Què és una columna de caixa d'acer?
Una columna de caixa d'acer és una secció buida tancada formada mitjançant la soldadura de quatre plaques d'acer en un tub quadrat o rectangular, o subministrada directament com a secció buida quadrada/rectangular fabricada. La geometria tancada distribueix el material lluny del centroide, donant a la columna grans moments d'inèrcia al voltant dels dos eixos principals. Per tant, les columnes de caixa proporcionen una resistència i una rigidesa uniformes en ambdues direccions horitzontals, una gran resistència a la torsió i una bona estabilitat local, cosa que les fa habituals en edificis-de gran alçada, estructures de llarg-port, pilars de ponts i marcs industrials pesats on la flexió biaxial, la torsió o les demandes sísmiques són importants.
Què és una columna d'acer en forma de H-?
Una columna d'acer en forma de H-és una secció de brida-ample oberta, produïda per laminació en calent o per soldadura de tres plaques en un perfil en H. Les amples brides porten la major part de la flexió al voltant de l'eix fort, mentre que la xarxa resisteix la cisalla. Les seccions H-són altament estandarditzades, fàcilment disponibles i econòmiques, i són la secció de columna predeterminada per a la majoria de plantes industrials, magatzems i edificis de poca o mitjana alçada on l'acció principal és la compressió axial combinada amb una forta flexió d'eix-.
-Secció transversal i comparació mecànica
| Propietat | Columna de caixa | -Columna en forma de H |
|---|---|---|
| -Secció transversal | Secció buida quadrada o rectangular tancada | Secció I/H oberta amb web i dues brides |
| Capacitat axial | Alt, amb grans moments d'inèrcia sobre ambdós eixos | Una mica més baix per a la mateixa zona a causa de l'eix menor més feble |
| Resistència a la torsió | Molt alt; la secció tancada resisteix la torsió i la deformació | Baix; les seccions obertes són propenses a la deformació de torsió i deformació |
| Flexió biaxial | Uniforme i superior en els dos eixos principals | Bo sobre l'eix fort, limitat sobre l'eix feble |
| Estabilitat local | fort; el tub tancat resisteix el pandeig local | La banda fina i les brides amples necessiten controls de rigidesa i control de l'esveltesa |
Fabricació i comparació de costos
| Aspecte | Columna de caixa | -Columna en forma de H |
|---|---|---|
| Fabricació | Botiga-soldada a partir de plaques o subministrada com a seccions buides acabades; quatre soldadures longitudinals necessiten un estricte control de qualitat | Seccions estàndard-laminades en calent amb alta disponibilitat o seccions-soldades. |
| Treballs de fabricació | Major volum de soldadura, bonificacions de soldadura i cost d'inspecció | Tall, perforació i empalmament més senzills; menor volum de soldadura |
| Posició de costos | Major cost unitari, justificat en estructures altes, pesades o especials | Menor cost unitari; generalment el més econòmic per a marcs normals |
| Personalització | Les dimensions i el gruix de la paret es poden ajustar als requisits de disseny | Les seccions estàndard cobreixen la majoria de les necessitats; les seccions-construïdes aporten flexibilitat |
Com triar entre columnes en forma de caixa i H-
Trieu columnes en forma d'H-per a plantes industrials estàndard, magatzems, edificis comercials i residencials de diversos pisos i ponts on les càrregues són predominantment axials amb una forta flexió de l'eix-, i on dominen la velocitat de construcció i el pressupost.
Trieu columnes de caixa per a edificis-grans i superalts, estructures espacials de gran-envergadura, com ara terminals d'aeroports i centres d'exposicions, i plantes industrials pesades on la flexió biaxial, la torsió o els requisits sísmics estrictes regeixen el disseny.
Trieu columnes de caixa on es requereixi una rigidesa general elevada per controlar la deriva lateral, o on la columna romandrà visible i es prefereix un perfil net i tancat per raons arquitectòniques.
Quan l'estructura es regeix per l'estabilitat de pandeig o la deflexió en lloc de la força pura, verifiqueu que una secció més forta o més gran millora realment l'estat límit crític abans de pagar una prima.
Per a ambdós tipus de seccions, els graus de material segueixen l'especificació reguladora: les opcions habituals són Q235B i Q355B a GB/T 1591, S235JR i S355JR/J0/J2 a EN 10025-2, i ASTM A36 o A572 Grau 50, amb disseny realitzat de GB/1093 a EN 1017, AISC 360. GNEE subministra tant columnes de caixa com columnes en forma de H amb plànols de taller, NDT i protecció superficial segons les especificacions del projecte.
Preguntes freqüents
Quina columna és més forta en forma de torsió, caixa o H-?La columna del quadre. La seva secció transversal-tancada proporciona una rigidesa torsional molt per sobre de la d'una secció H oberta, que es retorça i es deforma sota els moments de torsió.
Per què es prefereixen les columnes de caixa als edificis-de gran alçada?Ofereixen una resistència i rigidesa uniformes en els dos eixos, una alta resistència a la torsió i una forta estabilitat local, que s'adapta a les grans càrregues axials i al control de la deriva lateral dels edificis alts.
Les columnes en forma de H-són més barates que les columnes de caixa?En general, sí, perquè les seccions H-laminades en calent-es produeixen-en massa i requereixen menys treball de fabricació. Les columnes de caixa es tornen rendibles-si la seva mecànica superior redueix el tonatge total d'acer o la profunditat estructural.
Com es protegeixen les columnes de caixa contra la corrosió i el foc?La protecció contra la corrosió utilitza sistemes de recobriment com ara una imprimació rica en zinc-i una capa superior, o la galvanització en calent-. La protecció contra incendis segueix el codi d'edificació, normalment recobriments intumescents o revestiments de taulers-resistents al foc al nivell de resistència al foc requerit.
Les columnes de caixa es poden combinar amb formigó?Sí. Els-tubs d'acer farcits de formigó i les columnes d'acer-compostes de formigó combinen el confinament de la caixa amb la capacitat de compressió del formigó, augmentant tant la capacitat de càrrega com la resistència al foc.
Quins estàndards regeixen el disseny de caixes i columnes en forma de H-?El disseny és normalment GB 50017, EN 1993-1-1 o AISC 360, amb material segons GB/T 1591, EN 10025-2 o ASTM A36/A572 i l'execució de la fabricació segons EN 1090-2, si escau.