Stálkassasúlur, einnig kallaðir soðnir kassahlutar eða lokaðir uppbyggðir-hlutar, eru búnir til með því að suða fjórar plötur í holan ferhyrndan eða ferhyrndan prisma. Lokuð rúmfræði þeirra gefur samhverfa stífleika um báða ása, mikla snúningsviðnám og framúrskarandi frammistöðu við mikið ásálag, sem gerir þá að staðalvali fyrir há-kjarna, langar-brýr og iðnaðargrind. Spurningin sem hvert verkefnishópur stendur frammi fyrir snemma er: hvaða stærð ætti súlan að vera? Svarið kemur frá burðarvirkishönnun, ekki úr vörulista, og þessi handbók útskýrir þá þætti og athuganir sem ákvarða það.
Hvað er stálkassasúla?
Stálkassasúla er lokaður, holur burðarhlutur, venjulega framleiddur með því að sjóða saman fjórar stálplötur til að mynda ferhyrndan eða ferhyrndan þversnið-. Í samanburði við opna hluta eins og I- eða H-geisla gefur kassahlutinn:
Samhverf tvíása stífleiki:það er enginn sterkur eða veikur ás, þannig að súlan þolir að beygjast jafnt í allar áttir.
Hár snúningsþol:lokaða klefan þolir tog mun betur en opnir hlutar.
Mikil þjöppunarnýting:Efninu er dreift í burtu frá miðpunktinum, sem gefur stóran hringradíus fyrir hlutasvæðið.
Frábær staðbundin spennustjórnun:hægt er að stilla plötuveggina fjóra til að mæta þéttleikamörkum reglna.
Kassasúlur eru mikið notaðar sem byggingarsúlur í háhýsum-grindum, sem brúarstólpar og mastur og sem aðalhlutir í iðnaðar- og opinberum byggingum.
Þættir sem knýja kassa dálkstærð
Hönnunarálag
Þversniðið- verður að standast axialálagi, beygjuhreyfingar frá þyngdarafl og hliðarálagi, og klippingu, sameinað samkvæmt reglum. Bæði styrkleika- og nothæfismörk verða að vera uppfyllt.
Óheft hæð og áhrifarík lengd
Lengri óspenntar lengdir auka mjórri súlunni og draga úr þjöppunargetu hennar. Virka lengdin er afrakstur raunverulegrar lengdar og K-þáttar sem endurspeglar endahömlurnar: fastar, festar eða að hluta til bundnar tengingar efst og neðst á festingunni.
Lokatakmarkanir og landamæraskilyrði
Fastir grunnar og augnabliks-tengdir toppar draga úr virka lengdarstuðlinum, á meðan festir grunnar og einfaldar tengingar auka hann. Stuðningsskilyrðin verða að vera nákvæmlega fyrirmynd vegna þess að þau stjórna beinlínis spennuskoðuninni.
Stálgráða
Hærri-styrkleikaflokkar eins og S355 (EN 10025-2), ASTM A572 Grade 50 eða Q355B (GB/T 1591) leyfa þéttari hluta fyrir sama álag, á kostnað hærra einingaverðs og strangari suðu- og framleiðslukröfur. Einkunnin ætti að vera valin með hönnunarstyrk og framleiðslugetu í huga.
Breidd-til-þykktarhlutfall (staðbundin spenna)
Plötuveggjar kassasúlu verða að vera í réttu hlutfalli til að koma í veg fyrir staðbundna beygju áður en hluturinn nær fullum styrk. Kóðar skilgreina þéttleikamörk með tilliti til breiddar-til-þykktarhlutfalls; til dæmis, AISC 360 setur takmarkandi breidd-til-þykktarhlutfalls fyrir mjóa þætti við samræmda þjöppun og GB 50017 og EN 1993-1-1 veita samsvarandi staðbundnar sveiflukröfur. Hönnunin verður að staðfesta að valin plötuþykkt uppfylli gildandi mörk.
Hönnunarávísanir fyrir kassadálka
Stærð stærðar á kassadálki er endurtekið ferli þar sem gert er ráð fyrir hluta, athugað og stillt. Helstu athuganir, sem gerðar eru með reglunum (til dæmis AISC 360, EN 1993-1-1 eða GB 50017), eru:
Ásstyrkur:hönnun þrýstistyrkur er nafnstyrkur minnkaður með viðeigandi viðnámsstuðli, þar sem nafnstyrkur gerir grein fyrir beygjubeygju um mikilvæga ásinn og byggist á virkri mjótt KL/r.
Samsett ás- og beygja:einingar undir ásálagi auk augnablika eru sannreyndar með víxlverkunarjöfnum kóðans, sem sameina nýtingarhlutföll áskrafts og augnabliks.
Mýktarmörk:þjöppunarhlutar eru venjulega takmörkuð við hámarks mjóttarhlutfall (til dæmis KL/r ekki meira en 200 fyrir aðalþjöppunarhluta undir AISC 360; samsvarandi takmörkun í GB 50017 er notuð fyrir helstu þjöppunarhluta).
Staðbundin spenna:breidd plötu-til-þykktarhlutfalls er athugað með hliðsjón af þéttleikamörkum kóðans svo hlutinn geti þróað plast- eða teygjugetu sína eins og gert er ráð fyrir í hönnun.
Þjónustuhæfni:hliðarrek, axial stytting og titringur er athugaður miðað við verkefnismörk.
Vegna þess að rúmfræðin hefur samskipti við styrkleikaprófanir er endanleg stærð best staðfest af hæfum byggingarverkfræðingi sem notar viðurkenndan hönnunarhugbúnað, með verslunarteikningum sem eru unnar út frá samþykktum útreikningi.
Hagnýt stærðarleiðbeiningar eftir umsókn
| Umsókn | Hlutfallslegur hlutaflokkur | Tillögur um einkunnadæmi | Lyklaval bílstjóri |
|---|---|---|---|
| Íbúðar- og léttar verslunargrind | Þéttir hlutar, hófleg veggþykkt | Q235B (GB/T 1591) eða S235JR (EN 10025-2) | Rýmisnýting, sparnaður, einfaldar tengingar |
| Iðjuver og vöruhús | Miðlungs hlutar með fullnægjandi stífleika | Q355B (GB/T 1591) eða S355JR (EN 10025-2) | Kranaálag, högg og titringur, rekstýring |
| Há-hýsi og verslunar turn | Stórir kaflar, þykkari veggir | Q355B, Q420 (GB/T 1591) eða ASTM A572 bekk 50/60 | Mikil axial getu, ströng þéttleikastýring, jarðskjálftaupplýsingar |
| Brýr og innviðir | Djúpir hlutar, þungar plötur, smáatriði um þreytu | S355K2 (EN 10025-2) eða ASTM A572 bekk 50 | Kvikt álag, þreyta, tæringarhlunnindi |
| Tímabundin stoðvirki | Miðlungshlutir, boltaðar tengingar | Q355B (GB/T 1591) eða S355 | Endurnýtanleiki, flytjanleiki, hröð uppsetning og í sundur |
Taflan er aðeins leiðbeinandi: Kröfur um gildandi álag, virka lengd og kóða hafa alltaf forgang og nákvæmar stærðir verða að koma frá byggingarútreikningum.
Framleiðsla og gæðaeftirlit
Soðnar kassasúlur krefjast agaðan smíði vegna þess að lokaði hlutinn gerir innri suðuna óaðgengilegar eftir samsetningu:
Suðu:hornsaumarnir fjórir eru venjulega soðnir með kafibogsuðu (SAW) með stýrðri röð; suðuaðferðir verða að uppfylla AWS D1.1, EN 1090 eða viðeigandi kóða.
Innri stífnun:þverþindir við álagsinnsetningarpunkta og, þar sem þess er þörf, stífur langsum stjórna staðbundinni beygju og dreifa samþjöppuðum krafti.
Ó-eyðandi próf:mikilvægar suður eru skoðaðar með ultrasonic prófun (UT), með segulmagnuðum ögnum (MT) eða röntgenprófun (RT) þar sem forskriftin krefst þess.
Rekjanleiki efnis:mill prófunarvottorð í samræmi við EN 10204 (gerð 3.1) skjalfesta efnafræði plötunnar og vélræna eiginleika.
Tæringarvörn:yfirborð eru blásturshreinsuð í Sa 2,5 og húðuð samkvæmt ISO 12944 fyrir váhrifaflokkinn, eða heit-galvaniseruð þar sem tilgreint er.
Reynslusamsetning:flóknar eða mjög þolanlegar dálkar eru prufukeyrðar-í búðinni til að sannreyna holuleiðréttingu og rúmfræði fyrir sendingu.
Algengar spurningar
Sp.: Hvaða form af kassasúlu eru fáanleg?
Ferkantaðir og rétthyrndir holir hlutar eru algengastir; mjókkar og þrepaða kassasúlur eru framleiddar þegar byggingar- eða álagskröfur krefjast mismunandi hluta meðfram hæðinni.
Sp.: Hvaða stálflokkur ætti ég að velja fyrir kassasúlu?
Fyrir hóflegt álag er Q235B (GB/T 1591) eða S235JR (EN 10025-2) hagkvæmt. Fyrir háhýsi, brúar- og þungaiðnaðarnotkun eru Q355B/Q420 (GB/T 1591), S355 (EN 10025-2) eða ASTM A572 Grade 50/60 dæmigerð. Einkunnin er valin ásamt hönnunarstyrk og framleiðslukröfum.
Sp.: Hvernig er veggþykktin ákvörðuð?
Veggþykkt er stillt með ás- og beygjustyrksprófunum, staðbundnum beygjumörkum (breidd-í-þykkt) kóðans og hvers kyns tæringarheimild sem þarf fyrir umhverfið. Þykkri veggir eru notaðir þar sem mjótt eða staðbundin spennuávísun ræður.
Sp.: Hvað er gott hlutfall breiddar-til-þykktar fyrir kassadálk?
Það er ekkert eitt fast gildi. Takmarkandi breidd-til-þykktarhlutfalls er skilgreint af gildandi kóða (til dæmis þéttleikamörkum í AISC 360, GB 50017 eða EN 1993-1-1) og fer eftir flæðistyrk stálsins og álagsstigi veggsins. Hönnunin verður að sannreyna hlutann gegn gildandi mörkum.
Sp.: Er hægt að skeyta kassasúlum á staðnum?
Já. Skurðar á vettvangi eru gerðar með boltuðum skeytiplötum eða með fullri-rópsuðu, nákvæmar og athugaðar samkvæmt kóðanum. Verslun-undirbúningur lokaundirbúningur og prufusamsetning hjálpa til við að tryggja jöfnun við skeytið.
Sp.: Hvaða skjöl fylgja tilbúnum kassasúlum?
Dæmigert skjöl innihalda prófunarvottorð fyrir verksmiðju (EN 10204 gerð 3.1), hæfni fyrir suðuaðferð og suðuskrár, NDT skýrslur, víddarskoðunarskýrslur og viðurkenndar verkstæðisteikningar.