قوطی ستونی پرمصرف ترین محصول در سازه های فولادی

آشنایی با باکس های ستون، تاریخچه تولید، مشخصات اصلی جعبه های ستون، ابعاد جعبه های آهنی ستون، نقشه اسکلت فلزی با جعبه، از طراحی تا اجرا، اتصال جعبه به جعبه یا سایر واحدهای فولادی

ستون ها می توانند یکی از اصلی ترین قطعات فولادی مورد استفاده در سازه های مختلف باشند از نیمه دوم قرن نوزدهم این محصول جایگاه خود را در بین قطعات فولادی حفظ کرده است در حال حاضر افراد زیادی تمایل به تعویض این محصول در ستون ها و سایر قسمت های ساختمان دارند قیمت و مشخصات قوطی یکی از اصلی ترین عواملی است که این عمل را ارزشمند می کند اگر شما نیز این اقدام را مناسب می دانید؛ توصیه می کنیم تا پایان این مقاله با ما همراه باشید

با ستون‌ها آشنا شوید

مهمترین کاری که این محصولات در سازه انجام می دهند، توزیع وزن در سطح مقطع مشخصی است. این پروفیل که از ورقه های مشکی تهیه شده است; نقش مهمی در ساخت و ساز دارد. این نوع پروفیل نه تنها به دلیل وزن کم، بلکه به دلیل مسائل اقتصادی و ضریب تنش کم یا سطح مقطع و محیط کمتر در سازه های فلزی معاصر مورد استفاده قرار می گیرد. این محصول از جمله انواع قوطی پروفیلی است که در صنعت کاربرد فراوانی دارد.

در عکس زیر اتصال تیر به قوطی ستونی از نوع جوشکاری را مشاهده می کنید که در برابر نیروهای پیچشی بهتر مقاومت می کند. برای اطلاعات بیشتر می توانید مقاله ستون چیست؟

ستون می تواند

قوطی قفس

در اوایل نیمه دوم قرن نوزدهم بود که طراحان شروع به استفاده از این محصول کردند. کیفیت پایین، کار فشرده برای ایجاد اتصالات و عدم آگاهی از طراحی اتصال مستقیم، یعنی اتصال ستون های جعبه با سایر اعضای ساخته شده از تیرهای بدون دال، از مشکلات اصلی استفاده از جعبه ستون است. جالب اینجاست که پیشرفت در این زمینه نه تنها در صنعت ساختمان بلکه در صنایع ماشین آلات و معدن نیز آغاز شده است. اما در حال حاضر، استفاده از چنین محصولاتی به سرعت رشد کرده است. بنابراین، تولید این محصولات با مفاد استاندارد PN-EN 10210 تنظیم می شود.این پروفیل از مشخصات فنی بهتری نسبت به مشخصات PN-EN 10219 برخوردار است. بنابراین استفاده از آن در ساختار ساختمان های عمومی باید توسط طراح توجیه شود.

ویژگی های اصلی ستون می تواند

مقاطع قوطی ستونی تولید شده توسط نورد سرد از فولادهای کربن منگنز با کیفیت بالا ساخته شده اند. حداقل نقطه تسلیم در برابر REH در محدوده 235 مگاپاسکال تا 355 مگاپاسکال است. مقاطع گرم را می توان از فولادهای دانه ای نیز ساخت. کاهش اندازه دانه باعث افزایش بهره وری فولاد می شود.

استفاده از آلیاژهایی مانند Cr، Cu، V، Mo و Nb منجر به دو قدرت اضافی 420 مگا پاسکال و 460 مگا پاسکال می شود. قوطی های ستونی تولید شده توسط سوزاندن در دمای 830-900 درجه سانتیگراد پردازش می شوند که مطابق با دمای تخریب کامل است. تغییر ساختار فلزی طی این فرآیند باعث کاهش وزن این محصولات و افزایش شکل پذیری و استحکام آنها می شود.

نورد سرد نیز با نرمالیزاسیون یا کوئنچ و نورد مکانیکی حرارتی امکان پذیر است. هر دوی این فرآیندها کمترین انرژی ضربه را در دماهای پایین ارائه می دهند. چیزی که این رول ها را از بقیه متمایز می کند این است که در طی فرآیند مکانیکی داغ حاوی 10 تا 15 درصد کربن کمتری هستند. لازم به ذکر است که پس از نورد سرد گاهی در حین فلاشینگ نیز تنش زدایی انجام می شود. این فرآیند معمولاً در دمای 400-450 درجه انجام می شود. البته این باعث افزایش سختی فولاد نمی شود.

ستون ها می توانند

ابعاد جعبه آهنی ستون دار

ابعاد هندسی ستون مربعی تولید شده در نورد گرم طبق استاندارد PN-EN 10210-2 می تواند از 40 تا 400 میلی متر برای ابعاد جانبی و از 2.6 تا 20 میلی متر برای ضخامت دیوار متغیر باشد. البته مقاطع قوطی ستون مستطیلی ابعاد جانبی کمی متفاوت دارند. ابعاد از 50x30x تا 500x300x متغیر است. اما محدوده ضخامت دیوار یکسان نگه داشته می شود.

ابعاد جانبی مقاطع مربعی ستون های تولید شده به صورت نورد می تواند از 20 تا 400 میلی متر با ضخامت دیواره 2.0 تا 16.0 میلی متر متغیر باشد. اگرچه یک ستون مستطیلی می تواند دارای قطعاتی با ابعاد جانبی از 20×40 تا 300×400 باشد. ضخامت این محصولات بین 2.0 تا 16.0 میلی متر خواهد بود. با این حال، برخی از تولید کنندگان اروپایی قوطی هایی با ابعاد ستون های داغ بیشتر از مقادیر مشخص شده ارائه می دهند. برای این محصولات حداکثر ابعاد جانبی 700×700 میلی متر و ضخامت دیواره تا 40 میلی متر است.

به یاد داشته باشید که قوطی های سرد و گرم ابعاد و ضخامت دیواره یکسانی دارند. اما به دلیل استفاده از قطعات، زوایای این محصولات با یکدیگر متفاوت است.

ستون می تواند

ستون

پروفیل های ستون نورد گرم ممکن است شعاع گوشه کوچکی داشته باشند و ضخامت گوشه آنها ممکن است برابر نباشد. شعاع گوشه بیرونی آنها r=1.5 است. در اینجا t ضخامت دیوار و شعاع گوشه داخلی RR 1.0t است. علاوه بر این، سطوح گوشه و قسمت صاف دیوار در تقاطع خود دارای خط مماس یکسانی نیستند. برای مقاطع قوطی ستونی، شعاع گوشه به ضخامت دیوار بستگی دارد و برابر است با: re = 2.0t و ri = 1.0t برای t < 6 mm، re = 2.5t و 6 mm 10 میلی متر 10 میلی متر، re = 3.0 تن و Ri = 2.0 تن.

در نتیجه با مقایسه مقاطع قوطی ستون نورد گرم و نورد سرد با ابعاد جانبی و ضخامت دیواره یکسان می توان دریافت که پروفیل قوطی ستون دارای وزن و خواص مناسبی در مقطع است. از خصوصیات اصلی این مقطع فولادی می توان به سطح مقطع، ممان ایستا، شعاع چرخش، خاصیت ارتجاعی و مقطع پلاستیک اشاره کرد.

پس از تولید و سرد شدن در ستون سرد می تواند قطعات نامنظم داشته باشد، مقدار شعاع گوشه تا حد زیادی تحت تاثیر تکنیک جوشکاری قرار می گیرد. زمانی که نسبت شعاع داخلی گوشه و عرض دیوار کمتر از حداقل مقدار ارائه شده در استاندارد PN-EN 1993-1-8 باشد. برای جلوگیری از ترک خوردن، جوشکاری فقط از ابتدای قسمت سطح عقب تا t5 مجاز است.

ضخامت دیوار برای پروفیل هایی که به طور معمول خنک نمی شوند و اجازه جوشکاری در ناحیه گوشه را ندارند، مشخص می شود. این محدودیت عمدتاً برای پروفیل هایی با کمترین ضخامت دیواره در این سری اعمال می شود.

هیچ محدودیت مشابهی برای جوشکاری وجود ندارد. زیرا قوطی های لایه ای تولید شده در نورد گرم ویژگی متقاطع محصولات نورد سرد را ندارند. جدول زیر حاوی مقادیر معمولی و حداقل مقدار ri/t برای مقاطع مستطیلی قوطی های ستون است.

جدول

جدول

با توجه به اصلاحیه استاندارد PN-EN 1993-1-8 منتشر شده در سپتامبر 2009، جوشکاری در نواحی گوشه قوطی های ستون مستطیلی نورد سرد برای پروفیل هایی که شرایط جدول 1 را ندارند مجاز است. ضخامت دیواره کمتر از 12.5 میلی متر است، فولاد به طور کامل طبقه بندی شده است و زیر کلاس های فولادی محدود به: J2H، K2H، MH، MLH، NH، NLH با محتوای کربن، فسفر و گوگرد با محدودیت های زیر است: P ≤ 0.020٪ و C <18٪ و S <0.012٪. در بیشتر موارد، این محدودیت ها کمتر از الزامات برای گریدهای فولادی مشخص شده در استاندارد PN-EN 10219-1 است و هیچ گرید فولادی نمی تواند همه آنها را برآورده کند.

در نتیجه جوشکاری در سطح وسیع پروفیل فقط بر اساس ضخامت و تایید ماده فولادی مجاز نیست. به نظر می رسد الزامات بسیار محدود برای ترکیب شیمیایی فولاد نیاز به تجزیه و تحلیل بیشتری دارد.

اندازه یکنواخت لایه داغ اطراف ستون ها می تواند مزیتی در سازه فولادی معمولی باشد، جایی که عوامل زیبایی شناختی به اندازه مواد و در عین حال دلایل اقتصادی مستلزم کاهش وزن قطعات است. سازگاری با تغییر.. قدرت درونی لازم است. تغییر در ضخامت ستون ممکن است نشان دهنده یک دیوار پنهان در داخل باشد. این به شما کمک می کند سطح داخلی آن را در حالت خوبی نگه دارید.

پیاده سازی مفهوم ساختار متقاطع به توزیع نیروی محوری

اگر این محصول دارای دیواره سنگین بوده و در سازه فلزی استفاده می شود; می تواند پشتیبانی خوبی برای نماها و سقف های شیشه ای ایجاد کند. مزایای زیبایی و همچنین نورپردازی ساختاری و افزایش ویژگی های نورپردازی داخلی باعث شده است تا استفاده از این محصول بیشتر و بیشتر شود. از طرفی به دلیل کوچک بودن زاویه داخلی، جوش طولی به جوش کمتری نیاز دارد و در نتیجه ارزان‌تر است.

مبدل های حرارتی طولی بدون درز؛ استحکام خستگی بالاتری نسبت به داده های سرد تولید شده بر اساس PN-EN 1993- وجود دارد. خواص منحصر به فرد قطعات را می توان در سازه های فولادی جدید مانند مخازن با گیج های باریک برای مقاطع توخالی و ضخامت صفحه بالا بدون نیاز به بند پشتی استفاده کرد.

ریل مسافرتی جرثقیل نوآورانه برای قطعات توخالی با ضخامت دنده زیاد بدون نیاز به تسمه دنده پایینی.

وزن جعبه

این محصولات وزن کمتری نسبت به مدل های مشابه دارند. این موضوع بیشتر به نفع آنها بوده است. البته به یاد داشته باشید که وزن رابطه مستقیمی با ضخامت قطعه فولادی دارد. در تمام مقاطع فولادی هنگامی که ضخامت و اندازه افزایش می یابد. وزن جعبه نیز افزایش می یابد.

تنش پسماند و اثرات آن می تواند به عنوان مقاومت در برابر اجزای بار محوری عمل کند

ستون ها می توانند

ستون می تواند

فناوری تولید اطلاعات قوطی افقی در هوای سرد و گرم بسیار متفاوت است. بنابراین تفاوت زیادی در توزیع انرژی و غلظت بیماری ها وجود دارد. همانطور که مشخص است، عملیات حرارتی وزن باقیمانده را تقریباً نصف کمتر می کند. با این حال، اختلاف بین حداکثر فشار کل و حداقل فشار باقیمانده نیز کاهش می یابد. حداکثر مقدار تنش های یافت شده در محور جوش 414.9 مگاپاسکال در طول اجرای سرد و 196.7 مگاپاسکال در طول گرما است. این مقادیر 79.8٪ و 41.7٪ از استحکام تسلیم فولاد است.

توزیع تنش پسماند در واحد [MPa] برای: الف) نورد سرد و ب) قوطی های نورد گرم.

شکل بالا توزیع تنش های پسماند را در [MPa] برای: الف) نورد سرد و ب) بخش فنر ستونی تولید شده در طول نورد گرم نشان می دهد. در زیر نمای حد برشی جعبه ستون را تحت اعمال بار عمودی و بار مرکزی در محور طولی ستون نمونه در مرکز (الف) و در اوج (ب) مشاهده می‌کنید.

ستون می تواند

قوطی ستونی پرمصرف ترین محصول در سازه های فولادی

چنین توزیع خوبی از تنش پسماند منجر به پایداری ماده تحت نیروی محوری ناشی از بخش ستون داغ می شود. مفاد استاندارد PN-EN 1993-1-1 تفاوت در توزیع تنش پسماند بین این دو بخش را در نظر می گیرد.

در روش طراحی قطعه تحت بار محوری، مقطع تولید شده در هنگام نورد سرد مربوط به منحنی خمشی c و ضریب نقص α = 0.49 است. این در حالی است که برای پروفیل ستونی قابل تولید در نورد گرم، دارای دو منحنی کمانش هستند که شامل یک منحنی با ضریب عیوب 0.13 = α برای کیفیت فولاد S460 و یک منحنی با ضعف α = 0.21 برای سایر گریدهای فولادی است. . تفاوت نسبی بین مقادیر ضریب کاهش (ضریب جفت) برای مقاطع لوله شیر نورد گرم و بخش لوله χCF نورد سرد در شکل 5 ارائه شده است.

تفاوت نسبی بین ضریب کاهش χ برای پروفیل های قوطی ستونی نورد گرم و نورد سرد

شکل بالا تفاوت نسبی ضریب کاهش χ بین مقاطع قلع ستونی نورد گرم و نورد سرد را نشان می دهد. هرچه مقدار ضریب جوش x کمتر باشد، استحکام جوش ساختار عضو فشاری کمتر است.

بزرگترین تفاوت نسبی در ضریب پراکندگی χ در حوزه نازک بدون بعد متوسط ​​رخ می دهد. توابع ارائه شده در شکل 5 به دلیل هموارسازی غیر بعدی تقریباً به حداکثر 1.0 می رسند. حداکثر افزایش ضریب انحراف برای فولاد گرید S235 تا S420 به 23.3 درصد و برای فولاد گرید S460 این مقدار 34.4 درصد است.

روش های مدرن ساخت مقاطع ستونی مستطیلی فولادی با نورد گرم و شکل دهی سرد ساخته می شوند. عملیات حرارتی اضافی پروفیل های سرد باعث ایجاد تغییراتی در ریزساختار فولاد می شود و آن را یکنواخت تر می کند. این امر باعث افزایش سختی فولاد و کاهش قابل توجه تنش پسماند می شود. پس از این فرآیند، خواص متالورژیکی و تنش پسماند قطعات نورد سرد عملاً معادل محصولات نورد گرم است. بنابراین آنها تحت همان استاندارد EN 10210 تایید شده اند. افزایش ظرفیت باربری عناصر تحت بار محوری، ناشی از تنش پسماند و توزیع بهتر جرم در مقاطع قوطی های ستون ساخته شده توسط نورد گرم، به در این مورد حدود 40 درصد است. بستگی به درجه فولاد دارد.

با این حال، این مقادیر نمی تواند به طور کامل هزینه های افزایش یافته قطعات تولید شده توسط نورد گرم را جبران کند. نوسانات قیمت این محصول مربوط به نوسانات بازار، اندازه پروفیل یا تناژ سفارش است و می تواند بین 5 تا 54 درصد متغیر باشد.

در هر صورت، معیار تصمیم گیری می تواند مربوط به ویژگی های مورد نظر فناوری قطعات نورد گرم باشد، عمدتاً عدم محدودیت برای قطعات جوش داده شده مستقیم ستون با تیر، که در مورد نورد سرد وجود دارد. محصولات ضخامت دیوار t می تواند در این محدوده از 4.0 میلی متر تا 6.0 میلی متر، از 8.0 میلی متر تا 10.0 میلی متر و از 12.0 میلی متر تا 24.0 میلی متر باشد. مزیت اضافی پروفیل های شیر نورد گرم نسبت به پروفیل های جوش سرد نورد شده کیفیت بالای سطح بیرونی آن است. این را می توان در طراحی در نظر گرفت.

پلان یک قاب فلزی با کیسون، از طراحی تا ساخت

بسیاری از پروفیل های فولادی در ساختمان های فلزی استفاده می شوند. قیمت این سازه ها برای تیرآهن فولادی، آرماتور و … می باشد. به عواملی مانند قیمت بستگی دارد. اسکلت فلزی شامل ترکیبی از ستون های عمودی و تیرهای افقی است که مانند شبکه ای مستطیلی به هم متصل شده اند. بسیاری از طراحان می خواهند قوطی را با چند تیر سازه فلزی جایگزین کنند.

هنگام طراحی پلان اسکلت فلزی با قوطی باید در نظر داشت که در ساختمان های بیش از دو طبقه; این قطعات فلزی قابل استفاده نیستند. این قاعده ای است که در قانون ساختمان به وضوح بیان شده است. این امر استفاده از قوطی ها را برای شهرها و ساختمان های بلند نامناسب می کند. کارشناس اصفهان آهن استفاده از این محصول را برای ساخت ویلا پیشنهاد می کند.

استفاده از قوطی در ساخت ستون

اگر می خواهید از این قطعه فولادی برای شهر خود استفاده کنید، باید به خاطر داشته باشید که بهتر است آن را با بتن یا بتن پر کنید. زیرساخت های در حال ساخت در ایران؛ به دلیل ارتعاشات زیادی که در معرض آنها قرار می گیرند، باید قوی و بادوام باشند. به همین دلیل است که بتن در ظرف بهتر استفاده می شود. با این حال، هنوز اختلافات زیادی بین کارشناسان در این زمینه وجود دارد. برخی معتقدند که استفاده از این نوع فولاد باید به سقف سوله ها محدود شود.

به یاد داشته باشید که این محصول را نمی توان بر روی سازه های بتنی استفاده کرد. زیرا به صورت جامع و بسته طراحی شده است. این مشکل استفاده از این محصول را برای سازه های فولادی و فلزی محدود می کند. در زیر به مزایای استفاده از قوطی در ستون ساختار می پردازیم:

کاهش هزینه به دلیل قیمت پایین محصول

کاهش وزن سازه در ساختمانهایی که وزن آنها حیاتی است.

مقاومت بالا با وجود وزن کم

بازتاب نیروهای خارجی

مقاومت بالا در برابر پیچش

اتصال قوطی ها به ظروف یا سایر قطعات فولادی

جعبه های فلزی به طور گسترده در صنعت ساختمان استفاده می شود. همانطور که گفته شد این محصولات به دو صورت عمده تولید می شوند. فقط جعبه هایی را می توان به یکدیگر متصل کرد که با ورق های جوشکاری تولید می شوند. این محصولات بهترین گزینه برای استفاده در هنگام خم شدن هستند. به خصوص اگر می خواهید سازه را در مناطق زلزله زده بسازید!

چالش دیگر اتصال جعبه ها به پروفیل های فولادی دیگر است. اتصال این دستگاه به I-beam امکان پذیر نیست. این فرآیند دشوار و پرهزینه است. بنابراین، بسیاری از مهندسان از این امر اجتناب می کنند.

جعبه یکی از پرکاربردترین قطعات سازه های فولادی است. وزن، مقاومت فشاری و کششی، تنوع تولید و غیره. برخی از ویژگی های کلیدی این محصول است که باعث استفاده گسترده از آن در صنعت شده است. استفاده از ناودانی های ستون اسکلت فلزی کاربرد اصلی این محصول در صنعت ساختمان می باشد. اگر شما نیز به دنبال این محصول با بهترین قیمت هستید; با ما در اسپهان آهن همراه باشید.

سوالاتی که مردم اغلب می پرسند

آیا امکان اتصال قوطی با قوطی و سایر مقاطع فولادی وجود دارد؟

خوب، فقط باید بدانید که بخش شما چیست و چگونه ساخته شده است. فقط جعبه های ساخته شده با جوش را می توان به هم وصل کرد.

ویژگی های اصلی پست سل چیست؟

قدرت تسلیم 235 مگاپاسکال تا 355 مگاپاسکال، عرض و ابعاد مختلف نزدیک و