المقاطع المجوفة المربعة (SHS)

المقاطع المجوفة المستطيلة (RHS)

المقاطع المجوفة الدائرية (CHS)

السمات الهيكلية والهندسية

المزايا الميكانيكية

• مقاومة الالتوائية الاستثنائية:ونظرًا لشكله الدائري المغلق، فإن ضغوط القص الناتجة عن العزوم الالتوائية يتم توزيعها بشكل موحد على طول المحيط. يُظهر CHS أعلى ثابت الالتوائي (J) بين جميع التشكيلات الهيكلية ذات الوزن المتساوي، مما يجعلها شديدة المقاومة للالتواء.
• سلوك الضغط الأمثل:في ظل الضغط المحوري، يمنع نصف قطر الدوران الموحد التواء المحور الموضعي الضعيف. وبالتالي، يعمل CHS كعمود أو دعامة فعالة بشكل استثنائي.
• السحب الديناميكي المنخفض:ينتج عن المظهر الدائري لـ CHS معامل سحب أقل بكثير (C_d) عند تعرضها لقوى الرياح أو الموائع مقارنةً بالمقاطع الجانبية-المربعة أو المستطيلة ذات الحواف الحادة. يؤدي ذلك إلى تقليل الاهتزازات الناتجة عن الرياح- والأحمال الجانبية على الهياكل العالية أو المكشوفة.

التطبيقات الأولية

• الهياكل البحرية والبحرية:تستخدم منصات النفط وسترات توربينات الرياح ومرافق الموانئ CHS للتخفيف من قوى الأمواج والرياح.
• أنظمة الجمالون وإطارات الفضاء:كثيرًا ما تستخدم الأسطح-الممتدة والملاعب الرياضية ومحطات المطارات أنابيب CHS كأوتار وأعضاء شبكية نظرًا لكفاءتها في التوتر والضغط المحوريين.
• النقل الميكانيكي والسوائل:من خلال الجمع بين الدعم الهيكلي ونقل السوائل، يُستخدم CHS على نطاق واسع في الأنابيب الصناعية وأذرع الرافعات.

المزايا الميكانيكية والعملية

• الانحناء والضغط المتماثل:كما هو الحال مع CHS، يعمل SHS بشكل متوقع في ظل الضغط المحوري والانحناء متعدد الاتجاهات-.I_x = I_y. ومع ذلك، فهو يوفر قوة انثناء أعلى على طول محاوره الرئيسية مقارنةً بـ CHS ذي مساحة المقطع العرضي - المكافئة.
• تصميم اتصال مبسط:تعمل الوجوه المسطحة لـ SHS على تبسيط عمليات القطع والتنميط والربط بشكل كبير. على عكس CHS، الذي يتطلب قطعًا جانبيًا معقدًا (قطع فم السمكة-أو قطع السرج) للمفاصل المتقاطعة، يمكن قطع أعضاء SHS بشكل مستقيم-ولحامها مباشرة على الأسطح المسطحة الأخرى.
• جدوى الاغلاق:تسمح الأسطح المسطحة بالربط المباشر باستخدام البراغي المسدودة أو البراغي القياسية من خلال-عندما يكون اللحام غير عملي في-الموقع.

التطبيقات الأولية

• البناء المعياري والتأطير:الهياكل الفولاذية السكنية والتجارية، حيث يجب أن تدعم الأعمدة أحمال محيطية موحدة.
• المعدات والآلات الصناعية:الهياكل، ودعامات النقل، ومنصات التصنيع التي تتطلب أسطح تركيب مربعة وصلبة.
• أعمدة الميزات المعمارية:الأعمال الفولاذية الهيكلية المكشوفة (AESS) حيث تكون الهندسة الخطية النظيفة مرغوبة.

السمات الهيكلية والهندسية

المزايا الميكانيكية والعملية

• كفاءة العاطفة العالية:تم تصميم RHS خصيصًا لمقاومة لحظات الانحناء المطبقة على محورها الرئيسي. عندما تتعرض الحزمة لحمل يعمل بشكل أساسي في اتجاه واحد (على سبيل المثال، أحمال الجاذبية على عارضة أرضية)، توفر RHS أقصى قوة مع الحد الأدنى من استخدام المواد، مما يحاكي بشكل وثيق كفاءة الحزمة I-ولكن مع ثبات التوائي فائق.
• تحسين المساحة والملف الشخصي المنخفض:يتيح الشكل المستطيل للمهندسين تقليل عمق تجاويف الأرضية أو الجدار. ومن خلال توجيه المحور العميق عموديًا، يمكن تحقيق سعات تحميل عالية ضمن أغلفة معمارية ضيقة.
• صلابة التوائية ممتازة تحت التحميل اللامركزي:على الرغم من أنه أقل كفاءة قليلًا من CHS في الالتواء النقي، إلا أن RHS يوفر مقاومة كبيرة للانبعاء الالتوائي الجانبي (LTB)، وهو وضع فشل شائع في الأقسام المفتوحة مثل العوارض العامة.

التطبيقات الأولية

• روافد الأرضية والمدادات والأعتاب:التطبيقات التي يكون فيها التحميل أحادي الاتجاه في الغالب وتكون مقاومة الانحناء هي محرك التصميم الأساسي.
• هيكل السيارة وأطر النقل:تستخدم المقطورات وأجسام الحافلات والآلات الزراعية RHS للتعامل مع قوى الانحناء العالية مع الحفاظ على الأسطح المسطحة لتركيب الألواح.
• ستائر الحوائط وهندسة الواجهات:يعمل نظام RHS بمثابة المحور الرأسي أو العارضة الأفقية في أنظمة الواجهات الزجاجية، حيث يقاوم أحمال الرياح على مسافات طويلة مع الحفاظ على المظهر الجانبي النحيف من وجهات النظر الداخلية.

تحضير المفاصل واللحام

• مفاصل CHS:يتطلب توصيل أعضاء CHS في تكوين الجمالون آلات تحديد ملامح البلازما CNC المتخصصة لتنفيذ عمليات قطع سرج دقيقة. يتغير شكل اللحام بشكل مستمر حول محيط المفصل، ويتحول من لحام شرائح إلى لحام تناكبي اعتمادًا على زاوية التقاطع. وهذا يتطلب عمال لحام ذوي مهارات عالية أو أنظمة روبوتية آلية، مما يؤدي إلى تضخم تكاليف العمالة.
• مفاصل SHS و RHS:تتطلب المفاصل التي تشتمل على أقسام مسطحة-قطعًا بسيطة مربعة أو مائلة. اللحامات هي عادة لحامات فيليه موحدة على طول خطوط مستقيمة، مما يقلل من وقت التصنيع ويخفض عتبة تأهيل اللحام.

المعالجة السطحية والصيانة

• بالنسبة إلى منطقة مقطع عرضي- معينة،تمتلك CHS أصغر محيط/مساحة سطحية، مما يترجم مباشرة إلى انخفاض تكاليف الطلاءات الواقية وتخفيف التآكل.
• يمنع غياب الزوايا الحادة في CHS أيضًا التخفيف المبكر للطلاءات، والذي يحدث غالبًا عند الزوايا الحادة البالغة 90 درجة لمقاطع SHS وRHS بسبب التوتر السطحي أثناء معالجة الطلاء.

عازمة أنبوب مستطيل مجلفن

أنابيب الصلب غير الملحومة المطلية باللون الأسود

أنابيب فولاذية مطلية بالبولي إيثيلين مكونة من 3 طبقات

اختر CHS متى:

• يتعرض الهيكل لديناميكيات السوائل البيئية:تستفيد الجسور والمنصات البحرية وأبراج الاتصالات وأعمدة الإنارة من مقاومة الرياح المنخفضة لـ CHS.
• الالتواء أو الالتواء الديناميكي هو الحمل الحاكم:مهاوي القيادة، وهياكل الرافعات، والمظلات المعمارية المستديرة.
• تتطلب الجماليات خطوطًا عضوية أو ناعمة:الأعمدة الفولاذية الهيكلية المكشوفة في الأماكن العامة والمطارات والمتاحف.

اختر SHS عندما:

• تواجه الأعمدة تحميلًا متعدد الاتجاهات-أو متماثلًا:أعمدة بناء متعددة-وأعمدة زاوية ودعامات محيطية حيث تتفاعل أحمال الرياح والجاذبية بشكل متساوٍ.
• يلزم وجود اتصالات بسيطة ومتعددة-المستويات:إطارات الفضاء أو الشبكات الهيكلية حيث يجب أن تشكل الحزم عمودًا من أربعة اتجاهات بزوايا قائمة.
• المظهر المتوازن والقوي هو المطلوب:إطارات المعدات الصناعية والدرابزينات والبوابات.

اختر RHS عندما:

• التطبيق عبارة عن شعاع يخضع للأحمال الرأسية الأولية:مدادات السقف الطويلة-، وعوارض الأرضية، والأعتاب فوق فتحات الأبواب والنوافذ.
• المساحة المعمارية محدودة:الحالات التي يجب فيها إخفاء الأجزاء الهيكلية داخل أقسام رقيقة من الحوائط الجافة أو فراغات السقف الضحلة.
• أسطح التركيب المسطحة إلزامية:تصنيع خطوط النقل، وإطارات المركبات، وهياكل دعم الواجهات الزجاجية حيث يجب تركيب الألواح أو المكونات الميكانيكية بشكل متساوي-.

• CHSيسود في الضغط المحوري النقي، والكفاءة الالتوائية، والأداء الديناميكي الهوائي، والاقتصاد في الطلاء، على الرغم من تعقيد التصنيع العالي.
• SHSيوفر التسوية الهيكلية المثالية للأعمدة والإطارات-متعددة الاتجاهات، مما يوفر قوة متناسقة مقترنة بتصنيع بسيط-وفعال من حيث التكلفة.
• RHSبمثابة ملف الانحناء الأكثر كفاءة، ويتفوق على الآخرين عند التعامل مع لحظات الانحناء الاتجاهي مع تحسين القيود المكانية.