Cột hộp thép là gì?
Cột hộp thép là một phần rỗng khép kín được hình thành bằng cách hàn bốn tấm thép thành một ống hình vuông hoặc hình chữ nhật, hoặc được cung cấp trực tiếp dưới dạng phần rỗng hình vuông/hình chữ nhật được chế tạo. Hình học khép kín phân bố vật liệu ra xa tâm, tạo cho cột mômen quán tính lớn đối với cả hai trục chính. Do đó, cột hộp cung cấp cường độ và độ cứng đồng đều theo cả hai hướng ngang, khả năng chống xoắn cao và độ ổn định cục bộ tốt, khiến chúng trở nên phổ biến trong các tòa nhà-cao tầng, kết cấu nhịp-dài, trụ cầu và khung công nghiệp nặng, nơi nhu cầu uốn, xoắn hoặc địa chấn hai trục là đáng kể.
Cột thép hình chữ H{0}} là gì?
Cột thép hình chữ H{0}}là một phần mặt bích- rộng, được tạo ra bằng cách cán nóng hoặc bằng cách hàn ba tấm thành hình chữ H. Các mặt bích rộng chịu phần lớn sự uốn cong quanh trục chắc chắn, trong khi bản bụng có khả năng chống cắt. Tiết diện H{4}}được tiêu chuẩn hóa cao, sẵn có và tiết kiệm, đồng thời chúng là tiết diện cột mặc định cho hầu hết các nhà máy công nghiệp, nhà kho và tòa nhà thấp đến trung bình, nơi tác động chính là nén dọc trục kết hợp với uốn trục- mạnh.
So sánh mặt cắt ngang và cơ học
| Tài sản | Cột hộp | Cột hình chữ H |
|---|---|---|
| Mặt cắt ngang | Phần rỗng hình vuông hoặc hình chữ nhật kín | Mở phần I/H có bản bụng và hai mặt bích |
| Công suất trục | Cao, có mô men quán tính lớn đối với cả hai trục | Thấp hơn một chút cho cùng một khu vực vì trục nhỏ yếu hơn |
| Khả năng chống xoắn | Rất cao; phần kín chống xoắn và cong vênh | Thấp; phần mở dễ bị xoắn và biến dạng cong vênh |
| Uốn hai trục | Đồng nhất và vượt trội về cả hai trục chính | Tốt về trục mạnh, hạn chế về trục yếu |
| Ổn định cục bộ | Mạnh; ống kín chống oằn cục bộ | Bản mỏng và mặt bích rộng cần kiểm tra độ cứng và kiểm soát độ mảnh |
Chế tạo và so sánh chi phí
| Diện mạo | Cột hộp | Cột hình chữ H |
|---|---|---|
| Chế tạo | Cửa hàng-được hàn từ các tấm hoặc được cung cấp dưới dạng các phần rỗng đã hoàn thiện; bốn mối hàn dọc cần kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt | Các phần tiêu chuẩn-cán nóng có tính khả dụng cao hoặc các phần-được hàn sẵn |
| Công việc gia công | Khối lượng hàn cao hơn, phụ cấp hàn và chi phí kiểm tra | Cắt, khoan và nối đơn giản hơn; khối lượng hàn thấp hơn |
| Vị trí chi phí | Đơn giá cao hơn, phù hợp với các kết cấu cao, nặng hoặc đặc biệt | Chi phí đơn vị thấp hơn; nói chung là tiết kiệm nhất cho khung thông thường |
| Tùy chỉnh | Kích thước và độ dày của tường có thể được điều chỉnh theo yêu cầu thiết kế | Phần tiêu chuẩn đáp ứng hầu hết các nhu cầu; các phần được xây dựng-tăng tính linh hoạt |
Cách chọn giữa cột hình hộp và cột hình chữ H
Chọn cột hình chữ H{0}}cho các nhà máy công nghiệp, nhà kho tiêu chuẩn, tòa nhà thương mại và dân cư nhiều tầng{1}}và cầu nơi tải trọng chủ yếu hướng trục với-trục uốn cong mạnh và nơi tốc độ xây dựng cũng như ngân sách chiếm ưu thế.
Chọn cột hộp cho các tòa nhà cao-và siêu cao, các cấu trúc không gian có nhịp- lớn như nhà ga sân bay và trung tâm triển lãm cũng như các nhà máy công nghiệp nặng nơi các yêu cầu về uốn, xoắn hai trục hoặc địa chấn nghiêm ngặt chi phối thiết kế.
Chọn các cột hộp nơi cần có độ cứng tổng thể cao để kiểm soát độ lệch ngang hoặc nơi cột vẫn có thể nhìn thấy được và mặt cắt kín, sạch sẽ được ưu tiên vì lý do kiến trúc.
Trong trường hợp kết cấu bị chi phối bởi độ ổn định oằn hoặc độ võng thay vì độ bền thuần túy, hãy xác minh rằng phần mạnh hơn hoặc lớn hơn thực sự cải thiện trạng thái giới hạn tới hạn trước khi trả phí.
Đối với cả hai loại mặt cắt, cấp vật liệu tuân theo thông số kỹ thuật quản lý: các lựa chọn phổ biến là Q235B và Q355B đến GB/T 1591, S235JR và S355JR/J0/J2 đến EN 10025-2 và ASTM A36 hoặc A572 Cấp 50, với thiết kế được thực hiện theo GB 50017, EN 1993-1-1 hoặc AISC 360. GNEE cung cấp cả cột hộp và cột hình chữ H với bản vẽ thi công, NDT và bảo vệ bề mặt theo đặc điểm kỹ thuật của dự án.
Câu hỏi thường gặp
Cột nào có dạng xoắn, hình hộp hoặc hình chữ H chắc chắn hơn?Cột hộp. Mặt cắt-đóng của nó cung cấp độ cứng xoắn cao hơn nhiều so với mặt cắt H mở vốn bị xoắn và cong vênh dưới mô men xoắn.
Tại sao các cột hộp lại được ưu tiên trong-các tòa nhà cao tầng?Chúng mang lại độ bền và độ cứng đồng đều ở cả hai trục, khả năng chống xoắn cao và độ ổn định cục bộ mạnh mẽ, phù hợp với tải trọng trục lớn và khả năng kiểm soát độ lệch ngang của các tòa nhà cao tầng.
Cột hình chữ H có rẻ hơn cột hình hộp không?Nói chung là có, vì các phần H{1}}cán nóng được sản xuất hàng loạt- và yêu cầu ít công việc chế tạo hơn. Cột hộp trở nên tiết kiệm-hiệu quả khi cơ chế vượt trội của chúng làm giảm tổng trọng tải thép hoặc chiều sâu kết cấu.
Cột hộp được bảo vệ chống ăn mòn và cháy như thế nào?Bảo vệ chống ăn mòn sử dụng các hệ thống phủ như sơn lót giàu kẽm-kết hợp với lớp phủ ngoài hoặc mạ kẽm nhúng nóng-. Phòng cháy chữa cháy tuân theo quy chuẩn xây dựng, thường là lớp phủ chống cháy hoặc tấm ván có khả năng chống cháy-theo chỉ số chống cháy bắt buộc.
Cột hộp có thể kết hợp với bê tông được không?Đúng. Cột thép-đổ đầy bê tông và cột bê tông-composite bằng bê tông kết hợp khả năng giam giữ của hộp với khả năng nén của bê tông, tăng cả khả năng chịu tải và khả năng chống cháy.
Tiêu chuẩn nào chi phối thiết kế hộp và cột hình chữ H?Thiết kế thường đạt tiêu chuẩn GB 50017, EN 1993-1-1 hoặc AISC 360, với vật liệu đạt tiêu chuẩn GB/T 1591, EN 10025-2 hoặc ASTM A36/A572 và thực hiện chế tạo theo EN 1090-2 nếu có.