Kolonni tal-kaxxi tal-azzar, imsejħa wkoll sezzjonijiet tal-kaxxi wweldjati jew sezzjonijiet magħluqa mibnija-up, huma fabbrikati billi jiġu wweldjati erba 'pjanċi f'priżma kwadra jew rettangolari vojta. Il-ġeometrija magħluqa tagħhom tagħti ebusija simetrika dwar iż-żewġ assi, reżistenza għat-torsjoni għolja u prestazzjoni eċċellenti taħt tagħbijiet assjali tqal, li tagħmilhom għażla standard għal qlub ta'-għoli għoli, pontijiet ta' medda twila-u frejms industrijali. Il-mistoqsija li kull tim tal-proġett jiffaċċja kmieni hija: x'daqs għandha tkun il-kolonna? It-tweġiba ġejja minn disinn strutturali, mhux minn katalogu, u din il-gwida tispjega l-fatturi u l-kontrolli li jiddeterminawha.
X'inhi Kolonna tal-Kaxxa tal-Azzar?
Kolonna tal-kaxxa tal-azzar hija membru strutturali magħluq u vojt, normalment prodott bl-iwweldjar ta' erba' pjanċi tal-azzar flimkien biex jiffurmaw cross-kwadru jew rettangolari. Meta mqabbla ma' sezzjonijiet miftuħa bħal travi I- jew H-, is-sezzjoni tal-kaxxa tipprovdi:
Ebusija biassjali simmetrika:m'hemm l-ebda assi b'saħħtu jew dgħajjef, għalhekk il-kolonna tirreżisti t-tgħawwiġ bl-istess mod fid-direzzjonijiet kollha.
Reżistenza għat-torsjoni għolja:iċ-ċellula magħluqa tirreżisti t-torque b'mod ferm aktar effettiv minn sezzjonijiet miftuħa.
Effiċjenza kompressiva għolja:il-materjal huwa mqassam 'il bogħod miċ-ċentrujde, li jagħti raġġ kbir ta' girazzjoni għaż-żona tas-sezzjoni.
Kontroll eċċellenti tal-bukkjar lokali:l-erba 'ħitan tal-pjanċa jistgħu jiġu proporzjonati biex jilħqu l-limiti ta' kumpattezza tal-kodiċi li jirregola.
Il-kolonni tal-kaxxi jintużaw ħafna bħala kolonni tal-bini f'frejms-għoli, bħala mollijiet u piloni tal-pont, u bħala membri primarji f'bini industrijali u pubbliku.
Fatturi Li jsuqu Daqs tal-Kolonna tal-Kaxxa
Tagħbijiet tad-Disinn
Is-sezzjoni trasversali-għandha tirreżisti t-tagħbija axjali fatturata, il-mumenti tal-liwi mill-gravità u t-tagħbijiet laterali, u t-tqattigħ, magħquda skont il-kodiċi li jirregola. Kemm l-istati tal-limitu tas-saħħa kif ukoll tas-servizz għandhom jiġu sodisfatti.
Għoli Unbraced u Tul Effettiv
Tulijiet itwal unbraced iżidu s-slenderness tal-kolonna u jnaqqsu l-kapaċità tal-kompressjoni tagħha. It-tul effettiv huwa l-prodott tat-tul attwali u fattur K-li jirrifletti t-trażżin tat-tarf: konnessjonijiet fissi, ippinnjati jew parzjalment imrażżna fin-naħa ta' fuq u t'isfel tal-membru.
Restrizzjonijiet tat-Tmiem u Kundizzjonijiet tal-Konfini
Bażijiet fissi u mument-uċuħ konnessi jnaqqsu l-fattur tat-tul effettiv, filwaqt li bażijiet ippinnjati u konnessjonijiet sempliċi jżiduh. Il-kundizzjonijiet tal-appoġġ għandhom jiġu mmudellati b'mod preċiż għaliex jirregolaw direttament il-kontroll tal-buckling.
Grad tal-Azzar
Gradi ta' saħħa -ogħla bħal S355 (EN 10025-2), ASTM A572 Grad 50 jew Q355B (GB/T 1591) jippermettu sezzjoni aktar kompatta għall-istess tagħbija, bl-ispiża ta 'prezz ta' unità ogħla u rekwiżiti aktar stretti ta 'wweldjar u fabbrikazzjoni. Il-grad għandu jintgħażel bil-qawwa tad-disinn u l-kapaċità tal-fabbrikazzjoni f'moħħu.
Wisa'-għall--Proporzjon tal-Ħxuna (Tibdil Lokali)
Il-ħitan tal-pjanċa ta 'kolonna tal-kaxxa għandhom ikunu proporzjonati biex jipprevjenu l-buckling lokali qabel is-sezzjoni tilħaq is-saħħa sħiħa tagħha. Il-kodiċijiet jiddefinixxu limiti ta' kumpattezza f'termini tal-proporzjon tal-wisa'-għall--ħxuna; pereżempju, AISC 360 jistabbilixxi proporzjon ta' wisa' ta' limitu-għall--ħxuna għal elementi Slender taħt kompressjoni uniformi, u GB 50017 u EN 1993-1-1 jipprovdu rekwiżiti ta 'buckling lokali ekwivalenti. Id-disinn għandu jivverifika li l-ħxuna tal-pjanċa magħżula tilħaq il-limitu applikabbli.
Kontrolli tad-Disinn għall-Kolonni tal-Kaxxa
Id-daqs ta 'kolonna ta' kaxxa huwa proċess iterattiv ta 'assunzjoni ta' sezzjoni, verifikaha, u aġġustament. Il-kontrolli prinċipali, imwettqa bil-kodiċi li jirregola (per eżempju AISC 360, EN 1993-1-1 jew GB 50017), huma:
Saħħa axjali:is-saħħa kompressiva tad-disinn hija s-saħħa nominali mnaqqsa mill-fattur ta 'reżistenza xieraq, fejn is-saħħa nominali tammonta għal flexural buckling madwar l-assi kritiku u hija bbażata fuq ir-rqaq effettiva KL/r.
Assjali u liwi magħquda:membri taħt tagħbija axjali flimkien ma 'mumenti huma verifikati bl-ekwazzjonijiet ta' interazzjoni tal-kodiċi, li jgħaqqdu l-proporzjonijiet ta 'utilizzazzjoni tal-forza axjali u l-mument.
Limiti ta' Slenderness:Il-membri tal-kompressjoni huma normalment limitati għal proporzjon massimu ta 'slenderness (per eżempju KL/r mhux akbar minn 200 għall-membri tal-kompressjoni prinċipali taħt AISC 360; il-limitazzjoni ekwivalenti f'GB 50017 hija applikata għall-membri tal-kompressjoni prinċipali).
Tidwir lokali:il-proporzjonijiet tal-wisa' tal-pjanċa-għall--ħxuna huma kkontrollati mal-limiti tal-kumpattezza tal-kodiċi sabiex is-sezzjoni tkun tista' tiżviluppa l-kapaċità plastika jew elastika tagħha kif preżunt fid-disinn.
Servizzi:drift laterali, tqassir axjali u vibrazzjoni huma kkontrollati mal-limiti tal-proġett.
Minħabba li l-ġeometrija jinteraġixxi mal-kontrolli tas-saħħa, id-daqs finali huwa l-aħjar ikkonfermat minn inġinier strutturali kwalifikat li juża softwer tad-disinn rikonoxxut, bi tpinġijiet tal-ħwienet ippreparati mill-kalkolu approvat.
Gwida Prattika tad-Daqs mill-Applikazzjoni
| Applikazzjoni | Klassi tas-Sezzjoni Relattiva | Eżempji ta' Grad Suġġeriti | Sewwieqa tal-Għażla Ewlenin |
|---|---|---|---|
| Frejms residenzjali u kummerċjali ħfief | Sezzjonijiet kompatti, ħxuna tal-ħajt modesta | Q235B (GB/T 1591) jew S235JR (EN 10025-2) | Effiċjenza fl-ispazju, ekonomija, konnessjonijiet sempliċi |
| Impjanti u mħażen industrijali | Sezzjonijiet medji b'ebusija adegwata | Q355B (GB/T 1591) jew S355JR (EN 10025-2) | Tagħbijiet tal-krejnijiet, impatt u vibrazzjoni, kontroll tad-drift |
| Torrijiet għolja-u kummerċjali | Sezzjonijiet kbar, ħitan eħxen | Q355B, Q420 (GB/T 1591) jew ASTM A572 Grad 50/60 | Kapaċità axjali għolja, kontroll strett tal-kumpattezza, dettalji sismiċi |
| Pontijiet u infrastruttura | Sezzjonijiet fil-fond, pjanċi tqal, dettalji tal-għeja | S355K2 (EN 10025-2) jew ASTM A572 Grad 50 | Tagħbijiet dinamiċi, għeja, konċessjoni tal-korrużjoni |
| Strutturi ta' appoġġ temporanji | Sezzjonijiet moderati, konnessjonijiet imbarrati | Q355B (GB/T 1591) jew S355 | Użabbiltà mill-ġdid, trasportabilità, erezzjoni veloċi u żarmar |
It-tabella hija indikattiva biss: il-każ tat-tagħbija li jirregola, it-tul effettiv u r-rekwiżiti tal-kodiċi dejjem jieħdu preċedenza, u d-dimensjonijiet eżatti għandhom jiġu minn kalkolu strutturali.
Fabbrikazzjoni u Kontroll tal-Kwalità
Kolonni tal-kaxxi wweldjati jitolbu fabbrikazzjoni dixxiplinata minħabba li s-sezzjoni magħluqa tagħmel il-weldjaturi ta 'ġewwa inaċċessibbli wara l-assemblaġġ:
Iwweldjar:l-erba 'ħjatat tal-kantunieri huma ġeneralment iwweldjati permezz ta' wweldjar bl-ark mgħaddas (SAW) b'sekwenzi kkontrollati; il-proċeduri tal-iwweldjar għandhom ikunu kkwalifikati għal AWS D1.1, EN 1090 jew il-kodiċi applikabbli.
Ebusija interna:dijaframmi trasversali fil-punti ta' introduzzjoni tat-tagħbija u, fejn meħtieġ, stiffeners lonġitudinali jikkontrollaw il-buckling lokali u jxerrdu forzi konċentrati.
Ittestjar mhux-distruttiv:weldjaturi kritiċi huma eżaminati permezz ta 'ttestjar ultrasoniku (UT), b'partiċelli manjetiċi (MT) jew ittestjar radjografiku (RT) fejn l-ispeċifikazzjoni teħtieġha.
Traċċabilità tal-materjal:ċertifikati tat-test tal-mitħna skont EN 10204 (tip 3.1) jiddokumentaw il-kimika tal-pjanċa u l-proprjetajiet mekkaniċi.
Protezzjoni kontra l-korrużjoni:l-uċuħ jitnaddfu bil-blast għal Sa 2.5 u miksijin skond ISO 12944 għall-kategorija ta' espożizzjoni, jew galvanizzati hot-dip fejn speċifikat.
Assemblaġġ ta' prova:kolonni kumplessi jew tolleranti ħafna huma prova-immuntati fil-ħanut biex jivverifikaw l-allinjament tat-toqob u l-ġeometrija qabel it-tbaħħir.
Mistoqsijiet Frekwenti
Q: Liema forom ta 'kolonna tal-kaxxa huma disponibbli?
Sezzjonijiet vojta minn ġewwa kwadri u rettangolari huma l-aktar komuni; kolonni tal-kaxxa għax-xejn u b'pass huma prodotti meta rekwiżiti arkitettoniċi jew tat-tagħbija jitolbu sezzjoni li tvarja tul l-għoli.
Q: Liema grad tal-azzar għandi nagħżel għal kolonna tal-kaxxa?
Għal tagħbijiet moderati, Q235B (GB/T 1591) jew S235JR (EN 10025-2) huwa ekonomiku. Għal applikazzjonijiet industrijali għolja, pont u tqal, Q355B/Q420 (GB/T 1591), S355 (EN 10025-2) jew ASTM A572 Grad 50/60 huma tipiċi. Il-grad jintgħażel flimkien mar-rekwiżiti tas-saħħa tad-disinn u tal-fabbrikazzjoni.
Q: Kif tiġi ddeterminata l-ħxuna tal-ħajt?
Il-ħxuna tal-ħajt hija stabbilita mill-kontrolli tas-saħħa assjali u tal-liwi, il-limiti lokali tal-buckling (wisa-sa-ħxuna) tal-kodiċi, u kwalunkwe konċessjoni tal-korrużjoni meħtieġa għall-ambjent. Ħitan eħxen huma użati fejn ir-rqaq jew il-kontroll tal-buckling lokali jirregola.
Q: X'inhu proporzjon tajjeb ta' wisa-għall--ħxuna għal kolonna ta' kaxxa?
M'hemm l-ebda valur fiss uniku. Il-proporzjon li jillimita l-wisa '-għall--ħxuna huwa definit mill-kodiċi li jirregola (pereżempju l-limiti ta' kumpattezza f'AISC 360, GB 50017 jew EN 1993-1-1) u jiddependi fuq is-saħħa ta' rendiment tal-azzar u l-livell tal-istress tal-ħajt. Id-disinn għandu jivverifika s-sezzjoni kontra l-limitu applikabbli.
Q: Jistgħu l-kolonni tal-kaxxa jiġu spliced fuq is-sit?
Iva. L-isplices tal-kamp huma magħmula bi pjanċi ta 'splice boltjati jew b'weldjaturi tal-kanal tal-penetrazzjoni sħiħa-, dettaljati u ċċekkjati skont il-kodiċi. Shop-preparazzjoni tat-tarf manifatturat u assemblaġġ ta 'prova jgħinu jiggarantixxu l-allinjament fil-splice.
Q: Liema dokumentazzjoni takkumpanja l-kolonni tal-kaxxa fabbrikati?
Dokumentazzjoni tipika tinkludi ċertifikati tat-test tal-mitħna (EN 10204 tip 3.1), kwalifika tal-proċedura tal-iwweldjar u rekords tal-welder, rapporti tal-NDT, rapporti ta 'spezzjoni dimensjonali u tpinġijiet tal-ħanut approvati.