Ce este o coloană de oțel cu zăbrele?
O coloană de oțel cu zăbrele este un element portant-sarcină vertical compus din două sau mai multe coarde principale conectate prin bare de strângere, plăci de șipci sau o combinație a ambelor, formând o coloană-deschisă. Coardele sunt de obicei unghiuri, secțiuni H-sau secțiuni goale, în timp ce elementele de rețea transferă forțele de forfecare între coarde, astfel încât ansamblul să se comporte ca o singură coloană monolitică. Deoarece materialul este împrăștiat departe de centroid, coloana câștigă o rază mare de rotație și o rezistență mare la flambaj cu mult mai puțin oțel decât o coloană solidă-intrată de aceeași capacitate. Coloanele cu zăbrele sunt obișnuite în clădirile industriale grele, structurile de susținere-macaralelor, turnurile de transmisie și sistemele de susținere a fundației adânci.
Principalele tipuri de coloane din oțel cu zăbrele
| Tip | Constructii | Aplicație tipică |
|---|---|---|
| Coloană cu zăbrele în unghi | Unghi, secțiune H-sau coarde HSS conectate prin șireturi sau șipci, înșurubate sau sudate | Instalații industriale grele, structuri ale pistelor de macarale, turnuri autoportante, stalpi de sprijin temporar |
| Coloană cu zăbrele CHS | Coardele cu secțiune circulară tubulară și contravântuiri sudate sau îmbinate mecanic într-un cadru de ferme | Turnuri eoliene, catarge de transmisie, stâlpi de telecomunicații, structuri expuse la sarcini puternice ale vântului |
| H-coloană cu zăbrele | Coarde de secțiune H-laminate sau sudate cu șireturi de plăci sau șipci | Coloane portante-încărcături grele în fabrici-de lungă durată, platforme de echipamente, clădiri industriale cu mai multe-etajate |
De ce sunt folosite coloanele cu zăbrele în clădirile industriale grele
Raport rezistență-la-greutate: configurația-pentrului deschis realizează un moment ridicat de inerție cu mai puțin oțel, reducând greutatea proprie-coloanei și, la rândul său, încărcările de fundație.
Rezistența la sarcină laterală: sistemul de sarcină transferă eficient forțele vântului și seismice prin coarde și elemente de bandă, în timp ce grila deschisă prezintă vântului o suprafață mică.
Utilizarea spațiului: interiorul puțului coloanei poate transporta conducte industriale, scări de întreținere sau servicii auxiliare, iar conexiunile rigide ale arborelui pot crește capacitatea de deschidere-limită a cadrului clădirii.
Personalizare: configurațiile cu două-, trei- sau patru-picioare pot fi proiectate pentru a se potrivi cu cerințele specifice de rigiditate, rezistență și arhitectură, iar geometria elementelor poate fi ajustată prin modificarea aspectului șiretului.
Coloana Lattice vs Coloana H-pentru cadrele de atelier
| Caracteristică | H-coloană | Coloană cu zăbrele |
|---|---|---|
| Secțiune transversală | Profil web solid-unic | Sistem web-deschis de coarde și șireturi |
| Costul de fabricație | Producție automată, aport de muncă mai mic | Tăiere, sudare și montare la comandă, forță de muncă mai mare |
| Comportamentul de încărcare | Capacitate axială excelentă și îndoire puternică-axului | Rigiditate laterală superioară în aplicații înalte și zvelte |
| Instalare | Manipulare, transport și montare rapidă | Ambalare, transport și asamblare pe șantier mai complexe |
| Protecție împotriva coroziunii | Ușor de sablat, vopsit și inspectat | Suprafețele interioare ale rețelei sunt mai greu de accesat |
| Cel mai bine folosit pentru | Depozite standard, ateliere de inaltime mica spre medie | Clădiri înalte cu deschidere lungă-, sarcini grele ale macaralei, condiții slabe de fundație |
În practică, coloanele H-sunt adesea prima alegere pentru atelierele de-înălțime standard, unde domină viteza și costul forței de muncă. Coloanele cu zăbrele devin atractive atunci când capacitățile macaralelor sunt mari, capacitatea portantă a fundației este limitată sau reducerea tonajului de oțel structural este principalul motor economic.
Design, fabricație și control al calității
Coloanele cu zăbrele pentru clădiri industriale sunt proiectate conform codurilor naționale sau internaționale privind structurile din oțel, cum ar fi GB 50017, EN 1993-1-1 (Eurocod 3) sau AISC 360, în funcție de locația proiectului. Fabricarea urmează clasele de execuție EN 1090-2 sau regulile locale corespunzătoare, cu sudarea efectuată de sudori certificați conform calificării AWS D1.1 sau EN ISO 9606. Sudurile critice dintre coarde și elementele de rețea sunt verificate prin teste ne-distructive, cum ar fi testarea cu ultrasunete sau testarea particulelor magnetice, iar coloanele complexe cu mai multe picioare pot fi pre-asamblate pentru a verifica toleranțele dimensionale înainte de expediere. Conexiunile la stâlpi și grinzi sunt de obicei realizate cu șuruburi de înaltă rezistență, ceea ce simplifică montarea și inspecția pe teren.
Protecția împotriva coroziunii este selectată pentru atmosfera instalației: sablare la Sa 2,5 urmată de grund bogat în zinc-și strat de acoperire din poliuretan pentru medii chimice agresive sau de topire sau galvanizare la cald-la ISO 1461, unde este necesară o durată de viață lungă fără întreținere-.
Componente complementare pentru rame complete de atelier
Grinzi de macara-pentru sarcini grele și ferme-de acoperiș cu deschidere lungă, care se conectează la coloanele cu zăbrele și transmit sarcinile macaralei și ale acoperișului în sistemul de stâlpi.
Pane-formate la rece C și Z pentru suport pentru acoperiș și pereți, cu protecție galvanizată la cald-sau Galvalume.
Sisteme de contravântuire, inclusiv contravântuiri pentru coloane transversale, grinzi de legătură rigide și plăci de gușaj pentru a bloca coloanele într-un cadru tridimensional stabil.
Șuruburi de înaltă-rezistență, inclusiv șuruburi de prindere cu frecare-de gradul 10.9 și grupuri de șuruburi de ancorare, pentru conexiunile coloană-la-fundație și coloană-la-sub sarcină la oboseală.
Întrebări frecvente
De ce să alegeți o coloană cu zăbrele peste o coloană solidă din oțel?Cadrul deschis împrăștie oțelul departe de centru, crescând raza de rotație și rezistența la flambaj, reducând în același timp consumul de material. Este o soluție eficientă în greutate-pentru coloane înalte și sarcini grele.
Cum sunt conectate și protejate coloanele cu zăbrele?Coardele și membrii rețelei sunt unite prin sudură sau șuruburi. Coloanele exterioare și industriale sunt de obicei protejate prin galvanizare la cald sau cu sisteme de acoperire epoxidice pentru sarcini grele-selectate pentru atmosfera șantierului.
Cum sunt proiectate și fabricate coloanele cu zăbrele?Designul urmează codurile structurii din oțel, cum ar fi GB 50017, EN 1993-1-1 sau AISC 360. Membrii sunt prefabricați în atelier cu tăiere CNC și sudare automată, apoi asamblați la fața locului cu șuruburi de înaltă rezistență.
Sunt coloanele cu zăbrele mai scumpe decât coloanele H-?Manopera de fabricatie pe tona este de obicei mai mare din cauza taierii, sudarii si montarii personalizate. Cu toate acestea, tonajul redus de oțel și fundațiile mai mici pot reduce costul total de instalare pentru structurile înalte sau puternic încărcate.
Pot coloanele cu zăbrele să susțină macarale rulante?Da. Coloanele cu zăbrele sunt utilizate frecvent în cadrele de susținere-macaralelor, unde grinzile și sistemele de contravântuire ale macaralei sunt conectate la stâlp pentru a rezista la sarcinile dinamice și forțele de frânare ale macaralelor mobile.
Ce clase de oțel sunt folosite pentru coloanele cu zăbrele?Clasele comune sunt Q235B și Q355B până la GB/T 1591, S235JR și S355JR/J0/J2 până la EN 10025-2 și ASTM A36 sau A572 Grad 50. Selectarea gradului urmează forțele membrelor, grosimea și specificațiile proiectului.