اصطلاح مقاطع توخالی ساختمانی HSS به لوله های فولادی جوش داده شده با مقاومت بالا اشاره دارد. این مقاطع به عنوان عناصر سازه ای در ساختمان ها و سازه های دیگر و انواع محصولات تولیدی استفاده می شوند. آنها با ساختاری توخالی در اشکال گرد، مربع، مستطیل و طیف وسیعی از اندازه ها با مشخصات ASTM A500، A1085 و A1065 تولید می گردند. در این مطلب سعی خواهیم کرد تا این مقاطع توخالی پرکاربرد در صنعت ساختمان سازی را از زوایای گوناگون مورد بررسی قرار دهیم. جهت اطلاع از قیمت پروفیل و انواع پروفیل های hss می توانید به سایت مرکزآهن مراجعه نمایید.
مقاطع توخالی ساختمانی HSS نوعی پروفیل فلزی هستند. آن ها معمولاً از فولاد نورد سرد ساخته می شوند و به صورت یک بخش توخالی و لوله ای شکل می گیرند. در فرایند تولید این مقاطع، یک لبه پر نشده درون آن ها ایجاد می شود که در کل میله فولادی گسترش می یابد و نام های جایگزین «بخش قوطی» یا «بخش توخالی» را به آن ها می دهد. امروزه استفاده از HSS در صنعت ساختمان سازی به طور قابل توجهی رشد کرده است. زیرا شکل، انعطاف پذیری و استحکام ساختاری آن به خوبی قادر می باشد به طرح های نوآورانه در طراحی سازه کمک کند. جهت کسب اطلاعات بیشتر می توانید به مقاله انواع پروفیل های فولادی در ساختمان مراجعه نمایید.
مقاطع ساختاری (HSS) مقاطع فولادی توخالی هستند که معمولاً به شکل دایره ای، مستطیلی یا مربعی ساخته می شوند و در سازه ها به کار می روند. آنها در بخش های تولیدکننده با مشخصات ASTM A500 یا A1085 مطابقت دارند. امروزه استفاده از مقاطع توخالی ساختمانی HSS در صنایع ساختمان سازی سراسر جهان رو به افزایش است. آنها تنها در ایالات متحده تقریباً 18٪ از بازار فولاد سازه ای را به خود اختصاص داده اند. کاربردهای پرطرفدار این مقاطع ساختاری شامل فولاد سازه ای در معرض دید معماری، سازه های خرپایی متحرک و خرپایی معمولی و ستون های پایه یا عناصر مهاربندی عمودی است.
مقاطع توخالی ساختمانی HSS مربعی و دایره ای، اشکال بسیار کارآمدی برای بارگذاری چند محوره دارند. زیرا دارای هندسه یکنواختی در امتداد دو یا چند محور مقطع می باشند، بنابراین از ویژگی های مقاومتی یکنواختی برخوردار هستند. این موضوع باعث می شود تا مقاطع ساختاری توخالی، انتخاب خوبی برای استفاده به عنوان ستون باشند. مقاطع HSS همچنین از مقاومت بسیار خوبی در برابر پیچش بهره می برند.
مقاطع توخالی ساختمانی همچنین می توانند به عنوان تیر مورد استفاده قرار گیرند. در بسیاری از موارد، مقاطع فلنج پهن یا I-beam اشکال ساختاری کارآمدتری برای این کاربرد هستند. با این حال، مقاطع توخالی HSS مقاومت بالاتری نسبت به کمانش پیچشی جانبی دارند. سطوح مربع و مستطیل مسطح مقاطع توخالی HSS می توانند ساخت و ساز را آسان کنند و برای زیبایی شناسی معماری در سازه های اکسپوز یا در معرض دید ترجیح داده می شوند. مقاطع توخالی HSS بیضوی نیز به دلایل زیبایی شناختی در سازه های اکسپوز مشابه از محبوبیت بیشتری برخوردار هستند.
سازه فولادی استادیوم ملی پکن به نام لانه پرندگان، نمونه خوبی می باشد که با استفاده از مقاطع توخالی ساختمانی HSS ساخته شده است و یک شاهکار معماری نوین به شمار می رود. نوع مقطع اعمال شده در این سازه به طور کامل بر زیبایی و حجم آن تأثیر گذاشته است. هنگام ساخت یک سازه باربر در معرض دید، مقاطع ساختاری توخالی (HSS) بیشتر از مقاطع باز کاربرد دارند. زیرا هرچه تعداد اتصالات کمتری قابل مشاهده باشد، بهتر است. همچنین اتصال مورد نیاز بین مقاطع توخالی نیز به وسیله جوش انجام می شود که از هر نظر بهتر از اتصال با پیچ و مهره به شمار می رود.
مقاطع توخالی ساختمانی از همه کاره ترین و کارآمدترین محصولات فولادی موجود برای اهداف ساختمانی، ساخت و ساز و سازه ای هستند. آن ها در صنایع و کاربردهای مختلف بسیار استفاده می شوند. رایج ترین کاربرد HSS در قاب ها و ستون های فولادی جوش داده شده است. آن ها همچنین به طور منظم در تیرهای نگه دارنده فولادی استفاده می شوند که این امر به دلیل قدرت بسیار زیاد آن ها است. سایر کاربردهای رایج فولاد ساختاری توخالی عبارتند از:
مقاطع توخالی ساختمانی HSS معمولاً به سه شکل اصلی مقاطع توخالی مستطیلی (RHS)، مقاطع توخالی مربعی (SHS) و مقاطع توخالی مدور (CHS) وجود دارند. هر نوع از آن ها دارای مزایا، خواص و اهداف مخصوص به خود است.
مقاطع توخالی ساختمانی دایره ای: مقاطع توخالی دایره ای (CHS) اولین نوع مقطع ساختاری توخالی هستند که ساخته و روانه بازار شدند. CHS معمولاً در اهداف ساختمانی، مکانیکی و سازه ای استفاده می شود. آن ها دارای خطوط تمیز و ثابت، صافی افزایش یافته و فقدان لبه های تیز یا بیرون زده هستند.
مقاطع توخالی ساختمانی مستطیلی: RHS معمولاً در اهداف ساختمانی، مکانیکی و سازه ای استفاده می شود. با این حال، آن ها به خاطر سطوح صاف خود با CHS متفاوت هستند. در نتیجه، RHS ممکن است از نظر ساختاری برای برخی از کاربردهای ساخت و ساز، انتخابی مقرون به صرفه و اقتصادی تر باشد. این امر به ویژه در کاربردهایی که نیاز به اتصال و جوشکاری گسترده وجود دارد، صادق است. RHS همچنین به دلیل فرم براق و شکل تمیز آن می تواند برای زیبایی شناسی معماری نیز استفاده شود.
مقاطع توخالی ساختمانی مربعی: SHS از نظر خواص مکانیکی، زیبایی شناسی و رفتار ساختاری، میانجی بین RHS و CHS در نظر گرفته می شود. آن ها دارای سطح صافی هستند که نیاز به آماده سازی لبه کمی دارند و برای اتصال و جوش ایده آل هستند. SHS همچنین دارای ظاهری متقارن و شبیه به یک CHS است. اما گاهی اوقات مقاطع مربعی انتخابی ایده آل تر هستند. زیرا تعادل متوازنی بین قدرت، عملکرد و جذابیت زیبایی شناختی برای برنامه هایی که به هر سه جنبه نیاز دارند، فراهم می کنند.
از کارخانه های معروف در تولید مقاطع توخالی HSS می توان به شرکت کالوپ، شرکت فولاد ماشین نکا و شرکت فولاد گستر آتنا اشاره کرد. در ادامه به بررسی این کارخانجات خواهیم پرداخت.
شرکت کالوپ: این شرکت یکی از کارخانجات پیشرو در تولید انواع مقاطع توخالی HSS بوده که سالانه 350 هزار تن از این محصولات را در سایزها و اندازه های مختلف تولید و به بازار عرضه می نماید. فولادهای به کار رفته در تولید مقاطع توخالی شرکت کالوپ از جنس فولاد ST37 و ST52 با کیفیت بسیار بالا می باشد.
شرکت فولاد ماشین نکا: این شرکت با بیش از 20 سال تجربه در تولید انواع مقاطع HSS در حال حاضر محصولاتی با کیفیت بسیار بالا، مقاوم به خوردگی و با ظاهری زیبا به بازار عرضه می کند. از جمله مزایای سازه های تولیدی با مقاطع HSS این کارخانه می توان به حذف محدودیت های معماری، افزایش مقاومت سازه ای، افزایش ظرفیت تولید و کاهش قیمت تمام شده سازه hss اشاره کرد.
شرکت فولاد گستر آتنا: این کارخانه که از سال 87 تولید محصولات خود را در شهر ایلام آغاز نمود اکنون به یکی از بزرگ ترین تولیدکنندگان مقاطع توخالی HSS در کشور تبدیل گشته است. شما می توانید لیست محصولات تولیدی توسط کارخانجات ذکر شده را به همراه قیمت به روز محصولات در سایت مرکزآهن به صورت لحظه ای مشاهده نمایید.
فولاد ساختاری توخالی به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا، صرفه جویی و سادگی در مقایسه با سایر محصولات فولادی می تواند به طیف وسیعی از کاربردها دست یابد. بنابراین، از محبوبیت بالایی در ساختمان سازی برخوردار است. مقاطع ساختاری توخالی گاهی اوقات در ساختمان هایی با تکیه گاه های سازه ای در معرض دید، جزء مصالح ارجح محسوب می شوند. دلیل این امر آن است که خطوط تمیز، سطوح صاف و روکش صاف آن ها جذابیت زیبایی به آن ها می بخشد. این مقاطع توخالی از لحاظ بصری نیز چشم نواز هستند و ظاهری مدرن و ساده به ساختمان می دهند. سایر مزایای مقاطع توخالی ساختمانی HSS به شرح زیر هستند:
HSS اغلب به دلیل کارایی ساختاری، اقتصادی ترین عضو سازه به شمار می رود. مقاطع توخالی ساختمانی دارای شعاع چرخش بالایی در مورد هر دو محور هستند که عملکرد فشرده سازی عالی و کاهش وزن قابل توجهی را ارائه می دهند.
HSS به دلیل اضلاع صاف، گوشه های گرد و بخش های بسته ای که دارد، اغلب از نظر معماری به عنوان یک انتخاب ایده آل در هنگام نمایاندن سازه مورد نظر قرار می گیرد.
HSS مستطیلی (شامل مربع) تقریباً دو سوم سطح یک بخش باز با ظرفیت مشابه را دارد. این به معنای آماده سازی سطحی، مواد رنگ آمیزی و کار کمتر و کاهش کاربرد سیمان و مصالح دیگر است.
مقاطع بسته برای مقاومت در برابر بارهای پیچشی، مفید هستند. علاوه بر این، مقاطع توخالی ساختاری HSS به دلیل حداقل سطوح برای جمع آوری گرد و غبار و زباله ها در ساختمان هایی مانند پردازش مواد غذایی و سایر تجهیزات تمیزکننده که نظافت یک ضرورت است، انتخابی طبیعی به شمار می روند.
یک بخش ساختاری توخالی، دارای سطحی صاف در امتداد لبه های خود است. این ویژگی ساده باعث می شود ساخت و ساز با استفاده از این ماده بسیار آسان باشد. علاوه بر این، آن ها به حداقل آماده سازی لبه ها نیاز دارند. به این معنی که اتصال آن ها به سایر بخش های فلزی بسیار آسان تر است و قبل از اینکه روی سطح صاف دیگری جوش داده شوند، فقط به یک برش تمیز و مستقیم نیاز دارند.
این مقاطع توخالی همچنین دارای طیف گسترده ای از اشکال و اندازه هستند، به این معنی که انتخاب گسترده ای برای شما وجود دارد. اگر تأمین کننده فلز شما اندازه یا شکل مورد نیاز شما را ارائه نمی کند، می توان یک بخش ساختاری توخالی را به راحتی و دقیقاً مطابق با مشخصات مورد نیاز برش داد.
مقاطع ساختاری گرد برای استفاده به عنوان اعضای ساختاری در نظر گرفته شده اند. گاهی اوقات از لوله نیز به عنوان عضو ساختاری در سازه ها استفاده می شود. اما کاربرد اصلی لوله برای مصارف مکانیکی و فشاری در نظر گرفته شده و متناسب با نیازهای آن ها ساخته شده است.
یک تفاوت مهم بین این دو به خصوص از منظر معماری در این می باشد که مقاطع توخالی ساختمانی HSS گرد دارای قطر بیرونی برابر با قطر اسمی هستند. اما قطر بیرونی لوله بسته به ضخامت آن، متفاوت است. تلورانس ها یا خمش پذیری در مقاطع ساختاری HSS نیز نسبت به لوله، تنگ تر می باشد. برای مثال HSS مستلزم این است که تا حد معقولی صاف بماند و فشارهای خاص را بدون خم شدن تحمل کند. همچنین، مقاطع توخالی گرد به طور خاص، تنها فرورفتگی هایی را با عمق کمتر از 10٪ قطر لوله یا یک چهارم اینچ اجازه می دهند.
جمع بندی
مقاطع توخالی ساختمانی HSS به دلیل توانایی مقاومت در برابر دمای بالا، فشار و سایر عناصر مخرب بسیار ارزشمند هستند. بخش های ساختاری توخالی همچنین می توانند آلیاژهای مختلفی را در خود جای دهند که خواص مکانیکی آن ها را افزایش می دهند. علاوه بر این، آن ها در رنگ ها و روکش های بسیاری وجود دارند که مقاومت محیطی آن ها را بیشتر می کند. امروزه بخش های ساختاری توخالی در اکثر ساختمان هایی که از نظر ساختاری سالم تر و از نظر بصری خوشایندتر هستند، مورد استفاده قرار گرفته اند.