Kas ir tērauda kastes kolonna?
Tērauda kastes kolonna ir slēgta -profila vertikāla daļa ar kvadrātveida vai taisnstūrveida dobu profilu, ko parasti izgatavo, metinot četras tērauda plāksnes gar to garenvirziena malām. Slēgtā, dubultsimetriskā forma nodrošina kolonnai gandrīz vienādu lieces stingrību ap abām galvenajām asīm, kas ir izšķiroša priekšrocība elementiem, kas saņem slodzi no vairākiem virzieniem augstceltnē.
Kastes kolonnas iztur aksiālās gravitācijas slodzes, sānu vēja un seismiskos spēkus, kā arī lieces momentus, kas tiek pārnesti no sijām un stiprinājumiem. Tie parādās ēku serdeņos, perimetra momentu rāmjos, pārneses konstrukcijās un garo-laiduma jumtu balstos. Dobā serdeņa var palikt tukša vai piepildīta ar strukturālo betonu, lai izveidotu betona -piepildītas tērauda caurules (CFST) kolonnu, kas apvieno tērauda stiepes izturību ar betona spiedes masu un stingrību.
Kāpēc lodziņa kolonnas darbojas labi{0}}augstos kāpumos
Salīdzinājumā ar atvērtajām sadaļām, piemēram, H{0}}kolonnām, slēgtā lodziņa sadaļa maina elementa strukturālo darbību tādos veidos, kas ir tieši saistīti ar augstām ēkām.
Slēgtas -sekcijas vērpes stingrība
Tā kā četras plāksnes veido slēgtu cauruli, kastes kolonna daudz efektīvāk pretojas vērpei nekā līdzīga svara atvērta I- vai H-daļa. Tam ir nozīme visur, kur uz rāmi iedarbojas nesimetriskas fasādes slodzes, celtņa darbības vai seismiski vērpes momenti. Ieguvums izriet no pašas slēgtās ģeometrijas un ir spēkā neatkarīgi no tērauda markas.
Līdzsvarota biaksiālā stīvums un izliekšanās
Ar gandrīz vienādiem inerces momentiem ap abām galvenajām asīm lodziņa kolonnā nav izteiktas vājās ass. Tāpēc pretestība liecei un izliekumam ir stabila jebkura virziena slodzēm, kas vienkāršo savienojuma konstrukciju un samazina vājas-ass atteices risku seismisko notikumu laikā. Slēgto sekciju projektēšanas noteikumi atbilst tiem pašiem valsts noteikumiem kā citiem tērauda elementiem, piemēram, GB 50017, AISC 360 un EN 1993-1-1.
Konkrēta{0}}piepildīta opcija (CFST)
Serdes piepildīšana ar strukturālo betonu palielina aksiālo kapacitāti un lieces stingrību un uzlabo ugunsizturību, jo betona masa absorbē siltumu, bet tērauda apvalks ierobežo serdi. CFST elementu kombinētā darbība ir ietverta GB 50017, EN 1994-1-1 un AISC 360 I nodaļā, un šī opcija bieži tiek izvēlēta stipri noslogotām zemāku stāvu kolonnām.
Kastes kolonna pret H{0}}sekciju kolonnu pret dzelzsbetona kolonnu
| Īpašums | Tērauda kastes kolonna | H-Sadaļas kolonna | Dzelzsbetona kolonna |
|---|---|---|---|
| Šķērsgriezums- | Slēgta kvadrātveida vai taisnstūrveida doba | Atveriet I-formu | Cieta cast sekcija |
| Biaksiālā stīvums | Gandrīz vienādi uz abām asīm | Spēcīga ass dominējoša, vāja ass ierobežota | Gandrīz vienādi |
| Vērpes pretestība | Augsta, slēgta caurules darbība | Zems | Mērens |
| Izturības-un-svara attiecība | Augsts | Augsts | Zems |
| Betona pildījums | Iespējama CFST opcija | Nav tipisks | Nav piemērojams |
| Erekcijas ātrums | Ātri, saliekami | Ātri, saliekami | Lēna, veidņu un cietēšanas |
| Ugunsizturība | Nepieciešama aizsardzība | Nepieciešama aizsardzība | Pēc būtības labāk |
Dizaina un izgatavošanas apsvērumi
Materiālu izvēle
Plākšņu materiāls ir izvēlēts tā, lai tas atbilstu vadošajam dizaina kodam un projekta specifikācijai. Izplatītākās metinātās{1}}konstrukcijas kategorijas ietver ASTM A572 Grade 50 vai Grade 60, EN 10025-2 S355JR/J0/J2 un GB/T 1591 Q355B/C/D/E; ASTM A36 vai EN 10025-2 S235JR var izmantot, ja ir pieļaujama zemāka izturība. Detaļām, kurām savienojumi ir stingri ierobežoti, var norādīt caurlaidības īpašības, lai pasargātu no slāņa plīsuma.
Metināšana un izgatavošana
Kastes kolonnas parasti tiek veidotas no četrām plāksnēm ar pilnu-ielaidumu garenvirziena šuvēm, kas izgatavotas, izmantojot automātisko iegremdēto loka metināšanu (SAW). Iekšējās diafragmas un stingrības elementi tiek uzstādīti paneļu zonās, savienojumos un slodzes ievadīšanas punktos, kas bieži tiek metināti, izmantojot elektrosārņu metināšanu (ESW) vai plūsmas -kodolu. Izpilde atbilst AWS D1.1 vai EN 1090-2, ar kvalificētiem metinātājiem un apstiprinātām metināšanas procedūru specifikācijām.
Kvalitātes kontrole
Kritiskās šuves tiek pārbaudītas ar ultraskaņas testēšanu (UT) un magnētisko daļiņu testēšanu (MT). Virsmas sagatavošana notiek saskaņā ar ISO 8501-1, parasti līdz Sa 2.5, pirms tiek uzklātas ISO 12944 noteiktās pārklājuma sistēmas, vai karstā-cinkošana saskaņā ar ISO 1461, kur nepieciešama aizsardzība pret koroziju. Izmēru pārbaude aptver šķērsgriezuma-izmēru, taisnumu, taisnumu un savienojuma galu sagatavošanu.
Lai iegūtu pārskatu par pieejamajiem kolonnu veidiem, skatiet mūsu strukturālo tērauda kolonnu klāstu pie kolonnām un sijām.
Tipiski pielietojumi augstceltnē{0}}
Serdes un perimetra kolonnas tērauda un kompozītmateriālu momentu rāmjos
Pārnesiet kolonnas, kas atbalsta lielus atvērta{0}plāna apakšējos stāvus un pjedestāla konstrukcijas
Stūra kolonnas pie pamatsienu robežām-, kur nepieciešama augsta vietējā izliekuma pretestība
Atklātas arhitektūras kolonnas, kur tīras, līdzenas virsmas ir daļa no projektēšanas nolūka
Gari-laiduma jumtu un pjedestāla balsti, kas nodrošina samazinātu pašsvaru{1}}pamatojoties uz pamatu
Bieži uzdotie jautājumi
J: Vai lodziņa kolonna ir tikai H{0}}kolonna ar papildu plāksnēm?
Nē. H-kolonna ir atvērta sekcija ar izteiktu vāju asi, savukārt kārbas kolonna ir slēgta sekcija ar līdzsvarotu biaksiālo stingrību un daudz lielāku vērpes pretestību. Abi ir izstrādāti un detalizēti atšķirīgi, ieskaitot diafragmas izvietojumu un metināšanas piekļuvi.
J: Vai kastes kolonnām ir nepieciešama ugunsdrošība?
Jā. Tāpat kā visiem konstrukciju tēraudiem, kārbu kolonnām ir nepieciešama ugunsdrošība, ja to pieprasa regulējošais kodekss, parasti izmantojot uzbriestošu pārklājumu, apvalku vai betona pildījumu. CFST opcija izmanto pašu betona serdi kā daļu no ugunsgrēka stratēģijas.
J: Vai kastes kolonnā var metināt jebkuru plāksnes biezumu?
Praktiskos ierobežojumus nosaka metināšanas piekļuve, savienojuma konstrukcija, deformācijas kontrole un NDT spēja, nevis pati koncepcija. Biezām plāksnēm nepieciešama slīpuma sagatavošana, kontrolēta siltuma padeve un atbilstošas metināšanas procedūras, tāpēc izgatavošanu parasti veic kvalificēti konstrukciju tērauda darbnīcas.
J: Vai lodziņa kolonna vienmēr ir dārgāka nekā H{0}}kolonna?
Nav obligāti. Vienības ražošanas izmaksas ir augstākas, pateicoties plākšņu sagatavošanai un četrām garenvirziena šuvēm, taču materiālu efektivitāte un samazināts konstrukcijas svars var to kompensēt smagi noslogotos vai slaidos elementos. Jāsalīdzina kopējās uzstādītās izmaksas, ieskaitot pamatus, savienojumus un ugunsdrošību.
J: Vai kastes kolonnas ir piemērotas seismiskajam dizainam?
Jā. Ar līdzsvarotu stingrību uz abām asīm, kastes kolonnas tiek plaši izmantotas seismiskos rāmjos, un tās ir izstrādātas saskaņā ar tiem pašiem noteikumiem kā citi tērauda elementi, piemēram, GB 50017 kopā ar seismisko detalizācijas noteikumiem AISC 341 vai EN 1998-1.
J: Vai kastes kolonnas var savienot uz vietas?
Jā. Savienojumus var pieskrūvēt ar vāka plāksnēm vai metināt atkarībā no konstrukcijas. Pilnīgas-iestrādes šuves un rūpīgi sagatavoti savienojuma gali, ko pārbauda NDT, ir standarta prakse daudzstāvu celtniecībā.