه باید در چک لیست خرید قبل از ثبت سفارش باشد را توضیح می‌دهد.

پاسخ مستقیم به رایج‌ترین سوال این است: زمانی که به سختی خمشی قابل پیش‌بینی و اتصالات تمیز نیاز دارید، یک بخش توخالی مربعی را انتخاب کنید، زمانی که یک جهت بر بار غالب است، یک بخش توخالی مستطیلی را انتخاب کنید، زمانی که بارها می‌توانند از هر جهت وارد شوند، یک بخش توخالی دایره‌ای را انتخاب کنید، و همیشه قبل از مقایسه قیمت‌ها، مسیر تولید و درجه مواد را تأیید کنید. مسیر تولید بر تنش پسماند، چقرمگی و منحنی کمانش استفاده شده در طراحی تأثیر می‌گذارد، بنابراین فقط یک جزئیات تولید نیست.

پروفیل های فولادی توخالی چیست؟ انواع و اشکال اساسی

پروفیل های فولادی توخالی از یک نوار فولادی مسطح یا از یک شمش گرد گرم شده در یک مقطع بسته بدون لبه های آزاد تشکیل می شوند. سه خانواده استاندارد عبارتند از: مقاطع توخالی مربعی (SHS)، مقاطع توخالی مستطیلی (RHS) و مقاطع توخالی دایره ای (CHS). هر خانواده دارای ویژگی باربر مشخصی است، بنابراین اولین مرحله هر فرآیند انتخاب، تطبیق شکل مقطع با نوع بار غالب است.

یک پروفیل توخالی با خانواده، ابعاد یا ابعاد بیرونی و ضخامت دیوار مشخص می شود، به عنوان مثال SHS 150 x 150 x 8 یا RHS 200 x 100 x 6.3. در عمل اروپایی، الزامات ساخت و تحمل در EN 10210 برای مقاطع گرم و EN 10219 برای مقاطع جوشکاری شده سرد ارائه شده است. در عمل در آمریکای شمالی ASTM A500 هنوز رایج ترین مشخصات برای مقاطع ساختاری توخالی فولاد کربنی جوش داده شده است، در حالی که ASTM A1085 به طور فزاینده ای مشخص می شود که در آن تلرانس های سخت تر و چقرمگی پایدار مورد نیاز است. در چین، GB/T 6728 بسیاری از بخش های توخالی جوش داده شده با شکل سرد را پوشش می دهد. دانستن اینکه پروژه شما بر اساس کدام استاندارد بررسی می شود به اندازه دانستن درجه فولاد مهم است.

پروفیل های فولادی توخالی چگونه تولید می شوند

مسیر تولید، وضعیت تنش داخلی، محل درز جوش، هندسه گوشه و رفتار مواد تحت فشار و خستگی را تغییر می دهد. دو نمایه با ابعاد بیرونی یکسان می‌توانند رفتار متفاوتی داشته باشند، اگر یکی از آنها گرم و دیگری سرد باشد، بنابراین این یک تمایز صرفاً آکادمیک نیست.

1. شکل دهی گرم (مسیر EN 10210): فولاد بالاتر از دمای تبلور مجدد گرم می شود، به شکل گرد یا مربع شکل می گیرد و در دمایی به پایان می رسد که بیشتر تنش های شکل دهی را از بین می برد. نتیجه یک ریزساختار یکنواخت تر، تنش پسماند کمتر و چقرمگی بهتر در گوشه ها است که می تواند عملکرد کمانش ستونی با همان ابعاد اسمی را بهبود بخشد.
2. شکل گیری سرد از نوار (EN 10219 یا مسیر ASTM A500): یک نوار مسطح به صورت سرد در یک لوله گرد نورد می شود، با جوش القایی فرکانس بالا بسته می شود، سپس به شکل های مربع یا مستطیل به صورت غلتشی نورد می شود. شکل‌دهی سرد استحکام تسلیم را در گوشه‌ها به دلیل سخت شدن کار افزایش می‌دهد، اما تنش‌های پسماند بیشتری را نیز بر جای می‌گذارد و قوانین طراحی در بررسی‌های کمانش به طور متفاوتی با بخش برخورد می‌کنند.
3. شکل دهی گرم پس از جوشکاری: برخی از آسیاب ها لوله جوش داده شده را نرمال یا خاموش می کنند تا انعطاف پذیری و قوام را بازیابی کنند. این هزینه کمتر تولید مبتنی بر نوار را با وضعیت استرس داخلی مطلوب‌تر ترکیب می‌کند، اما در دسترس بودن محدودتر است و زمان تحویل طولانی‌تر است.

برای یک قطعه پل که بارهای زنده مکرر را حمل می کند، یک بخش گرم یا نرمال شده اغلب نقطه شروع امن تر است زیرا عملکرد خستگی به شدت به درز جوش و غلظت تنش در گوشه ها بستگی دارد. برای کارهای موقت، کاذب، استیج ها و سازه های بدون خستگی، معمولاً بخش سرد شکل کافی و مقرون به صرفه تر است. تفاوت قیمت بین مقاطع سرد و گرم با اندازه یکسان معمولاً در محدوده 5 تا 10 درصد بسته به بازار و ضخامت دیوار است، اما تفاوت عملکرد در اتصالات با بار خستگی می تواند بسیار بیشتر از این عدد باشد.

نمرات و استانداردهای فولادی که مهم هستند

جدول زیر استانداردهایی را که معمولاً برای پروفیل های فولادی توخالی استفاده می شود و خانواده های درجه مواد متصل به آنها را خلاصه می کند. متداول ترین تصمیم مهندسی بین S235، S275، و S355 در اروپا، و بین ASTM A500 درجه B و درجه C در آمریکای شمالی است.

هنگام مقایسه قیمت‌ها از کارخانه‌های مختلف، مطمئن شوید که استاندارد، درجه و الزامات ضربه در یک خط نوشته شده است. یک اشتباه رایج، مقایسه پروفیل S275 سرد با پروفیل S355 گرم است. بخش شکل‌دهی سرد ممکن است به ازای هر تن ارزان‌تر باشد، اما بخش آماده‌شده گرم می‌تواند دیوار نازک‌تر و عضو سبک‌تر را در طراحی ستون‌ها ایجاد کند، که اغلب وقتی هزینه‌ها به ازای هر متر سازه نصب‌شده مقایسه می‌شود، به جای هر تن ماده خام، سازه ساخته‌شده نهایی را ارزان‌تر می‌کند.

ویژگی های بخش که طراحی سازه را هدایت می کند

وقتی یک کاتالوگ بخش توخالی را باز می کنید، اعداد مهم به تنهایی ابعاد بیرونی نیستند. ویژگی های زیر خواصی هستند که یک مهندس سازه برای بررسی استحکام، سختی و پایداری استفاده می کند. آنها باید فقط بین بخشهایی از مسیر تولید مشابه و درجه مواد مقایسه شوند.

شعاع چرخش سزاوار توجه ویژه است. برای یک سطح مقطع ثابت، یک مقطع توخالی مربعی یا دایره‌ای، ماده را دورتر از مرکز نسبت به مقطع باز I همان ناحیه پخش می‌کند، که شعاع چرخش را افزایش می‌دهد و نسبت باریکی را برای طول عضو معین کاهش می‌دهد. به زبان ساده، یک ستون توخالی می‌تواند طولانی‌تر یا نازک‌تر از یک ستون با بخش باز باشد، قبل از اینکه کمانش بر طراحی حاکم باشد. به همین دلیل است که پروفیل‌های فولادی توخالی بر قاب‌های مهاربندی‌شده بلند، برج‌های مشبک و سیستم‌های پل مدولار غالب هستند که باید به‌عنوان اجزای پیش ساخته بزرگ حمل شوند و با حداقل کار در محل نصب شوند.

پیچ خوردگی دومین مزیت عملی است. یک بخش باز I تنش پیچشی را به طور ناکارآمد توزیع می کند و اغلب به مهاربندی اضافی یا جعبه بسته ساخته شده با جوشکاری صفحات به یکدیگر نیاز دارد. یک بخش توخالی مربع یا مستطیل در برابر پیچش مستقیم از طریق دیواره بسته خود مقاومت می کند. برای یک پلت فرم ساخت پل، یک قاب نگهدارنده کنسول یا هر سازه ای که باد را از تغییر جهت دریافت می کند، این رفتار بخش بسته مقدار فولاد مهاربندی اضافی مورد نیاز را کاهش می دهد.

مقاطع توخالی در پل های فولادی مدولار و سازه های سنگین

پل های فولادی مدولار نمونه ای قوی از نحوه استفاده از پروفیل های فولادی توخالی در عمل است. یک پل معمولی بیلی یا پل مدولار نوع پانل برای تیرهای اصلی خود به پانل های خرپایی متصل به پین ​​با مقاومت بالا متکی است، اما سیستم سازه ای اطراف از مقدار زیادی از مقاطع توخالی برای تیرهای عرضی، مهاربندی جانبی، وترهای باد، جان پناه ها، نرده ها و عناصر اتصال استفاده می کند. اعضای اصلی خرپا غالباً بخش های توخالی نیستند زیرا برای مونتاژ سریع باید سنجاق و استاندارد شوند. با این حال، اعضای ثانویه و کل قاب پشتیبان یک پل مدولار اغلب از پروفیل های SHS و RHS ساخته می شوند، زیرا در برابر نیروهای جانبی و ممان های پیچشی که هنگام عبور وسایل نقلیه سنگین از پل ظاهر می شوند، مقاومت می کنند.

برای سری CB-100، این سیستم از پانل‌های مدولار استاندارد استفاده می‌کند که می‌توانند در پیکربندی‌های تک خط، دو لاین و تقویت‌شده مونتاژ شوند. طراحی تیرهای عبوری، پروفیل خرپایی کلاسیک را ایجاد می‌کند، در حالی که ستون‌های مهاربندی متقاطع و عمودی از بخش‌های بسته برای پایین نگه‌داشتن نیروی باد و جلوگیری از کمانش موضعی که کانال‌های باز نازک تحت بارهای سنگین مکرر متحمل می‌شوند، استفاده می‌کنند. اگر پل مدولار ساخته شده با مهاربند ثانویه مقطع بسته را با طرح قدیمی‌تری که با کانال‌های باز ساخته شده است مقایسه کنید، نسخه با بخش بسته معمولاً لرزش خارج از صفحه را کمتر نشان می‌دهد و در طول زمان به تعمیر و نگهداری کمتری نیاز دارد، عمدتاً به این دلیل که لبه‌های باز وجود ندارد که در آن آب و نمک‌های جاده جمع می‌شوند.

تامین کننده سیستم مدولار پل بیلی CB 100 (321). پل بیلی CB 100 (321) پانل های استاندارد شده را با مهاربندی مقطع بسته برای کاهش کشش باد و ارتعاشات خارج از صفحه ترکیب می کند و آن را به گزینه ای بادوام برای طرح های پل موقت تک خطی، دو خطه و تقویت شده تبدیل می کند. مشاهده محصول →

رابطه بین بخش های توخالی و پل های مدولار در هر دو جهت کار می کند. از یک طرف، خود سیستم پل از پروفیل های بسته برای ساختار نگهدارنده و اعضای با بار سنگین خود استفاده می کند، به همین دلیل است که پل های مدولار با ظرفیت بالا نه تنها با عمق خرپا بلکه با مهاربندی مقطع بسته و عناصر پخش کننده بار اندازه گیری می شوند. از طرف دیگر، پروفیل های فولادی توخالی مواد اولیه بسیاری از اجزای پیش ساخته پل، از جمله پل های عابر پیاده، پل های پشتیبانی خط لوله، رمپ های موقت و پل های نزدیک فولادی هستند. در جایی که پل باید در برابر خوردگی مقاوم باشد و حمل و نقل آن آسان باشد، سطح مقطع بسته سطح خارجی را در واحد مقاومت کاهش می دهد، بنابراین رنگ یا گالوانیزه کمتری برای عملکرد مشابه مصرف می شود. برای بررسی نحوه پردازش مشخصات و داده‌های بار در یک پل مدولار استاندارد، راهنمای ظرفیت بار و یادداشت‌های مقایسه سیستم، نقطه شروع مفیدی هستند قبل از اینکه به اندازه بخش متعهد شوید. برای گذرگاه‌های بزرگ‌تر، سری CB-200 استحکام پانل را افزایش می‌دهد و دهانه‌های طولانی‌تری را امکان‌پذیر می‌کند، و نسخه‌های تقویت‌شده چهار ردیفه نشان می‌دهند که چگونه سیستم‌های مدولار همان اصول مهاربندی مقطع توخالی را با ظرفیت خرپا بالاتر ترکیب می‌کنند.

در سازه‌های پل بزرگ‌تر، پروفیل‌های توخالی مهاربندی باد عرشه پایینی و سیستم جانبی بالایی را حمل می‌کنند. یک بخش توخالی مستطیلی اغلب برای اعضای وتر تیرهای شبکه استفاده می شود زیرا پروفیل های یک طرفه اتصالات جوشی را ساده می کنند. قوانین طراحی برای پل های مشبک، بخش بسته را بهتر از زاویه یا کانال باز زمانی که عضو تحت فشار و خمش در دو جهت قرار می گیرد، برخورد می کند. در برخی از قاب های پل های سنگین، از مقاطع توخالی دایره ای پر از بتن به عنوان ستون استفاده می شود، که ترکیبی از مقاومت فشاری بالای بتن با اثر محصور کننده لوله فولادی است که مقاومت فشاری بتن را تحت بار محوری تقریباً 10 تا 20 درصد در مقایسه با بتن مشابه در یک ستون غیر مسلح افزایش می دهد. این پیشرفت در مفاد طراحی ستون مرکب بین المللی مستند شده است.

ملاحظات طراحی برای اعضای بخش توخالی

استفاده صحیح از مقطع توخالی به معنای درک چهار حوزه طراحی است: کلاس مقطع، انتخاب منحنی کمانش، رفتار مفصل و معرفی بار محلی. اشتباه گرفتن هر یک از این موارد می تواند یک بخش توخالی کارآمد را به یک بخش ناامن تبدیل کند.

کلاس مقطع و کمانش موضعی

ضخامت دیواره یک مقطع توخالی کلاس مقطع آن را تعیین می کند. یک بخش کلاس 1 می تواند یک لولای پلاستیکی ایجاد کند، یک بخش کلاس 2 می تواند به ممان پلاستیکی خود برسد، یک بخش کلاس 3 به تسلیم می رسد اما به لنگر پلاستیکی نمی رسد، و یک بخش کلاس 4 قبل از رسیدن به تنش تسلیم، کمانش موضعی را می بیند، بنابراین باید از یک ناحیه موثر یا مدول مقطع موثر استفاده شود. مرزها معمولاً به صورت حدی در نسبت عرض به ضخامت دیوار صاف بیان می شوند. به عنوان یک قانون عملی، یک بخش توخالی مربعی با ضخامت دیواره حدود 5 درصد از ابعاد بیرونی به راحتی در محدوده فشرده برای فولاد S355 باقی می ماند. برای یک بخش مستطیلی دیواره نازک، نسبت عرض مسطح محدود کننده بر اساس طول دیوار مسطح بلندتر است، نه میانگین دو جهت.

منحنی کمانش و مسیر ساخت

مسیر تولید بر منحنی کمانش استفاده شده در طراحی تأثیر می گذارد. مقاطع توخالی با پایانه گرم معمولاً واجد شرایط منحنی کمانش مطلوب تری نسبت به مقاطع سرد با همان استحکام اسمی هستند، زیرا فرآیند شکل‌دهی شکل توزیع تنش پسماند و استحکام تسلیم گوشه را تغییر می‌دهد. این تفاوت برای ستون‌های باریک متوسط، که در آن‌ها مقاومت کمانش بین 5 تا 15 درصد بیشتر برای عضو گرم است، اهمیت دارد. در یک دهانه مدولار طولانی، استفاده از بخش های داغ می تواند ضخامت دیوار مورد نیاز را به اندازه ای کاهش دهد که هم هزینه مواد و هم وزن حمل و نقل را کاهش دهد.

رفتار مشترک در خرپاها

در یک خرپا ساخته شده از مقاطع توخالی مربع یا مستطیل، ظرفیت اتصال معمولاً توسط برش پانچ دیوار وتر به جای جوش کنترل می شود. یک عضو مهاربندی که به زاویه متوسط ​​می رسد، یک ناحیه تنش بیضی شکل روی وتر ایجاد می کند. بررسی طراحی باید تأیید کند که صورت وتر می تواند نیروی محلی را تحمل کند. در یک بخش توخالی دایره‌ای، همین مسئله با جریان تنش یکنواخت‌تر ظاهر می‌شود، به همین دلیل است که طراحی اتصالات CHS گاهی برای بارهای محوری بالا آسان‌تر است، حتی اگر برش و اتصال لوله‌های گرد هزینه بیشتری در ساخت دارد. برای مهاربندی پل مدولار ساخته شده از مقاطع توخالی، استفاده از یک روش طراحی اتصال اخیر منجر به کاهش صفحات گاست و ساخت ساده‌تر می‌شود.

معرفی بار محلی

یک بخش توخالی می تواند تحت یک بار متمرکز بزرگ از یک یاتاقان، یک پین یا یک عضو دیگر قرار گیرد. هنگامی که بار در یک منطقه بسیار کوچک وارد می شود، دیوار بسته به صورت موضعی تغییر شکل می دهد. در جایی که نیروی باربری زیاد است، بخش باید از نظر تسلیم موضعی بررسی شود و در صورت نیاز با دیافراگم های داخلی یا دیوار ضخیم تر در ناحیه اتصال تقویت شود. این دقیقاً همان جایی است که سیستم‌های CB-450 و بارهای سنگین مزیت خود را نشان می‌دهند: اعضای سنگین‌تر بخش بسته و پانل‌های تقویت‌شده برای پذیرش نیروهای متمرکز از محور کامیون بارگذاری شده یا بار زنده جرثقیل طراحی شده‌اند.

هنگامی که یک بخش توخالی با بتن پر می شود، هم مقاومت در برابر آتش و هم مقاومت باربری موضعی به طور قابل توجهی بهبود می یابد. هسته بتنی دیواره فولادی را از کمانش به داخل جلوگیری می کند و لوله فولادی بتن را محدود می کند و به ستون مرکب ظرفیت محوری بسیار بالاتری نسبت به مجموع قطعات آن می دهد. ستون های CHS پر شده در ساختمان های بلند استاندارد هستند و در پایه های پل های سنگین و برج های پشتیبانی موقت رایج تر می شوند. در زیرسازی پل موقت، می توان پس از تخلیه بتن، از یک مقطع توخالی پر شده با بتن مجددا استفاده کرد، اگرچه در عمل ستون پر شده معمولاً در جای خود باقی می ماند زیرا برش فولاد برای حذف بتن مقرون به صرفه نیست.

پل بیلی CB 200 برای ترکیبات دهانه انعطاف پذیر CB 200 Bailey Bridge از طریق ترکیبات مدولار با دهانه های 21 تا 60 متری سازگار است، با استانداردهای GB، ANSI و EN مطابقت دارد و می تواند به طور مکرر برای استفاده مجدد، مناسب برنامه های اضطراری و پل نیمه دائمی برچیده شود. مشاهده محصول →

حفاظت در برابر خوردگی و درمان سطح

پروفیل فولادی توخالی از بیرون خورده می شود و اگر انتهای آن آب بندی نشود از داخل نیز خورده می شود. رایج‌ترین سیستم حفاظتی برای پل‌های بیرونی و سازه‌های سنگین، گالوانیزه گرم است که در آن عضو ساخته شده تمیز، روان شده و در روی مذاب غوطه‌ور می‌شود. پوشش روی یک لایه بهم پیوسته متالورژیکی را تشکیل می دهد که هم محافظت مانع و هم محافظت کاتدی را در هنگام خراش و لبه های بریده ایجاد می کند. طبق مشخصات گالوانیزه ISO 1461 که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد، حداقل ضخامت متوسط ​​پوشش برای فولاد ضخیم تر از 6 میلی متر حدود 85 میکرومتر است و یک عضو پل معمولی با ضخامت دیواره 8 تا 10 میلی متر بین 85 تا 115 میکرومتر پوشش روی دریافت می کند. در محیط‌های دریایی، یک سیستم دوبلکس گالوانیزه به همراه یک پوشش رویی رنگ، فاصله نگهداری را تقریباً دو تا سه برابر بیشتر از رنگ به تنهایی افزایش می‌دهد.

یک بحث مداوم در مورد اینکه آیا قبل یا بعد از ساخت گالوانیزه شود وجود دارد. برای بسیاری از سازه های توخالی، پاسخ صحیح گالوانیزه کردن پس از جوشکاری و سوراخکاری است، زیرا هر لبه بریده شده، سوراخ حفر شده و درز جوش با روی پوشانده می شود. اگر قسمت قبل از ساخت گالوانیزه شود، نواحی جوش روی خود را از دست می دهند و نیاز به تعمیر رنگ غنی از روی ضخیم دارند. بخش توخالی هنگام گالوانیزه شدن به سوراخ های تهویه نیز نیاز دارد: فشارهای داخلی و خارجی باید با هم برابر شوند تا گاز داغ داخل روی را مجبور به خارج کردن یا ایجاد خطر انفجار نکند. یکی از جزئیات رایج، دو سوراخ کوچک در نزدیکی انتهای یک بخش بسته است که طوری قرار گرفته اند که باران نتواند وارد لوله شود و در داخل لوله جمع شود.

برای کاربردهایی که گالوانیزه کردن به دلیل اندازه، دما یا هزینه عملی نیست، یک جایگزین سیستم رنگ دو بسته با پرایمر غنی از روی است. سطح باید با استاندارد بالا آماده شود، مانند انفجار ساینده برای تمیزی Sa2.5 و زبری سطح تقریباً 40 تا 80 میکرومتر. ضخامت کل سیستم رنگ برای یک محیط جوی C3 یا C4 به طور کلی در محدوده 160 تا 240 میکرومتر است، بسته به تامین کننده پوشش و طول عمر مورد انتظار. در محیط های بسیار خورنده مانند پل های ساحلی یا تونل ها، فولاد هوازدگی گزینه دیگری است، اما بخش های بسته جوشی ساخته شده از فولاد هوازدگی نیاز به توجه دقیق به فلز پرکننده جوش و جزئیات تله آب دارند، زیرا آب حبس شده باعث بدترین نوع خوردگی در داخل یک پروفیل بسته می شود.

برای محصولات پل پیش ساخته، بخش های توخالی گالوانیزه روی اغلب پیش فرض هستند. روکش گالوانیزه از عضو در هنگام حمل و نقل، ذخیره سازی محل و نصب محافظت می کند، که دقیقاً زمانی است که فولاد لخت بیشترین آسیب حمل و زنگ زدگی را متحمل می شود. یک پوشش روی کارخانه ای نیز به این معنی است که محل فقط به رنگ لمسی در اتصالات پیچ شده نیاز دارد. نسخه گالوانیزه پل مدولار و راه حل های پل گالوانیزه سفارشی نشان می دهد که چگونه پروفیل های فولادی ضد زنگ بسته یا بخش های توخالی گالوانیزه را می توان در یک بسته پل کامل با هدف عمر مفید 50 سال یا بیشتر ترکیب کرد. یک نکته کاربردی: هنگامی که یک بخش توخالی گالوانیزه باید در محل جوش داده شود، ناحیه جوش محافظت روی خود را از دست می دهد، بنابراین باید بلافاصله پس از جوشکاری، منطقه را تمیز کرده و دوباره با رنگ غنی از روی پوشانید.

پل بیلی سفارشی گالوانیزه برای مونتاژ آماده سایت این پل بیلی گالوانیزه گرم به صورت سفارشی طراحی شده و از پیش مونتاژ شده در کارخانه برای ساده سازی نصب در محل، با پوشش مقاوم در برابر خوردگی که مناسب محیط های طبیعی چالش برانگیز و اجزای استاندارد شده برای عملکرد قابل اعتماد است. مشاهده محصول →

چک لیست تدارکات برای مهندسان پروژه

رایج‌ترین خطای خرید با پروفیل‌های فولادی توخالی، سفارش یک محصول آسیاب استاندارد بدون اصلاح جزئیاتی است که عملکرد سازه را کنترل می‌کند. چک لیست زیر نکاتی را پوشش می دهد که باید در هر مشخصات خرید برای مقاطع فولادی توخالی نوشته شود.

• ابتدا مسیر تولید را تایید کنید. بنویسید که آیا کار گرم، شکل سرد یا نرمال قابل قبول است. اجازه تعویض بدون بررسی طرح را ندهید.
• استاندارد و نمره را دقیقا بیان کنید. به عنوان مثال، EN 10219 S355J2H، ASTM A500 Grade C، یا GB/T 6728 Q355B. نمرات معادل را در سند آزمون آسیاب قبل از پذیرش بررسی کنید.
• تلرانس ها را برطرف کنید. ابعاد بیرونی، ضخامت دیوار، صافی و طول مقطع همگی بر تناسب ساخت تاثیر می‌گذارند. انحراف راستی 0.2 درصد طول یک نیاز رایج برای مقاطع توخالی سازه است، اما پروژه های با تحمل بالا ممکن است به 0.1 درصد نیاز داشته باشند.
• آماده سازی سطح را مشخص کنید. برای سیستم های رنگ، استاندارد انفجار و زبری را تعریف کنید. برای اعضای گالوانیزه، ضخامت پوشش مورد نیاز و اینکه آیا سوراخ های داخلی مورد نیاز است را تأیید کنید.
• محدوده ساخت را تعریف کنید. تعیین کنید که آیا تامین کننده به طول برش می دهد، اریب ها را آماده می کند، سوراخ ها را سوراخ می کند و صفحات انتهایی را جوش می دهد یا خیر. هر عملیات اضافه شده طرح بازرسی و هزینه را تغییر می دهد.
• الزامات بازرسی را فهرست کنید. برای اجزای پل، کلاس جوش و میزان آزمایش غیر مخرب را مشخص کنید. یک ساختار معمولی ساختمان ممکن است بررسی های بصری را بپذیرد، در حالی که یک پل عابر پیاده یا یک قاب پشتیبان سنگین ممکن است به معاینه اولتراسونیک یا ذرات مغناطیسی جوش های بحرانی نیاز داشته باشد.
• جزئیات آب بندی انتهایی را بررسی کنید. تصمیم بگیرید که آیا بخش های توخالی به انتهای مهر و موم شده یا سوراخ های زهکشی نیاز دارند یا خیر. این جزئیات کوچک از خوردگی داخلی و آسیب یخ زدگی در سازه های در معرض جلوگیری می کند.
• قیمت های نصب شده را مقایسه کنید، نه قیمت هر تن. بخش S355 کمی گران‌تر ممکن است عضو کوچک‌تر، سفت‌کننده‌های کمتر و حمل و نقل ارزان‌تر را به دلیل کاهش وزن فراهم کند.

در زمینه پل، همچنین تأیید کنید که ابعاد نمایه با سیستم مدولار مورد استفاده شما مطابقت دارد. یک وتر خارجی که بیش از حد 5 میلی متر عرض دارد می تواند هندسه اتصال را برای کل خط پانل مختل کند. ایمن ترین روش این است که اندازه های بخش توخالی را از اسناد سیستم پل انتخاب کنید، جایی که فاصله اتصال و قطر پین ها قبلاً ثابت شده است.

سوالات متداول در مورد پروفیل های فولادی توخالی

تفاوت بین SHS، RHS و CHS چیست؟

SHS یک پروفیل مربع با عرض و ارتفاع مساوی، RHS یک پروفیل مستطیلی با دو بعد خارجی متفاوت و CHS یک پروفیل دایره ای است. SHS برای ستون ها و اتصالات خمشی، RHS برای تیرها و اعضای با محور قوی و CHS برای ستون های بارگذاری شده از هر جهت، شمع های دریایی و سازه های در معرض معماری ترجیح داده می شود. این انتخاب بر هزینه اتصال، راندمان خمشی و مقاومت پیچشی تأثیر می گذارد.

آیا مقاطع توخالی ارزانتر یا گرانتر از مقاطع I هستند؟

مقاطع توخالی معمولاً به ازای هر تن بیشتر از مقاطع I با نورد گرم هزینه دارند زیرا فرآیند شکل‌دهی انرژی بیشتری مصرف می‌کند. با این حال، برای یک ستون یا عضوی که در دو جهت بارگذاری می شود، یک بخش توخالی با همان ظرفیت می تواند 10 تا 30 درصد وزن کمتری داشته باشد، بنابراین هزینه کل ساخته شده می تواند کمتر باشد. مقايسه هزينه بايد هميشه بر اساس هزينه اعضاي نصب شده از جمله ساخت، حمل و نقل، تصفيه سطح و اتصالات انجام شود.

آیا می توان از پروفیل فولادی توخالی به عنوان تیر خمشی استفاده کرد؟

بله. یک مقطع توخالی مستطیلی یک تیر بسیار خوب است زمانی که بار در درجه اول در یک جهت باشد، زیرا شکل مقطع عمیق مقاومت خمشی بالایی را ایجاد می کند و دیوار بسته پایداری پیچشی می دهد. مقاطع مربعی و دایره ای نیز به عنوان تیر در تیرها و قاب های مشبک استفاده می شود، اما بازده خمشی آنها کمتر از یک RHS به همان اندازه عریض است، زیرا ماده در جهت خمش از محور خنثی دور نیست.

کلاس مقطع در طراحی مقطع توخالی چیست؟

کلاس مقطع یک سیستم طبقه بندی است که تعیین می کند یک عضو تا چه اندازه می تواند قبل از ظاهر شدن کمانش موضعی در دیواره های آن پیش برود. کلاس 1 امکان تجزیه و تحلیل پلاستیک و لولاهای پلاستیکی را فراهم می کند، کلاس 2 مقاومت لنگر پلاستیکی را امکان پذیر می کند، کلاس 3 فقط مقاومت لنگر الاستیک را مجاز می کند و کلاس 4 نیاز به یک منطقه موثر برای محاسبه دارد. این کلاس عمدتاً با نسبت عرض به ضخامت دیوارهای صاف و استحکام تسلیم فولاد تعیین می شود. به عبارت ساده تر، هر چه ضخامت دیوار به نسبت عرض بیشتر باشد، کلاس بالاتر و ظرفیت خمشی بیشتری می توان استفاده کرد.

ضخامت دیوار قسمت توخالی چقدر باید باشد؟

برای یک ستون مربعی معمولی در ساختمان، ضخامت دیوار اغلب بین 4 تا 8 درصد بعد بیرونی است. برای یک تیر مستطیلی، ضخامت دیوار معمولاً بین 3 تا 6 درصد ابعاد بزرگتر است. اگر مقطع کلاس 3 یا 4 باشد، دیوار نازک‌تر مجاز است، اما به دلیل کاهش عرض مؤثر، کارایی طراحی کمتر می‌شود. ضخامت دیوار کمتر از 3 میلی متر به ندرت در ساختار پل اولیه استفاده می شود زیرا در برابر آسیب های موضعی و عیوب هندسی در حین جوشکاری آسیب پذیر است.

آیا یک بخش توخالی به سوراخ های زهکشی نیاز دارد؟

بله، اگر بخش در معرض آب و هوا باشد. یک بخش توخالی مهر و موم شده، میعان و آب را که از طریق درزهای شکسته یا جوش های نادرست مهر و موم شده وارد می شود، به دام می اندازد. آب داخلی باعث خوردگی از داخل می شود و می تواند در هنگام یخ زدن لوله را شکافته کند. سوراخ‌های زهکشی با قطر حدود 10 تا 15 میلی‌متر در نقاط پایین به آب اجازه خروج می‌دهند و در عین حال از دست دادن سطح مقطع را به حداقل می‌رسانند. هنگامی که یک بخش توخالی به عنوان یک عضو در معرض خارجی با گالوانیزه استفاده می شود، سوراخ های تهویه نیز در طول فرآیند گالوانیزه مورد نیاز است.

آیا پروفیل های فولادی توخالی برای پل های مدولار مناسب هستند؟

بله. پل های پانلی مدولار به طور گسترده از پروفیل های بسته برای اعضای ثانویه، مهاربندی ها، جان پناه ها و قاب های پشتیبانی استفاده می کنند. مقاومت پیچشی بالا یک پروفیل بسته برای مقاومت در برابر بارهای باد جانبی و خروج از مرکز بار ارزشمند است. علاوه بر این، مقاطع بسته سطح و در نتیجه هزینه پوشش را کاهش می دهد، که در یک بسته پل پیش ساخته بزرگ اهمیت دارد. آکوردهای خرپایی اصلی پل استاندارد بیلی بخش های توخالی نیستند زیرا طراحی اتصال پین بر اساس پانل های فولادی فشرده است، اما عناصر نگهدارنده و انواع باربر سنگین تر از پروفیل های بسته برای دستیابی به ظرفیت های بالاتر استفاده می کنند. را راهنمای ظرفیت بار پل بیلی توضیح می دهد که چگونه سیستم با نیازهای دهانه و بار مطابقت دارد.

پروفیل های فولادی توخالی یک محصول واحد نیستند، بلکه خانواده ای از راه حل های ساختاری هستند که باید با دقتی مشابه سایر اجزای مهندسی شده انتخاب، مشخص و محافظت شوند. مسیر تولید، درجه مواد، ضخامت دیواره و عملیات سطحی هر کدام بر ظرفیت نهایی، دوام و هزینه نصب تأثیر می‌گذارند. برای یک ستون، یک بخش توخالی مستطیلی یا مربعی مقاومت کمانشی بهتری نسبت به بخش باز با همان جرم دارد. برای یک خرپا، بخش های توخالی سطح باد را کاهش می دهد و اتصالات را ساده می کند. برای پل هایی که در معرض آب و هوا و بارهای مکرر قرار دارند، بخش های بسته گالوانیزه بهتر از اکثر بخش های باز در برابر خوردگی و خستگی مقاومت می کنند. هنگامی که یک پروفیل فولادی توخالی را مشخص می کنید، با سناریوی طراحی شروع کنید، مسیر تولید و درجه را تأیید کنید، سپس هزینه نصب شده برای هر واحد عملکردی را مقایسه کنید. این توالی نتایج ثابتی را برای ساختمان‌ها، کارهای موقت، سازه‌های پشتیبانی سنگین و پل‌های مدولار ایجاد می‌کند.