الخلفية: عائلتين من أعضاء الضغط
الأعمدة الشبكية والأعمدة الصلبة ذات القسم H- هما العائلتان الرئيسيتان لأعضاء الضغط في المنشآت الصناعية، ورفوف الأنابيب ودعامات الهياكل الفولاذية. كلاهما يحمل أحمالًا رأسية وأحمال رياح جانبية، لكنهما يختلفان بشكل كبير في السلوك الهيكلي، وتكلفة التصنيع، وملاءمتها للشحن البحري.
العمود الشبكي عبارة عن عضو مفتوح{0}}يتكون من وترين أو أكثر، عادةً ما تكون زوايا أو قنوات أو أقسام مجوفة، متصلة بقضبان ربط قطرية أو ألواح خشبية. عمود القسم H - الصلب عبارة عن ملف جانبي متكامل ملفوف أو ملحوم تشكل شبكته وحوافه مقطعًا واحدًا مستمرًا. يجب أن يعتمد الاختيار بينهما على ارتفاع العمود، وطبيعة التحميل، وتكلفة العمالة في الموقع، وقيود النقل، وليس على العادة.
الاختلافات الرئيسية في لمحة
| عنصر المقارنة | عمود شعرية | الصلبة H-عمود القسم |
|---|---|---|
| التركيب الهيكلي | افتح القسم المبني-: الأوتار بالإضافة إلى الربط أو العوارض، مع وجود مسافات فارغة | قسم شبكي متكامل-و-فلنجة، متواصل ومغلق |
| سلوك الاستقرار | تحكم ممتاز في النحافة للأعضاء طوال القامة؛ يجب التحقق من استقرار الوتر بشكل منفصل | -استقرار القسم المستمر-محدد جيدًا؛ تختلف المحاور القوية والضعيفة |
| القص والالتواء | القص الذي يتم حمله بواسطة جلد أو عوارض؛ مقاومة الالتواء منخفضة | شبكة صلبة تحمل القص؛ مقاومة الالتواء أفضل |
| تلفيق | المزيد من خطوات العملية، ودقة التجميع الضيقة | أبسط، واتساق عالي، ودورة إنتاج قصيرة |
| ينقل | يمكن تقسيمها إلى أجزاء مفككة-تلائم الحاويات القياسية | غالبًا ما تتجاوز الأقسام المتكاملة الكبيرة حدود الحاوية |
| الانتصاب | يتطلب الأمر-تجميع ومحاذاة المسامير في الموقع | جاهز للتركيب، انتصاب سريع |
التركيب الهيكلي
في العمود الشبكي، توفر الأوتار، الموجودة عند الحواف الخارجية للمقطع العرضي-، سعة الحمل المحوري الأساسية، بينما تضمن قضبان الربط أو ألواح الربط أن الأوتار تعمل معًا وتقاوم القص. يسمح الترتيب المفتوح بتوسيع العمق الإجمالي للتحكم في النحافة باستخدام مادة قليلة نسبيًا. في المقطع H- الصلب، يوفر النسيج مقاومة مستمرة للقص وتقاوم الفلنجات الانحناء، ولكن يتم تثبيت أبعاد المقطع العرضي - بواسطة ملف التعريف المدرفل أو الملحوم.
السلوك الميكانيكي
تتميز المقاطع H الصلبة-بسلوك ثبات محدد جيدًا-في ظل الضغط المحوري، حيث تحمل الشبكة قصًا أفقيًا بأقل قدر من التشوه. تظهر الأعمدة الشبكية صلابة جيدة حول محور المادة، في حين يتم تقليل الصلابة حول المحور الحر عن طريق تشوه القص لعناصر الربط، ويجب التحقق من الاستقرار العام واستقرار الوتر الفردي. تعتبر الأحمال الالتوائية غير مناسبة للأعمدة الشبكية ويجب تجنبها أو تحليلها بعناية.
اعتبارات التصميم والتعليمات البرمجية
تم إنشاء-مخصصات للأعضاء
يتعامل كلا كودي التصميم الرئيسيين مع أعضاء الضغط المدمجين بشكل خاص. يطبق القسم E6 من AISC 360 نسبة رقة معدلة ومتزايدة للأعضاء المبنية، ويعتمد القسم 6.4 من المعيار EN 1993-1-1 نسبة رقة مكافئة مع منحنيات الإبزيم المتطابقة. يجب أيضًا التحقق من الطول الفعال لأعضاء الوتر الفردية بين نقاط الربط، لأن الحساب غير الصحيح يمكن أن يؤدي إلى التواء الوتر قبل الأوان أو رفض التصميم.
تفاصيل الأربطة والبطانة
تميل قضبان الربط عادةً بزاوية تتراوح من 40 إلى 70 درجة تقريبًا على محور العمود، مما يحقق التوازن بين الكفاءة الهيكلية وقابلية اللحام. بالنسبة للتصميمات التي يهيمن عليها القص-، غالبًا ما تكون الألواح المسطحة مع ضبط النحافة المكافئ- الذي يتطلبه الكود مفضلة على الربط، لأنها توفر اتصال قص أكثر صلابة بين الأوتار.
حدود شحن الحاويات
تحتوي الحاويات القياسية ISO 668 على عرض داخلي يبلغ حوالي 2.35 مترًا، كما أن المقاطع الكبيرة الملحومة - ذات الحواف العريضة أو الأعضاء الطويلة تتجاوز غالبًا المظروف. يمكن تصنيع الأعمدة الشبكية على شكل -مقاطع متقطعة تناسب الحاوية، مع تجنب الشحن الزائد عن -الأبعاد، في حين تتطلب المقاطع H -المتكاملة الموجودة أعلى غلاف الحاوية قطع-شحنة مجمعة أو ربط الموقع.
كيفية الاختيار: إرشادات التطبيق والاختيار
| نوع المشروع | عضو موصى به | السبب الرئيسي |
|---|---|---|
| مستودع قياسي، ارتفاع أقل من حوالي 12 م | قسم -مبني أو ملفوف على شكل حرف H-. | تركيب سريع وتكلفة تصنيع تنافسية |
| حامل أنابيب متعدد الطبقات-، بشكل أساسي تحميل محوري | عمود شعرية | يعمل على تحسين النحافة والحمولة الفولاذية للأعضاء الطويلة وخفيفة الوزن |
| دعم المعدات الثقيلة | تم إنشاء قسم-H-. | صلابة محلية عالية تحت الاهتزاز والأحمال الدورية |
| موقع بعيد مع الخدمات اللوجستية الصعبة | عمود شبكي، اهدم-أسفل | يناسب الحاويات القياسية؛ يتم قبول التجميع الميداني الإضافي |
| منطقة رياح ساحلية عالية- | قسم H- محسّن | يمكن التنبؤ بالانجراف الجانبي وسلوك القص |
هذه توصيات عامة. يجب تأكيد الاختيار النهائي مقابل لحظة الانحناء الفعلية والقص والالتواء ومتطلبات الكود المحلي للمشروع.
الأسئلة المتداولة
أيهما أكثر اقتصادا: الأعمدة ذات القسم -الشبكية أم الصلبة؟يعتمد ذلك على ارتفاع العمود وشخصية التحميل وقيود الشحن. بالنسبة للأعضاء الطويلة ذات التحميل الخفيف، يمكن للعمود الشبكي أن يقلل من حمولة الفولاذ بشكل كبير ويقلل أيضًا من أحمال الأساس. بالنسبة للأعمدة متوسطة الارتفاع- ذات الأحمال الثقيلة أو اللامركزية، عادةً ما تكون تكلفة تصنيع وتركيب القسم H- أقل. وينبغي إجراء المقارنة على إجمالي تكلفة التركيب، بما في ذلك الشحن.
هل الأعمدة الشبكية مناسبة للمناطق ذات الرياح العالية-؟نعم، عندما تكون الأربطة والوصلات مصممة لقص الرياح. تكون الأعمدة الشبكية أخف وزنًا، مما يقلل من الكتلة الزلزالية، ولكن يجب تصميم مفاصلها بدقة لتوفير الصلابة الكافية. يوفر القسم H - الصلب صلابة مستمرة يمكن التنبؤ بها بشكل أكبر حيث يكون التحكم في الانجراف الجانبي أمرًا بالغ الأهمية.
هل يمكن شحن الأعمدة الشبكية في حاويات قياسية؟نعم. يمكن تصميم الأعمدة الشبكية على شكل -أجزاء متقطعة تناسب الحاويات القياسية، مما يؤدي إلى تجنب الشحن الزائد عن الحد -والقطع الثانوي في الموقع. وهذا هو أحد الأسباب الرئيسية لاختيارهم لمشاريع التصدير.
لماذا تقتصر زاوية الجلد على حوالي 40 إلى 70 درجة؟تعمل الزاوية على موازنة فعالية الربط في نقل القص مع الاقتصاد في المواد وقابلية اللحام. تؤدي الزوايا الأكثر انحدارًا أو استواءً إلى إهدار المواد أو جعل الاتصال غير فعال، وتعكس قواعد التفاصيل المستندة إلى التعليمات البرمجية- هذا النطاق.
هل تستطيع الأعمدة الشبكية حمل الأحمال الثقيلة المركزة؟يمكن ذلك، ولكن من الأفضل نقل الأحمال المركزة المحلية من خلال المقاطع الصلبة أو التقوية الإضافية عند نقطة التحميل. بالنسبة للأحمال الكبيرة المركزة أو اللامركزية، عادةً ما يكون القسم H-مع شبكته المستمرة أكثر ملاءمة.
ما هي الرموز التي تغطي-الأعمدة المبنية؟ISC 360 القسم E6 للمشاريع الأمريكية وEN 1993-1-1 القسم 6.4 للمشاريع الأوروبية، بالإضافة إلى متطلبات التنفيذ في AWS D1.1 أو EN 1090-2. تتبع المشاريع الصينية GB 50017 للتصميم وGB/T 1591 لدرجات المواد.