Co to jest kolumna o zwężającym się-przekroju H?
Słup o zwężającym się- przekroju H to-zbudowany element konstrukcyjny, którego głębokość środnika zmienia się stopniowo na całej jego długości. Sekcja jest głębsza u góry, gdzie łączy się z krokwią dachową i moment zginający jest największy, oraz płytsza u podstawy, gdzie siły wewnętrzne są mniejsze. Ponieważ materiał podąża za momentem zginającym-, słupy stożkowe zmniejszają zużycie stali i obciążenia fundamentów w budynkach z ramą portalową. Profili stożkowych nie można wytwarzać metodą walcowania na gorąco i zwykle wytwarza się je poprzez przycięcie blach usztywniających do wymaganego zbieżności i przyspawanie ich do płyt kołnierzowych za pomocą automatycznego spawania łukiem krytym (SAW).
Dlaczego w ramach portalowych stosuje się-kolumny o zmiennej głębokości
Rama portalowa to jednokondygnacyjny-system konstrukcyjny składający się ze słupów i krokwi połączonych sztywnymi połączeniami, które przenoszą momenty zginające. Pod obciążeniem wiatrem, śniegiem i dźwigiem siły wewnętrzne wzdłuż elementów nie są równomierne: moment zginający jest największy w miejscu połączenia kolanowego między słupem a ryglem i spada w stronę podstawy słupa, która jest zwykle projektowana jako podpora przegubowa. Zwężająca się kolumna umieszcza większą sekcję tam, gdzie moment jest wysoki, a mniejszą sekcję tam, gdzie jest niski, więc moduł przekroju jest zgodny z krzywą zapotrzebowania.
Wytyczne projektowe dotyczące lekkich-ram portalowych podano w normie GB 51022-2015, natomiast ogólna stabilność i projektowanie elementów są zgodne z normami GB 50017-2017, EN 1993-1-1 lub obowiązującymi normami krajowymi. Zbieżność nie jest stałą regułą, ale wynikiem obwiedni momentu, kontroli wyboczenia pręta i szczegółów połączenia.
Zwężane lub jednolite kolumny H-
| Funkcja | Jednolita kolumna przekroju H- | Zwężana kolumna-o przekroju H |
|---|---|---|
| Formularz-przekrojowy | Stały przekrój wzdłuż długości elementu | Głębokość jest różna i dostosowana do obwiedni-momentu zginającego |
| Zgodność chwilowa | Stała sekcja; materiał jest niedostatecznie wykorzystywany w strefach-słabszych momentów | Większy w kolanie, mniejszy u nasady; podąża za diagramem momentów |
| Wykorzystanie materiału | Niższe wykorzystanie w regionach-o niskim poziomie stresu | Wyższe wykorzystanie; stal jest umieszczana tam, gdzie jest potrzebna |
| Własna-rama i fundamenty | Cięższa rama, większe wymagania dotyczące fundamentów | Lżejsza rama, zmniejszone obciążenie fundamentów |
| Typowe scenariusze | Wielokondygnacyjne-konstrukcje i-wytrzymałe budynki przewożące duże ładunki dźwigami | Magazyny i warsztaty z lekką ramą portalową-jedno- i wieloprzęsłową- |
Kluczowe rozważania projektowe
Proporcje przekroju i stabilność
Głębokość w kolanie i u podstawy ustalana jest na podstawie obwiedni momentu wraz z kontrolą stabilności. W przypadku elementów stożkowych stosunek głębokości-do- środnika jest ograniczony w odniesieniu do wyboczenia lokalnego: zgodnie z normą GB 50017-2017 limit dla środników o przekroju I-wynosi 250 dla stali Q235, 200 dla Q355 (Q345), 180 dla Q390 i 170 dla Q420; w praktyce europejskiej wyboczenie płyty sprawdza się zgodnie z normą EN 1993-1-5. Proporcje kołnierza są tak dobrane, aby zapewnić odpowiednią sztywność boczną, a stabilność poza płaszczyzną jest zapewniona dzięki utwierdzeniu kołnierza ściskanego i usztywnieniom kolan, tam gdzie jest to wymagane.
Połączenia i detale
Sztywne połączenia kolanowe przenoszą duże momenty, dlatego spoiny doczołowe kołnierzy w tych strefach muszą osiągnąć poziom penetracji i klasę jakości wymaganą w projekcie, potwierdzoną-badaniami nieniszczącymi (NDT). Usztywnienia poprzeczne umieszczono na przejściach sekcji oraz w punktach skupionego obciążenia, aby zapobiec lokalnemu wyboczeniu i załamaniu środnika. W przypadku podstawy przegubowej płyta podstawy i śruby kotwiące są szczegółowo opisane pod kątem zmniejszonego momentu podstawy.
Rozważania sejsmiczne
W regionach o działaniu sejsmicznym smukłość elementu i stosunek głębokości-do- środnika są zaostrzane przez obowiązujące normy sejsmiczne, aby zapewnić ciągliwość ramy. Zbieżność kolumny nie zmienia tego wymagania; wpływa tylko na lokalizację materiału.
Produkcja kolumn stożkowych
Stożkowe kolumny H-są produkowane na zamówienie, ponieważ każdy projekt ma inną kopertę. Płyta środnikowa jest cięta płomieniowo-lub plazmowo-do zwężającego się profilu na sprzęcie CNC, a następnie łączona z płytami kołnierzowymi w-uchwycie pasującym i spawana za pomocą automatycznego spawania łukiem krytym (SAW). Kontrole wymiarowe obejmują profil stożkowy, płaskość kołnierza, prostopadłość środnika i ogólną prostotę. Spoiny są sprawdzane wizualnie i metodą NDT w wymaganym stosunku, a przygotowanie powierzchni odbywa się zgodnie z normą ISO 8501-1 z systemami powłok zgodnymi z normą ISO 12944 lub cynkowaniem zgodnie z normą ISO 1461. Rysunki warsztatowe są przygotowywane na podstawie projektu konstrukcyjnego przed produkcją.
Typowe zastosowania
Jedno-jednopiętrowe warsztaty przemysłowe o dużych rozpiętościach, bez ciężkich suwnic.
Budynki magazynowe i logistyczne z szeroką siatką słupów i ograniczonymi stężeniami wewnętrznymi.
Hale komercyjne i publiczne takie jak hale sportowe, hale wystawowe, supermarkety i budynki magazynów rolnych.
Często zadawane pytania
Po co używać kolumn o przekroju zmiennym-zamiast kolumn o przekroju jednolitym-?Ponieważ moment zginający w ramie portalowej jest najwyższy w kolanie, a najniższy w podstawie przegubowej, zwężająca się sekcja umieszcza materiał tam, gdzie jest największe zapotrzebowanie. Zmniejsza to tonaż stali i ciężar własny ramy-, obniżając koszty fundamentów, a jednocześnie spełniając wymogi kontroli wytrzymałości i stabilności.
Kiedy kolumny sekcji zmiennych- nie są zalecane?Tam, gdzie suwnice podwieszane lub systemy kolei jednoszynowej wymagają, aby kołnierz zewnętrzny pozostawał pionowy i miał jednakową szerokość oraz gdy po obu stronach określono jednakową wysokość w świetle, konwencjonalnym wyborem są proste, jednolite kolumny.
Czy kolumny stożkowe można-walcować na gorąco?Nie. Profile o zmiennej-głębokości-nie mogą być produkowane metodą konwencjonalnego walcowania na gorąco; wytwarza się je poprzez przycięcie środnika do stożkowego profilu i przyspawanie go do kołnierzy za pomocą automatycznego spawania łukiem krytym.
Jak wymiarowany jest stożek?Przez inżyniera budowlanego na podstawie obwiedni-momentu zginającego, kontroli wyboczenia i szczegółów połączeń, zgodnie z GB 51022-2015, GB 50017-2017, EN 1993-1-1 lub obowiązującymi normami krajowymi. Stosunek głębokości do grubości środnika jest ograniczony w stosunku do lokalnego wyboczenia zgodnie z normą i gatunkiem stali.
Jakie kontrole jakości przeprowadza się w przypadku kolumn stożkowych?Kontrola wymiarowa profilu stożkowego i prostoliniowości, wizualna i nieniszcząca-kontrola spoin, weryfikacja certyfikatu materiałowego i kontrola gotowego produktu przed wysyłką, z powłoką nałożoną zgodnie ze specyfikacjami ISO 8501-1 i ISO 12944. Przeglądaj naszą pełną ofertę stalowych słupów i belek do budynków z ramami portalowymi.