Ontot teräsprofiilit: tyypit, standardit, suunnitteluominaisuudet ja modulaariset siltasovellukset

Ontot teräsprofiilit, joita kutsutaan usein ontoksi rakenneprofiiliksi (HSS) Pohjois-Amerikassa ja hollow profiles Euroopassa, ovat poikkileikkaukseltaan umpinaisia teräsosia, jotka valmistetaan neliön, suorakaiteen ja pyöreän muotoisina. Niitä löytyy siltaristikoista, rakennuspilareista, nosturirakenteista, voimansiirtotorneista, väliaikaisista töistä ja modulaarisista terässiltaista. Yksinkertaisin tapa nähdä niiden edut: kuumavalssatun HEA- tai IPE-kolonnin korkeudella ja teräsmassalla samankokoinen neliömäinen onttoprofiili tuottaa tyypillisesti noin 20-30 prosenttia suuremman kiertosäteen, mikä vähentää suoraan nurjahdusriskiä ja nostaa käytettävää aksiaalista kuormituskapasiteettia terästä lisäämättä. Nämä luvut ovat peräisin avoimesti julkaistuista osien ominaisuustaulukoista, kuten Eurocode 3 -suunnitteluesimerkeissä ja vakiomyllyluetteloissa käytetyistä. Tämä artikkeli selittää todelliset erot neliömäisten, suorakaiteen muotoisten ja pyöreiden onttojen profiilien välillä, kuinka valmistusreitti muuttaa mekaanista käyttäytymistä, mitä materiaalistandardeja sovelletaan, miten profiilien ominaisuudet luetaan, kuinka onttoja profiileja käytetään modulaarisissa terässiltatuotteissa, miten korroosiosuojaus määritellään ja mitä tulee olla hankinnan tarkistuslistalla ennen tilauksen tekemistä.

Suora vastaus yleisimpiin kysymykseen on tämä: valitse nelikulmainen onteloprofiili, kun tarvitset ennustettavaa taivutusjäykkyyttä ja puhtaita liitoksia, valitse suorakaiteen muotoinen onteloprofiili, kun yksi suunta hallitsee kuormaa, valitse pyöreä ontto profiili, kun kuormia voi saapua mistä tahansa suunnasta, ja varmista aina valmistusreitti ja materiaaliluokka ennen hintojen vertailua. Valmistusreitti vaikuttaa jäännösjännitykseen, sitkeyteen ja suunnittelussa käytettävään nurjahduskäyrään, joten se ei ole vain tuotannon yksityiskohta.

Mitä ovat ontot teräsprofiilit? Tyypit ja perusmuodot

Ontot teräsprofiilit muodostetaan litteästä teräsnauhasta tai kuumennetusta pyöreästä aihiosta suljetuksi poikkileikkaukseksi, jossa ei ole vapaita reunoja. Kolme standardiperhettä ovat nelikulmaiset ontot profiilit (SHS), suorakaiteen muotoiset ontot profiilit (RHS) ja pyöreät ontot profiilit (CHS). Jokaisella perheellä on oma kantavuus, joten valintaprosessin ensimmäinen vaihe on poikkileikkauksen muodon sovittaminen hallitsevaan kuormatyyppiin.

Ontto profiili määritellään sen perheen, ulkomitan tai mittojen sekä seinämän paksuuden perusteella, esimerkiksi SHS 150 x 150 x 8 tai RHS 200 x 100 x 6,3. Eurooppalaisessa käytännössä valmistus- ja toleranssivaatimukset on annettu standardissa EN 10210 kuumaviimeistetyille profiileille ja EN 10219 kylmämuovaille hitsatuille profiileille. Pohjois-Amerikan käytännössä ASTM A500 on edelleen yleisin hitsattujen hiiliteräksisten onttojen rakenneosien spesifikaatio, kun taas ASTM A1085 määritellään yhä enemmän, kun tarvitaan tiukempia toleransseja ja tasaista sitkeyttä. Kiinassa GB/T 6728 kattaa monia kylmämuovattuja hitsattuja putkiprofiileja. Tietäminen, minkä standardin mukaan projektisi tarkistetaan, on yhtä tärkeää kuin teräslaadun tunteminen.

Kuinka ontot teräsprofiilit valmistetaan

Valmistusreitti muuttaa sisäistä jännitystilaa, hitsaussauman sijaintia, kulmageometriaa ja materiaalin käyttäytymistä puristuksen ja väsymisen alaisena. Kaksi profiilia, joilla on identtiset ulkomitat, voivat käyttäytyä eri tavalla, jos toinen on kuumakäsitelty ja toinen kylmämuovattu, joten tämä ei ole puhtaasti akateeminen ero.

1. Kuumamuovaus (EN 10210 reitti): teräs kuumennetaan uudelleenkiteytyslämpötilan yläpuolelle, muotoillaan pyöreäksi tai neliömäiseksi ja viimeistellään lämpötilaan, joka vapauttaa suurimman osan muovausjännityksistä. Tuloksena on tasaisempi mikrorakenne, pienempi jäännösjännitys ja parempi sitkeys kulmissa, mikä voi parantaa saman nimellismitan omaavan pilarin nurjahduskykyä.
2. Kylmämuovaus nauhasta (EN 10219 tai ASTM A500 reitti): litteä nauha kylmävalssataan pyöreäksi putkeksi, suljetaan korkeataajuisella induktiohitsauksella, minkä jälkeen se rumpuvalssataan neliön tai suorakaiteen muotoiseksi. Kylmämuovaus lisää kulmien myötölujuutta työkarkaisun vuoksi, mutta jättää myös suuremmat jäännösjännitykset, ja suunnittelusäännöt käsittelevät profiilia eri tavalla nurjahdustarkistuksissa.
3. Kuumamuovaus hitsauksen jälkeen: Jotkut tehtaat normalisoivat tai karkaisevat hitsatun putken muovattavuuden ja konsistenssin palauttamiseksi. Tämä yhdistää nauhapohjaisen tuotannon alhaisemmat kustannukset edullisempaan sisäiseen jännitystilaan, mutta saatavuus on rajoitetumpaa ja toimitusajat pitenevät.

Siltakomponentille, joka kantaa toistuvia jännitteitä, kuumaviimeistelty tai normalisoitu osa on usein turvallisempi lähtökohta, koska väsymiskyky riippuu voimakkaasti hitsisaumasta ja nurkkien jännityskeskittymistä. Tilapäistöissä, tekotyössä, näyttämöissä ja väsymättömissä rakenteissa kylmämuovattu osa on yleensä riittävä ja taloudellisempi. Hintaero samankokoisten kylmämuovattujen ja kuumaviimeisteltyjen osien välillä on tyypillisesti 5-10 prosenttia markkinasta ja seinämän paksuudesta riippuen, mutta väsymiskuormitetussa liitoksessa suorituskyvyn ero voi olla paljon tätä lukua suurempi.

Teräslaadut ja standardit, joilla on merkitystä

Alla olevassa taulukossa on yhteenveto ontoissa teräsprofiileissa yleisesti käytetyistä standardeista ja niihin liitetyistä materiaalilajeista. Yleisin suunnittelupäätös on S235, S275 ja S355 välillä Euroopassa ja ASTM A500 Grade B ja Grade C Pohjois-Amerikassa.

Kun vertaat eri tehtaiden tarjouksia, varmista, että standardi, laatu ja iskun vaatimus on kirjoitettu samalle riville. Yleinen virhe on verrata kylmämuovattua S275-profiilia kuumaviimeisteltyyn S355-profiiliin pelkän hinnan perusteella. Kylmämuovattu osa voi olla halvempi tonnia kohden, mutta kuumaviimeistelty osa voi mahdollistaa ohuemman seinämän ja kevyemmän osan pilarisuunnittelussa, mikä usein tekee lopullisesta valmisrakenteesta halvempaa, kun kustannuksia verrataan asennetun rakenteen metriin eikä raaka-ainetonniin.

Osion ominaisuudet, jotka ohjaavat rakennesuunnittelua

Kun avaat onttoprofiilisen luettelon, numerot, joilla on merkitystä, eivät ole pelkästään ulkomitat. Alla olevat ominaisuudet ovat niitä, joita rakennesuunnittelija käyttää lujuuden, jäykkyyden ja vakauden tarkistamiseen. Niitä tulee verrata vain saman valmistusreitin ja materiaalilaadun osien välillä.

Pyörinnän säde ansaitsee erityistä huomiota. Kiinteälle poikkileikkausalueelle neliömäinen tai pyöreä ontto poikkileikkaus levittää materiaalia kauemmaksi painopisteestä kuin saman alueen avoin I-leikkaus, mikä nostaa pyörimissädettä ja alentaa hoikkuussuhdetta tietyllä osan pituudella. Yksinkertaisesti sanottuna ontto pylväs voi olla pidempi tai ohuempi kuin avopilari, ennen kuin nurjahdus ohjaa suunnittelua. Tästä syystä ontot teräsprofiilit hallitsevat korkeita jäykistettyjä kehyksiä, ristikkotorneja ja modulaarisia siltajärjestelmiä, jotka on kuljetettava suurikokoisina esivalmistetuina komponentteina ja pystytettävä mahdollisimman vähän työmaalla.

Vääntö on toinen käytännön etu. Avoin I-profiili jakaa vääntöjännityksen tehottomasti ja vaatii usein lisäjäykistystä tai umpinaisen laatikon, joka on valmistettu hitsaamalla levyjä yhteen. Neliön tai suorakaiteen muotoinen ontto osa kestää kiertymistä suoraan suljetun seinänsä läpi. Siltarakennusalustalla, uloketukikehyksellä tai missä tahansa rakenteessa, joka vastaanottaa tuulen muuttuvista suunnista, tämä suljetun osan käyttäytyminen vähentää tarvittavan ylimääräisen jäykistysteräksen määrää.

Ontot profiilit modulaarisissa terässiloissa ja raskaissa rakenteissa

Modulaariset terässillat ovat vahva esimerkki siitä, miten onttoja teräsprofiileja käytetään käytännössä. Tyypillinen Bailey-silta tai paneelityyppinen modulaarinen silta nojaa pääpalkeissaan erittäin lujille tappiliitetyille ristikkopaneeleille, mutta ympäröivä rakennejärjestelmä käyttää suuren määrän onttoja osia poikittaispalkkeihin, sivuttaisjäykistykseen, tuulipainteisiin, kaiteisiin, kaiteisiin ja liitoselementteihin. Ristikon pääosat eivät usein ole onttoja osia, koska ne on kiinnitettävä ja standardoitava nopeaa kokoamista varten. Modulaarisen sillan toissijaiset osat ja koko tukirunko valmistetaan kuitenkin usein SHS- ja RHS-profiileista, koska ne kestävät sivuttaisvoimia ja vääntömomentteja, joita ilmaantuu raskaiden ajoneuvojen ylittäessä sillan.

CB-100-sarjassa järjestelmä käyttää standardoituja modulaarisia paneeleja, jotka voidaan koota yksikaistaisiin, kaksikaistaisiin ja vahvistettuihin kokoonpanoihin. Läpivientipalkkirakenne luo klassisen ristikon profiilin, kun taas poikkituet ja pystytolpat käyttävät suljettuja osia pitämään tuulen vastusta alhaisempana ja välttämään paikallista nurjahdusta, jota ohuet avoimet kanavat kärsivät toistuvien raskaiden kuormien alla. Jos verrataan moduulisiltaa, joka on rakennettu suljetulla toisiojäykistyksellä, ja vanhempaa mallia, jossa on avoimia kanavia, suljetussa versiossa on yleensä vähemmän tason ulkopuolista tärinää ja se vaatii vähemmän huoltoa ajan mittaan, pääasiassa koska siinä ei ole avoimia reunoja, joihin vesi ja tiesuolat kerääntyvät.

CB 100 (321) Bailey Bridge -moduulijärjestelmän toimittaja CB 100 (321) Bailey Bridge yhdistää standardoidut paneelit suljetun poikkijäykistyksen kanssa tuulen vastuksen ja tason ulkopuolisen tärinän vähentämiseksi, mikä tekee siitä kestävän vaihtoehdon yksikaistaisiin, kaksikaistaisiin ja vahvistettuihin väliaikaisiin silta-asetteluihin. Näytä tuote →

Onttojen profiilien ja modulaaristen siltojen välinen suhde toimii molempiin suuntiin. Siltajärjestelmä itsessään käyttää toisaalta suljettuja profiileja tukirakenteeseensa ja raskaasti kuormitettaviin osiin, minkä vuoksi suuritehoisia modulaarisia siltoja mitataan ristikon syvyyden lisäksi myös suljetun poikkijäykistyksen ja kuormanjakoelementtien perusteella. Toisaalta ontot teräsprofiilit ovat raaka-aineena monille esivalmistetuille siltakomponenteille, mukaan lukien jalankulkusillat, putkilinjan tukisillat, väliaikaiset rampit ja teräksiset lähestymissillat. Kun sillan on oltava korroosionkestävä ja helppo kuljettaa, suljettu poikkileikkaus vähentää ulkopinta-alaa lujuusyksikköä kohti, joten maalia tai galvanointia kuluu vähemmän samaan suorituskykyyn. Kantavuusopas ja järjestelmän vertailutiedot ovat hyödyllisiä lähtökohtia ennen kuin sitoudut osan kokoon, jotta voit tarkastella sitä, kuinka tekniset tiedot ja kuormitustiedot käsitellään vakiomoduulisillassa. Suuremmissa risteyksissä CB-200-sarja lisää paneelien lujuutta ja mahdollistaa pidemmät jännevälit, ja neliriviset vahvistetut versiot osoittavat, kuinka modulaarisissa järjestelmissä yhdistyvät samat onton profiilin jäykistysperiaatteet ja suurempi ristikkokapasiteetti.

Suuremmissa siltarakenteissa ontot profiilit kantavat alakerroksen ja ylemmän sivujärjestelmän tuulentuen. Suorakaiteen muotoista onttoprofiilia käytetään usein ristikkopalkkien jänneosissa, koska tasasivuiset profiilit yksinkertaistavat hitsausliitoksia. Hilasiltojen suunnittelusäännöt kohtelevat suljettua osaa edullisemmin kuin avointa kulmaa tai kanavaa, kun osaan kohdistuu puristus ja taivutus kahteen suuntaan. Joissakin raskaissa sillan rungoissa pylväinä käytetään betonitäyteisiä pyöreitä onteloita, joissa betonin korkea puristuskestävyys yhdistyy teräsputken rajoittavaan vaikutukseen, mikä lisää betonin puristuslujuutta aksiaalisessa kuormituksessa noin 10-20 prosenttia verrattuna samaan betoniin raudoittamattomassa pilarissa. Tämä parannus on dokumentoitu kansainvälisissä komposiittipylväiden suunnittelusäännöissä.

Suunnittelunäkökohdat onttojen osien jäsenille

Onton profiilin oikea käyttö tarkoittaa neljän suunnittelualueen ymmärtämistä: poikkileikkausluokka, nurjahduskäyrän valinta, liitoskäyttäytyminen ja paikallinen kuormitus. Jos jokin näistä menee väärin, tehokkaan onton osa voi muuttua vaaralliseksi.

Poikkileikkausluokka ja paikallinen nurjahdus

Onton profiilin seinämän paksuus määrää sen poikkileikkausluokan. Luokan 1 lohkossa voi kehittyä muovinen sarana, luokan 2 lohko voi saavuttaa plastisen momentin, luokan 3 lohko saavuttaa myötön, mutta ei muovimomenttia, ja luokan 4 lohko näkee paikallisen nurjahduksen ennen myötörajan saavuttamista, joten on käytettävä tehollista pinta-alaa tai tehollista profiilimoduulia. Rajat ilmaistaan ​​yleensä tasaisen seinän leveys-paksuussuhteen rajana. Käytännön sääntönä on, että neliömäinen ontto profiili, jonka seinämän paksuus on noin 5 prosenttia ulkomittasta, pysyy mukavasti kompaktissa S355-teräksessä. Ohutseinämäisessä suorakaiteen muotoisessa osassa rajoittavaa tasaisen leveyden suhdetta määrää pidemmän litteän seinän pituus, ei kahden suunnan keskiarvo.

Nurjahduskäyrä ja valmistusreitti

Valmistusreitti vaikuttaa suunnittelussa käytettävään nurjahduskäyrään. Kuumaviimeistellyillä onteloprofiililla on yleensä edullisempi nurjahduskäyrä kuin kylmämuovatut profiilit, joilla on sama nimellislujuus, koska muovausprosessi muuttaa jäännösjännitysjakauman muotoa ja kulman myötölujuutta. Tällä erolla on eniten merkitystä keskihohtoissa pylväissä, joissa lommahdusvastus on 5-15 prosenttia korkeampi kuumaviimeistellyllä osalla. Pitkässä modulaarisessa jännevälissä kuumaviimeistelyjen osien käyttö voi pienentää vaadittua seinämän paksuutta juuri sen verran, että se alentaa sekä materiaalikustannuksia että kuljetuspainoa.

Yhteinen käyttäytyminen ristikoissa

Neliömäisistä tai suorakaiteen muotoisista ontoista osista valmistetussa ristikossa liitoskapasiteettia säätelee yleensä jänteen seinämän lävistysleikkaus eikä hitsaus. Kohtuulliseen kulmaan saapuva jäykistysosa luo soikean jännitysalueen jänteen pintaan. Suunnittelutarkastuksessa on varmistettava, että jänteen pinta kestää paikallista voimaa. Pyöreässä ontelossa sama ongelma ilmenee tasaisemman jännitysvirtauksen yhteydessä, minkä vuoksi CHS-liitännät on joskus helpompi suunnitella suurille aksiaalisille kuormituksille, vaikka pyöreiden putkien leikkaaminen ja sovittaminen maksaa valmistuksessa enemmän. Ontoista osista valmistetuissa modulaarisissa siltojen jäykistyksissä uusimman liitossuunnittelumenetelmän käyttö johtaa harvempiin kulmalevyihin ja yksinkertaisempaan valmistukseen.

Paikallisen kuorman esittely

Onttoon osaan voidaan kohdistua suuri keskittynyt kuormitus laakerista, tapista tai muusta osasta. Suljettu seinä deformoituu paikallisesti, kun kuormaa viedään liian pienelle alueelle. Jos laakerointivoima on suuri, poikkileikkauksen paikallinen taipuminen tulee tarkistaa ja tarvittaessa vahvistaa sisäkalvoilla tai paksummalla seinämällä liitosalueella. Juuri tässä CB-450 ja raskaan kuorman järjestelmät osoittavat etunsa: raskaammat suljetut osat ja vahvistetut paneelit on suunniteltu ottamaan vastaan ​​kuormitetun kuorma-auton akselin tai nosturin kuorman keskittyneet voimat.

Kun onteloprofiili täytetään betonilla, sekä palonkestävyys että paikallinen laakerinkestävyys paranevat merkittävästi. Betonisydän estää terässeinää taipumasta sisäänpäin, ja teräsputki rajoittaa betonin, jolloin komposiittipilarin aksiaalinen kapasiteetti on paljon suurempi kuin sen osien summa. Täytetyt CHS-pilarit ovat vakiona korkeissa rakennuksissa, ja ne ovat yleistymässä raskaissa siltapilareissa ja väliaikaisissa tukitorneissa. Väliaikaisissa sillan alusrakenteissa betonitäyteinen onteloprofiili voidaan käyttää uudelleen betonin tyhjennyksen jälkeen, vaikka käytännössä täytetty pilari yleensä jätetään paikoilleen, koska teräksen leikkaaminen betonin poistamiseksi ei ole taloudellista.

CB 200 Bailey Bridge joustaviin jänneyhdistelmiin CB 200 Bailey Bridge mukautuu 21–60 metrin jänneväliin modulaaristen yhdistelmien avulla, se on GB-, ANSI- ja EN-standardien mukainen, ja se voidaan purkaa toistuvasti uudelleenkäyttöä varten, mikä sopii hätä- ja puolipysyviin siltakohteisiin. Näytä tuote →

Korroosiosuojaus ja pintakäsittely

Ontto teräsprofiili ruostuu ulkopuolelta ja, jos päitä ei ole tiivistetty, myös sisältä. Yleisin ulkosiltojen ja raskaiden rakenteiden suojajärjestelmä on kuumasinkitys, jossa valmistettu osa puhdistetaan, sulatetaan ja upotetaan sulaan sinkkiin. Sinkkipinnoite muodostaa metallurgisesti sidotun kerroksen, joka tarjoaa sekä sulkusuojan että katodisuojan naarmuilta ja leikatuilta reunoilta. Laajalti käytetyn ISO 1461 -sinkitysspesifikaation mukaan yli 6 mm paksun teräksen keskimääräinen pinnoitteen vähimmäispaksuus on noin 85 mikrometriä ja tyypillinen 8-10 mm seinämäpaksuinen siltaosa saa 85-115 mikrometriä sinkkipinnoitetta. Meriympäristöissä kaksipuolinen galvanointijärjestelmä ja maalipintamaali pidentää huoltoväliä noin kahdesta kolmeen kertaan pelkkään maaliin verrattuna.

Käydään jatkuvaa keskustelua siitä, galvanoidaanko ennen valmistusta vai sen jälkeen. Monissa onteloprofiilirakenteissa oikea vastaus on sinkitys hitsauksen ja porauksen jälkeen, koska jokainen leikattu reuna, porattu reikä ja hitsisauma pinnoitetaan sinkkipinnoitteella. Jos profiili galvanoidaan ennen valmistusta, hitsauskohteet menettävät sinkkinsä ja vaativat paksun sinkkipitoisen maalin korjauksen. Holkkielementti tarvitsee myös tuuletusaukot sinkittynä: sisä- ja ulkopaineen tulee tasaantua, jotta sisällä oleva kuuma kaasu ei pakota sinkkiä ulos tai aiheuta räjähdysvaaraa. Yleinen yksityiskohta on kaksi pientä reikää suljetun osan päissä, jotka on sijoitettu siten, että sade ei pääse tunkeutumaan putkeen ja kerääntymään putken sisään.

Sovelluksiin, joissa galvanointi ei ole käytännöllistä koon, lämpötilan tai kustannusten vuoksi, vaihtoehtona on kaksikomponenttinen maalijärjestelmä, jossa on runsaasti sinkkiä sisältävä pohjamaali. Pinta on esikäsiteltävä korkeatasoisesti, esim. hiontapuhalluksella puhtauteen Sa2,5 ja pinnan karheudeksi noin 40-80 mikrometriä. Maalijärjestelmän kokonaispaksuus C3- tai C4-ilmakehän ympäristössä on yleensä 160-240 mikrometriä riippuen pinnoitteen toimittajasta ja odotetusta käyttöiästä. Erittäin syövyttävissä ympäristöissä, kuten rannikkosilloissa tai tunneleissa, säänkestävä teräs on toinen vaihtoehto, mutta säänkestävästä teräksestä valmistetut hitsatut suljetut profiilit vaativat huolellista huomiota hitsin täytemetalliin ja vesilukkoyksityiskohtiin, koska sisään jäänyt vesi aiheuttaa pahimman tyyppisen korroosion suljetun profiilin sisällä.

Esivalmistetuissa siltatuotteissa sinkkisinkityt ontot profiilit ovat usein oletuksena. Galvanoitu pinta suojaa elementtiä kuljetuksen, varastoinnin ja asennuksen aikana, jolloin paljas teräs kärsii eniten käsittelyvaurioista ja ruostetahroista. Tehdasasennettu sinkkipinnoite tarkoittaa myös sitä, että työmaa tarvitsee vain ruuviliitosten korjausmaalin. Modulaarisen sillan galvanoitu versio ja räätälöidyt galvanoidut siltaratkaisut osoittavat, kuinka suljetut ruostumattomat teräsprofiilit tai galvanoidut ontelot voidaan yhdistää täydelliseksi siltapaketiksi, jonka käyttöikätavoite on 50 vuotta tai enemmän. Yksi käytännön seikka: kun galvanoitu onteloprofiili on hitsattava työmaalla, hitsausalue menettää sinkkisuojansa, joten alue tulee puhdistaa ja maalata uudelleen sinkkipitoisella maalilla heti hitsauksen jälkeen.

Galvanoitu räätälöity Bailey-silta työmaavalmiin kokoonpanoon Tämä kuumasinkitty Bailey-silta on räätälöity ja tehtaalla valmiiksi koottu yksinkertaistamaan asennusta paikan päällä, ja siinä on korroosionkestävä pinnoite, joka sopii haastaviin luonnonympäristöihin, ja standardoidut komponentit takaavat luotettavan suorituskyvyn. Näytä tuote →

Hankkeiden tarkistuslista projektiinsinööreille

Yleisin onttoteräsprofiilien hankintavirhe on vakiomyllytuotteen tilaaminen ilman rakenteellista suorituskykyä ohjaavien yksityiskohtien korjaamista. Alla oleva tarkistuslista kattaa kohdat, jotka tulee kirjoittaa kaikkiin onttojen teräsprofiilien ostoeritelmiin.

• Vahvista ensin valmistusreitti. Kirjoita, hyväksytäänkö kuumaviimeistely, kylmämuovattu tai normalisoitu. Älä salli vaihtamista ilman suunnittelun tarkistusta.
• Ilmoita standardi ja arvosana tarkasti. Esimerkiksi EN 10219 S355J2H, ASTM A500 Grade C tai GB/T 6728 Q355B. Tarkista vastaavat arvot tehtaan testiasiakirjasta ennen hyväksymistä.
• Korjaa toleranssit. Ulkomitta, seinämän paksuus, suoruus ja poikkileikkauksen pituus vaikuttavat kaikki valmistuksen sovitukseen. 0,2 prosentin suoruuspoikkeama pituudesta on yleinen vaatimus rakenteellisissa onteloissa, mutta korkean toleranssin projektit saattavat tarvita 0,1 prosenttia.
• Määritä pinnan esikäsittely. Maalijärjestelmille määritä puhallusstandardi ja karheus. Vahvista galvanoiduille osille pinnoitteen paksuusvaatimus ja sisäisten reikien tarve.
• Määritä valmistusalue. Selvitä, leikkaako toimittaja pituuteen, valmistelee viisteet, poraako reikiä ja hitsaako päätylevyt. Jokainen lisätty toimenpide muuttaa tarkastussuunnitelmaa ja kustannuksia.
• Listaa tarkastusvaatimukset. Määritä siltakomponenteille hitsausluokka ja ainetta rikkomattoman testauksen laajuus. Rutiininomainen rakennusrakenne voi hyväksyä silmämääräiset tarkastukset, kun taas kävelysilta tai raskas tukirunko voi vaatia kriittisten hitsien ultraääni- tai magneettihiukkastutkimusta.
• Tarkista päätytiivisteen yksityiskohdat. Päätä, tarvitsevatko ontot osat tiivistettyjä päitä vai tyhjennysreikiä. Tämä pieni yksityiskohta estää sisäistä korroosiota ja jäätymis-sulamisvaurioita paljaissa rakenteissa.
• Vertaa hintatarjouksia asennettuihin kustannuksiin, älä tonnihintaan. Hieman kalliimpi kuumaviimeistelty S355-osa voi mahdollistaa pienemmän osan, vähemmän jäykisteitä ja halvemman kuljetuksen pienentyneen painon ansiosta.

Siltakontekstissa varmista myös, että profiilin mitat sopivat käyttämääsi modulaariseen järjestelmään. 5 mm liian leveä ulkoinen jänne voi häiritä koko paneelilinjan liitosgeometriaa. Turvallisin tapa on valita onteloiden koot siltajärjestelmän dokumentaatiosta, jossa liitosvälit ja tappien halkaisijat ovat jo kiinteät.

Usein kysyttyjä kysymyksiä ontoista teräsprofiileista

Mitä eroa on SHS:n, RHS:n ja CHS:n välillä?

SHS on neliömäinen profiili, jonka leveys ja korkeus on yhtä suuri, RHS on suorakaiteen muotoinen profiili kahdella eri ulkomitalla ja CHS on pyöreä profiili. SHS on suositeltava pylväissä ja momenttiliitoksissa, RHS suositaan palkkeissa ja osissa, joissa on vahva akseli, ja CHS suositaan mistä tahansa suunnasta kuormitetuille pilareille, meripaaluille ja arkkitehtonisesti näkyville rakenteille. Valinta vaikuttaa liitoskustannuksiin, taivutustehokkuuteen ja vääntövastukseen.

Ovatko putkiprofiilit halvempia vai kalliimpia kuin I-profiilit?

Ontot profiilit maksavat yleensä enemmän tonnilta kuin kuumavalssatut I-profiilit, koska muovausprosessi kuluttaa lisäenergiaa. Kahteen suuntaan kuormitetun pilarin tai osan osalta saman kapasiteetin ontto osa voi kuitenkin painaa 10-30 prosenttia vähemmän, joten valmistuksen kokonaiskustannukset voivat olla pienemmät. Kustannusvertailu tulee aina tehdä asennettujen osien kustannuksiin, mukaan lukien valmistus, kuljetus, pintakäsittely ja liitokset.

Voidaanko onttoa teräsprofiilia käyttää taivutuspalkkina?

Kyllä. Suorakaiteen muotoinen onteloprofiili on erittäin hyvä palkki, kun kuorma on ensisijaisesti yhteen suuntaan, koska syväpoikkileikkausmuoto antaa suuren momentinvastuksen ja suljettu seinä antaa vääntövakautta. Neliömäisiä ja ympyräprofiileja käytetään myös palkina ristikkopalkeissa ja kehyksissä, mutta niiden taivutustehokkuus on pienempi kuin vastaavan leveän RHS:n, ​​koska materiaali ei ole yhtä kaukana neutraalista akselista taivutussuunnassa.

Mikä on poikkileikkausluokka onteloprofiilin suunnittelussa?

Poikkileikkausluokka on luokitusjärjestelmä, joka määrittää, kuinka pitkälle elementti voi mennä ennen kuin seiniin ilmestyy paikallinen lommahdus. Luokka 1 sallii plastisen analyysin ja muoviset saranat, luokka 2 sallii plastisen momentinkestävyyden, luokka 3 sallii vain elastisen momentin kestävyyden ja luokka 4 edellyttää tehollisen alueen laskemista. Luokka määräytyy pääasiassa tasoseinien leveys-paksuussuhteen ja teräksen myötölujuuden perusteella. Yksinkertaisesti sanottuna, mitä paksumpi seinä on suhteessa leveyteen, sitä korkeampi luokka ja sitä enemmän taivutuskykyä voidaan käyttää.

Kuinka paksu ontelon seinämän tulee olla?

Tyypillisessä rakennuksen neliömäisessä pilarissa seinämän paksuus on usein 4-8 prosenttia ulkomittasta. Suorakaiteen muotoisen palkin seinämän paksuus on yleensä 3-6 prosenttia suuremmasta mittasuhteesta. Ohuempi seinä on sallittu, jos profiili on luokkaa 3 tai luokkaa 4, mutta suunnittelu heikkenee tehollisen leveyden pienenemisen vuoksi. Alle 3 mm:n seinämän paksuutta käytetään harvoin primäärisiltarakenteessa, koska se on herkkä paikallisille vaurioille ja geometrisille epätasaisuuksille hitsauksen aikana.

Tarvitseeko ontto osa tyhjennysreikiä?

Kyllä, jos osa on alttiina säälle. Sinetöity ontto profiili vangitsee kondenssivettä ja vettä, joka pääsee sisään katkenneiden saumojen tai väärin tiivistettyjen hitsien kautta. Sisäinen vesi aiheuttaa korroosiota sisältä ja voi halkaista putken jäätyessä. Halkaisijaltaan noin 10–15 mm:n tyhjennysreiät alhaisissa kohdissa mahdollistavat veden poistumisen samalla kun leikkauspinta-alan menetys minimoidaan. Kun onttoa profiilia käytetään ulkopuolisena sinkittynä elementtinä, tarvitaan tuuletusreikiä myös itse galvanoinnin aikana.

Soveltuvatko ontot teräsprofiilit modulaarisiin siltoihin?

Kyllä. Modulaarisissa paneelisilloissa käytetään laajalti suljettuja profiileja toissijaisissa osissa, jäykistyksissä, kaiteet ja tukikehykset. Suljetun profiilin suuri vääntökestävyys on arvokas sivutuulikuormien ja kuorman epäkeskisyyksien kestämisessä. Lisäksi suljetut osat pienentävät pinta-alaa ja siten pinnoituskustannuksia, millä on merkitystä suuressa esivalmistetussa siltapaketissa. Normaalin Bailey-sillan ristikon pääjänteet eivät ole onttoprofiileja, koska tappiliitosrakenne perustuu puristettuihin teräspaneeleihin, vaan tukielementit ja raskaammat kantavat muunnelmat käyttävät suljettuja profiileja suuremman kapasiteetin saavuttamiseksi. The opas Bailey-sillan kantavuuteen selittää, kuinka järjestelmä sovitetaan jänne- ja kuormitusvaatimuksiin.

Ontot teräsprofiilit eivät ole yksittäinen tuote, vaan rakenneratkaisujen perhe, joka on valittava, määriteltävä ja suojattava yhtä huolellisesti kuin mikä tahansa muukin suunniteltu komponentti. Valmistusreitti, materiaalilaatu, seinämän paksuus ja pintakäsittely vaikuttavat kukin lopulliseen kapasiteettiin, kestävyyteen ja asennuskustannuksiin. Pilarissa suorakaiteen tai neliön muotoinen ontto osa antaa paremman nurjahduskestävyyden kuin samanmassainen avoin osa. Ristikon tapauksessa ontot profiilit vähentävät tuulenpintaa ja yksinkertaistavat liitoksia. Sään ja toistuville kuormituksille altistuvan sillan galvanoidut suljetut osat kestävät korroosiota ja väsymistä paremmin kuin useimmat avoimet osat. Kun määrität onton teräsprofiilin, aloita suunnitteluskenaariosta, vahvista valmistusreitti ja laatu ja vertaa sitten asennuskustannuksia toiminnallista yksikköä kohti. Tämä sarja tuottaa johdonmukaisia ​​tuloksia rakennuksissa, tilapäistöissä, raskaissa tukirakenteissa ja modulaarisissa silloissa.