מהו עמוד תיבת פלדה?
עמוד תיבת פלדה הוא קטע חלול סגור שנוצר על ידי ריתוך ארבע לוחות פלדה לצינור מרובע או מלבני, או מסופק ישירות כחלק חלול מרובע/מלבני מפוברק. הגיאומטריה הסגורה מפיצה חומר הרחק מהמרכז, ונותנת לעמודה מומנטים גדולים של אינרציה על שני הצירים הראשיים. לכן עמודי קופסאות מספקים חוזק וקשיחות אחידים בשני הכיוונים האופקיים, עמידות פיתול גבוהה ויציבות מקומית טובה, מה שהופך אותם לנפוצים בבניינים-גבוהים, במבנים -ארוכים, רציפי גשרים ומסגרות תעשייתיות כבדות שבהן דרישות כיפוף דו-צירי, פיתול או סיסמיות משמעותיות.
מהו עמוד פלדה בצורת H-?
עמוד פלדה בצורת H- הוא קטע אוגן פתוח רחב-, המיוצר על ידי גלגול חם או על ידי ריתוך שלוש לוחות לפרופיל H. האוגנים הרחבים נושאים את רוב הכיפוף סביב הציר החזק, בעוד שהרשת מתנגדת לגזירה. קטעי H- הם סטנדרטיים ביותר, זמינים וחסכוניים, והם מהווים את קטע העמודות המוגדר כברירת מחדל עבור רוב המפעלים התעשייתיים, המחסנים ובניינים בגובה נמוך עד בינוני, כאשר הפעולה העיקרית היא דחיסה צירית בשילוב עם כיפוף ציר חזק.-
השוואת חתך ומכנית-
| נֶכֶס | טור תיבה | H-עמודה בצורת |
|---|---|---|
| חתך- | חתך חלול מרובע או מלבני סגור | קטע I/H פתוח עם רשת ושני אוגנים |
| קיבולת צירית | גבוה, עם רגעי אינרציה גדולים על שני הצירים | מעט נמוך יותר עבור אותו אזור בגלל הציר הקטן החלש יותר |
| התנגדות פיתול | גבוה מאוד; חלק סגור עמיד בפני פיתול והתעוותות | נָמוּך; חלקים פתוחים מועדים לעיוות פיתול ועיוות |
| כיפוף דו-צירי | אחיד ועדיף על שני הצירים העיקריים | טוב לגבי הציר החזק, מוגבל לגבי הציר החלש |
| יציבות מקומית | חָזָק; הצינור הסגור מתנגד להתכווצות מקומית | רשת דקה ואוגנים רחבים זקוקים לבדיקות קשיח ובקרת רזון |
השוואת ייצור ועלויות
| אַספֶּקט | טור תיבה | H-עמודה בצורת |
|---|---|---|
| ייצור | חנות-מרותכת מצלחות, או מסופקת כחלקים חלולים מוגמרים; ארבעה ריתוכים אורכיים צריכים בקרת איכות קפדנית | חלקים סטנדרטיים-חמים עם זמינות גבוהה, או חלקים מרותכים-בנויים |
| עבודת ייצור | נפח ריתוך גבוה יותר, קצבאות ריתוך ועלות בדיקה | חיתוך, קידוח וחבור פשוטים יותר; נפח ריתוך נמוך יותר |
| עמדת עלות | עלות יחידה גבוהה יותר, מוצדקת במבנים גבוהים, כבדים או מיוחדים | עלות יחידה נמוכה יותר; בדרך כלל החסכוני ביותר עבור מסגרות רגילות |
| התאמה אישית | ניתן להתאים מידות ועובי דופן לדרישות העיצוב | חלקים סטנדרטיים מכסים את רוב הצרכים; חלקים-בנויים מוסיפים גמישות |
כיצד לבחור בין עמודות בצורת תיבה ל-H
בחר עמודות בצורת -H למפעלי תעשייה סטנדרטיים, מחסנים, מבני מסחר ומגורים מרובים-קומות וגשרים שבהם העומסים הם בעיקר ציריים עם כיפוף צירים חזק-, ובהם מהירות הבנייה והתקציב שולטים.
בחר עמודי קופסה לבניינים-גבוהים ובניינים גבוהים, מבנים מרחביים- גדולים כגון מסופי נמלי תעופה ומרכזי תערוכות, ומפעלי תעשייה כבדה שבהם כיפוף דו-צירי, פיתול או דרישות סייסמיות מחמירות קובעות את התכנון.
בחר עמודי קופסה שבהם נדרשת קשיחות כללית גבוהה כדי לשלוט בסחיפה לרוחב, או שבהם העמוד יישאר גלוי ומועדף פרופיל נקי וסגור מסיבות אדריכליות.
כאשר המבנה נשלט על ידי יציבות או עקיפה במקום חוזק טהור, ודא שקטע חזק יותר או גדול יותר למעשה משפר את מצב הגבול הקריטי לפני תשלום פרמיה.
עבור שני סוגי המקטעים, דרגות החומרים עוקבות אחר המפרט השולט: האפשרויות הנפוצות הן Q235B ו-Q355B עד GB/T 1591, S235JR ו-S355JR/J0/J2 ל-EN 10025-2, ו-ASTM A36 או A572 דרגה 50, עם עיצוב 5019 עד GB-19 או 5019 AISC 360. GNEE מספקת גם עמודי קופסה וגם עמודים בצורת H עם שרטוטי חנות, NDT והגנה על פני השטח למפרט הפרויקט.
שאלות נפוצות
איזו עמודה חזקה יותר בפיתול, בצורת תיבה או H-?עמודת התיבה. החתך הסגור- שלו מספק קשיחות פיתול הרבה מעל זו של קטע H פתוח, שמתפתל ומתעוות תחת רגעי פיתול.
מדוע עמודות תיבה מועדפות בבניינים גבוהים-?הם מציעים חוזק וקשיחות אחידים על שני הצירים, התנגדות פיתול גבוהה ויציבות מקומית חזקה, המתאימה לעומסים הציריים הגדולים ולבקרת סחיפה לרוחב של בניינים גבוהים.
האם עמודות בצורת H- זולות יותר מעמודות תיבה?באופן כללי כן, מכיוון שחלקי H-מגולגלים חמים-מיוצרים-המוני ודורשים פחות עבודת ייצור. עמודות קופסאות הופכות חסכוניות-כאשר המכניקה המעולה שלהן מפחיתה את הטונאז' הכולל של פלדה או עומק מבני.
כיצד מוגנים עמודי קופסה מפני קורוזיה ואש?הגנת קורוזיה משתמשת במערכות ציפוי כגון-פריימר עשיר באבץ בתוספת ציפוי עליון, או גלוון-בחום. הגנה מפני אש פועלת בהתאם לקוד הבניין, בדרך כלל ציפויים יציבים או מעטפת לוח מדורגת -בדירוג עמידות האש הנדרשת.
האם ניתן לשלב עמודי קופסה עם בטון?כֵּן. צינורות פלדה מלאים בטון- ועמודי בטון מרוכבים מפלדה- משלבים את הכליאה של התיבה עם יכולת הדחיסה של הבטון, ומגדילים הן את יכולת העומס והן את עמידות האש.
אילו סטנדרטים קובעים את עיצוב העמודות בצורת תיבה ו-H?העיצוב הוא בדרך כלל לפי GB 50017, EN 1993-1-1 או AISC 360, עם חומר לפי GB/T 1591, EN 10025-2 או ASTM A36/A572 וביצוע ייצור לפי EN 1090-2 במידת הצורך.
