اینرسی، مدول و شعاع در فولاد SHS و RHS چیست؟

در مهندسی سازه، طراحی معماری و تولیدات صنعتی سنگین، حاشیه خطا صفر است. انتخاب بخش سازه ای مناسب فقط مربوط به زیبایی شناسی یا تناژ خام نیست-بلکه یک عمل متعادل کننده پیچیده از کارایی هندسی، عملکرد مکانیکی و بهینه سازی هزینه است.

مقاطع توخالی مربعی(SHS)و مقاطع توخالی مستطیلی(RHS)-در مجموع به عنوان صفحات گسترده ساختاری، بخش‌های جعبه، یا بخش‌های ساختاری توخالی شناخته می‌شوند(HSS)-نشان دهنده اوج کارایی سازه است. پروفیل های بسته و پیچشی مقاوم-آنها عملکرد بی نظیری را در شرایط بارگذاری چند محوری ارائه می دهند.

با این حال، ترجمه یک طرح مهندسی به یک صورتحساب مواد{0}بهینه و مقرون به صرفه، نیازمند درک عمیق و سازش ناپذیری ازویژگی های بخش. این راهنمای جامع پارامترهای هندسی حیاتی را تجزیه می‌کند-لحظه اینرسی (I), مدول بخش (Z و S)، وشعاع چرخش (r)-مدیران تدارکات، مهندسین سازه و سازندگان را قادر می‌سازد تا پروفایل‌های ممتاز SHS و RHS را با اطمینان کامل بالینی خریداری کنند.

قبل از فرو رفتن در خصوصیات ریاضی، ضروری است که مورفولوژی فیزیکی مقاطع و اینکه چرا پروفایل آنها نقش ساختاری آنها را تعیین می کند، تعریف کنیم.

SHS (مربع)

b=عمق

ب=عرض

RHS (مستطیل شکل)

ب=عرض

عمق h=

b≠h

 

• مقاطع توخالی مربعی (SHS)

نمایه های SHS دارای عرض و عمق یکسان هستند (b=h). این تقارن کامل خواص ساختاری یکنواختی را در هر دو محور X-محور و Y- ایجاد می‌کند.

 موارد استفاده اولیه:ستون‌ها، پایه‌های عمودی، چارچوب‌های فضایی چند جهته-و اعضای فشرده‌سازی که در آن بارگذاری هم‌مرکز انتظار می‌رود.

مزیت تدارکات:خطر خطاهای نصب سایت در مورد جهت گیری را حذف می کند (بدون "سمت اشتباه") و جزئیات مفصل را ساده می کند.

• مقاطع توخالی مستطیلی (RHS)

پروفیل های RHS دارای نسبت ابعادی نابرابر هستند که در آن عمق (h) بیشتر از عرض (b) است. این دو محور متمایز ایجاد می کند: محور اصلی (قوی) X- و محور کوچک (ضعیف) Y-.

  موارد استفاده اولیه:تیرها، پرلین ها، لنگه ها، تیرچه های کف و هر عضو سازه ای که در معرض لنگرهای خمشی یک طرفه یا بارهای عرضی زیاد قرار می گیرد.

مزیت تدارکات:با قرار دادن فولاد دقیقاً در جایی که تنش های خمشی آن را می طلبد، کارایی مواد را به حداکثر می رساند و وزن مرده و هزینه های مواد را بدون به خطر انداختن ایمنی کاهش می دهد.

هنگام ارزیابی ورق های مشخصات فولاد یا خرید بسته های داده نرم افزاری، سه معیار اصلی بر محدودیت های مکانیکی پروفیل های SHS و RHS حاکم است. اجازه دهید آنها را از نظر مهندسی و تجاری تجزیه و تحلیل کنیم.

• لحظه دوم مساحت / لحظه اینرسی (I)

لحظه اینرسی که به عنوان نشان داده شده است I_x​(برای محور اصلی) وI_y​(برای محور فرعی)، مقاومت یک عنصر را اندازه گیری می کندانحراف خمشیکاملاً بر اساس هندسه مقطعی- آن است. در واحد میلی متر بیان می شود⁴ یا سانتی متر⁴.

برای بخش جعبه توخالی با ابعاد بیرونی B×H و ابعاد داخلیb×h(کجا b=B−2tوh=H−2t, tضخامت دیواره بودن):

چرا برای تدارکات اهمیت دارد: Iمستقیماً میزان افتادگی (انحراف) یک تیر تحت یک بار مشخص را کنترل می کند. اگر سازه شما دارای محدودیت‌های انحرافی سخت‌گیرانه است (مثلاً پشتیبان نماهای شیشه‌ای یا جرثقیل‌های سقفی دقیق)، بخش‌هایی را بخرید که دارای سطح بالاتری هستند.Iارزش به شما امکان می دهد از شکست ساختاری یا شکایات مربوط به سرویس جلوگیری کنید.

تفاوت حق بیمه:پروفیل‌های SHS/RHS با{0}}تحمل بالا،-داغ{1} ضخامت دیواره یکنواخت را ارائه می‌دهند. (t) در سراسر محیط، بازده قابل پیش بینی، بالاتر تضمین شده استI مقادیر کمتر از همتراز، متغیرهای جایگزین-ضخیم سرد-.

• مدول بخش (Z و S)

بخش مدول به طور مستقیم مقدار را تعیین می کندظرفیت خمشی (قدرت)بخش فولادی قبل از اینکه دچار تغییر شکل دائمی، پلاستیکی یا شکست ساختاری شود. شکاف بین اینرسی هندسی و قدرت تسلیم مواد را پر می کند(f_y ​).

دو مقدار در راهنماهای فنی مشخص شده است:

مدول بخش الاستیک(Z یا Wel):به عنوان محاسبه می شود Z=I/y_حداکثر​ (کجاy_حداکثرفاصله از محور خنثی تا بیرونی ترین فیبر). این محدودیت محدوده طراحی الاستیک را تعیین می کند که در آن فولاد پس از تخلیه به شکل اولیه خود باز می گردد.

مدول بخش پلاستیک(S یا Wpl):پلاستیک سازی کامل مقطع-در طول طراحی حالت حد نهایی را در نظر می گیرد. این نشان دهنده حداکثر ظرفیت خمشی واقعی مورد استفاده در تحلیل جهانی پلاستیک مدرن است.

چرا برای تدارکات اهمیت دارد:ظرفیت گشتاور خمشی(M)به عنوان محاسبه می شودM=Z×f_y. اگر فولادی با مدول‌های مقطع بالا تأیید شده و بهینه‌شده خریداری می‌کنید، می‌توانید ضخامت دیواره‌های نازک‌تر یا پروفیل‌های کوچک‌تر را برای دستیابی به ظرفیت باربری دقیقاً مشابه- تعیین کنید. این به طور مستقیم به هزاران دلار صرفه جویی در هزینه های لجستیک، جابجایی و مواد خام تبدیل می شود.

• شعاع چرخش (r)

شعاع چرخش (r) نشان دهنده توزیع سطح مقطع- حول محور ساختاری آن است. به صورت زیر محاسبه می شود:

​

جایی که A کل سطح مقطع-فولاد است. در میلی متر (میلی متر) بیان می شود.

چرا برای تدارکات اهمیت دارد:r مهم ترین عامل در هنگام طراحی ستون ها یا پایه های فشاری مستعد به آن استکمانش. نسبت باریکی یک ستون با r نسبت معکوس دارد. شعاع چرخش بالاتر به این معنی است که پروفیل در برابر کمانش تحت فشار شدید محوری بسیار مقاوم است.

با خرید SHS یا RHS با مقدار r بهینه، مطمئن می شوید که ستون های عمودی شما می توانند بلندتر باشند و بارهای محوری سنگین تری را بدون نیاز به بخش های فولادی جامد حجیم و سنگین یا مهاربندی های خارجی تحمل کنند.

بخش توخالی سقف ساختمان عمومی

اسکلت فلزی ساختمان صنعتی در مقیاس بزرگ

سقف گنبدی فولادی هاب حمل و نقل عمومی

برای نشان دادن نحوه تعامل این مقادیر برای هدایت تصمیمات خرید شما، این بخش فنی{0}از نمایه‌های SHS و RHS مشخص شده در سطح جهانی را مرور کنید:

• بینش تدارکات از ماتریس:

اهرم ضخامت:توجه داشته باشید که افزایش ضخامت دیواره SHS 100×100 از 4.0 میلی متر به 6.0 میلی متر باعث ایجاد45 درصد افزایش وزن(11.8 تا 17.2 کیلوگرم بر متر) اما حجم عظیمی را می دهدافزایش 68 درصدی مدول بخش پلاستیک (S_x​)(53.6 تا 76.5 سانتی متر³). هنگامی که استحکام خالص در یک فضای محدود مورد نیاز است، ارتقاء ضخامت بازده استحکام بیشتری نسبت به افزایش اندازه دارد.

مزیت محور:به RHS 200×100×6 نگاه کنید. من آن هستم_x(1790 سانتی متر⁴) نزدیک است3 برابر بیشتراز من آن_y(602 سانتی متر⁴). هنگامی که به عنوان یک تیر با بارهایی که به صورت عمودی روی وجه 200 میلی‌متری تحمل می‌شوند، عملکرد بهتری نسبت به بخش‌های مربع عظیم دارد و در عین حال حداقل عرض افقی را اشغال می‌کند- که آن را برای حفره‌های دیواری محکم و تکیه‌گاه‌های قاب شیشه‌ای معماری ایده‌آل می‌کند.

هنگامی که منابع SHS و RHS را برای پروژه های خود تهیه می کنید، انتخاب اعداد از یک برگه تنها نیمی از کار است. برای تضمین خرید دارایی‌های ساختاری-با ارزش و طولانی-، خرید خود را بر اساس این چهار معیار دقیق کیفیت انجام دهید:

• معیار 1: گرم-تمام شده در مقابل سرد-شکل گرفته

روش ساخت، ویژگی های بخش اصلی را به شدت تغییر می دهد.

داغ-تمام شد (EN 10210 / ASTM A501):در دمای عادی تشکیل می شود. این مقاطع دارای تنش های داخلی پسماند صفر، شعاع گوشه یکنواخت و ساختارهای متالورژیکی همگن هستند.اینها را برای بارهای دینامیکی سنگین، ستون‌های بلند-، مناطق لرزه‌ای و گره‌های جوشکاری بحرانی بخرید.آنها بالاترین قدرت عملکرد قابل پیش بینی و عمر خستگی را ارائه می دهند.

سرد-تشکیل شده (EN 10219 / ASTM A500):در دمای اتاق تشکیل شده است. آنها دارای شعاع گوشه های بزرگتر و غلظت بالای تنش داخلی در گوشه ها هستند که باعث کاهش عرض مسطح موثر بخش می شود.اینها را برای قاب بندی ساختاری استاندارد، خطوط پشتیبانی ثانویه، قفسه بندی و برنامه های کاربردی حساس به هزینه-بخرید.

• معیار 2: کنترل شعاع گوشه

برای بخش های سرد-شعاع گوشه تنگ مواد حذف شده از محیط را به حداقل می رساند و لحظه اینرسی کمی بالاتر را حفظ می کند. با این حال، اگر گوشه خیلی تیز باشد، در حین جوشکاری سنگین یا گالوانیزه داغ-در معرض خطر ترک خوردن است.

اطمینان حاصل کنید که تامین کننده شما شعاع گوشه ای را تضمین می کند (r_گوشه) بین1.5tو3.0t. این امر ایمنی سازه ای مطلوب را در طول ساخت تضمین می کند و از آسیب پذیری های ساختاری در رابط های مشترک جلوگیری می کند.

• معیار 3: هم افزایی درجه فولاد

جفت کردن ویژگی مقطع هندسی با عیار فولاد بهینه، راه نهایی برای دستیابی به بهینه سازی سازه است:

  S235/S275:ایده‌آل برای چارچوب‌های ساختاری-کم، نرده‌ها و لهجه‌های معماری.

S355 (نقطه شیرین صنعت):تعادل فوق العاده ای از جوش پذیری، قیمت و استحکام را ارائه می دهد. ارتقاء از S275 به S355 به مهندسان سازه این امکان را می دهد که ضخامت بخش مورد نیاز را تقریباً 15-20٪ کاهش دهند زیرا بالاتر f_yمدول بخش را کاملاً تکمیل می کند.

S460 / نمرات تخصصی{1}بالا:طراحی شده برای سکوهای فراساحلی، بوم های جرثقیل سنگین، و ستون های-مگا{1}}بلند بلند. منبع یابی این نمرات بسیار{3}بالا به شما امکان می دهد تا اندازه نمایه ها را به طور چشمگیری کوچک کنید و در وزن سازه گرانبها و فضای ردپای سازه صرفه جویی کنید.

هر دسته کارخانه‌ای-و موجودی که توزیع می‌کنیم تحت کنترل ابعادی دقیق تولید می‌شود که به شما مزیت رقابتی متمایز می‌دهد:

تلورانس های ابعادی سازش ناپذیر:پروفیل های ما دارای تغییرات ابعاد بیرونی زیر ± 0.5٪ و انحراف ضخامت دیوار محدود به ± 5٪ هستند. این بدان معناست که ویژگی‌های بخش هندسی واقعی شما کاملاً با مقادیر نظری استفاده شده در نرم‌افزار مهندسی شما مطابقت دارد-حذف کسری‌های کار و محاسبات ساختاری سایت-.

جوش پذیری بدون عیب و پرداخت سطح:بخش‌های جعبه ما بدون مقیاس‌های سنگین یا ترک‌های میکرو{0} داخلی، چرخه‌های جوشکاری خودکار لیزری-، میترینگ و رباتیک را به طرز چشمگیری سرعت می‌بخشد.

قابلیت ردیابی کامل گواهینامه:هر بخش ساختاری سفارش داده شده دارای گواهینامه معتبر، تأیید صحت شیمی، آزمایش ضربه بریدگی Charpy V- و مشخصات مکانیکی تضمین شده است.

خرید دارایی ساختاری خود را افزایش دهید

یکپارچگی ساختاری پروژه خود را به خطر نیندازید یا بودجه خود را با منابع فولادی ناکارآمد افزایش ندهید. با تراز کردن پارامترهای Moment of Inertia، Section Modulus و Radius of Gyration با موجودی درجه ممتاز ما، وزن مواد کمتر، اجرای ساختاری بی عیب و نقص و آرامش خاطر درازمدت را تضمین می‌کنید.

امروز با مدیران زنجیره تامین ما تماس بگیرید