Coloană din oțel structural în formă

Aceste coloane structurale din oțel sunt fabricate pe baza planurilor de construcție, a planurilor reale ale șantierului și a cerințelor specifice de încărcare. Folosind secțiuni de oțel structurale și plăci de oțel standard național ca materii prime, acestea sunt supuse unei serii de procese personalizate - inclusiv tăiere, îndoire, îmbinare și sudură, îndreptare, atașarea plăcilor de bază și a plăcilor de gusset, prelucrarea găurilor și tratarea suprafeței anticorozive - pentru a crea coloane portante nestandard, cu formă unică.

Definirea și configurarea produsului

I. Definiția produsului

1. Definiția de bază

Stâlp de oțel structural în formă se referă la un element de oțel portant vertical, cu o secțiune transversală care nu se încadrează în categoriile standard de grinzi H dreptunghiulare, circulare sau convenționale. Aceste coloane sunt fabricate prin sudarea împreună a mai multor elemente din plăci de oțel, secțiuni structurale și/sau țevi de oțel. Ele sunt utilizate în principal în aplicații precum colțurile clădirilor, coloanele de pereți ascunse, caracteristicile arhitecturale, locațiile cu deschidere mare și cadrele clădirilor rezidențiale sau publice, echilibrând cerințele structurale portante cu nevoile arhitecturale spațiale și estetice.

2. Clasificări comune ale secțiunilor transversale

În formă de L (coloană de colț): Proiectat pentru construirea colțurilor; compus din două elemente; se potrivește la nivel de pereți fără a ieși în spațiul interior.

În formă de T (coloană de margine): Se utilizează în mijlocul pereților sau de-a lungul coridoarelor; compus din trei elemente; oferă o distribuție echilibrată a sarcinii.

Cruciform (coloană centrală): Folosită ca coloană centrală în interiorul clădirii; prezintă patru elemente simetrice; oferă rezistență ridicată la sarcină laterală și performanță seismică.

Coloane în formă de Z, în formă de diamant și cu mai multe elemente: concepute pentru planuri complexe de etaj, deschideri mari și structuri în consolă.

Coloane în formă de compozit: formate prin îmbinarea tuburilor pătrate sau rotunde cu secțiuni în T sau grinzi în H; o alegere generală pentru aplicații înalte și cu sarcini grele. ·Colpi nestandard cu secțiune variabilă / curbate: Proiectate pentru stilul de fațadă arhitecturală și pereții cortină curbați; diametrul sau lățimea coloanei variază pe lungime.

3. Materiale și aplicații

·Materiale primare: Q235B, Q355B (proiecte standard); Aplicații la temperatură joasă/seismică ridicată: Q355NL, Q355GJ.

· Caracteristici cheie: Picioare subțiri ale coloanei, ascunse în pereți, utilizare mare a spațiului, rigiditate ridicată a articulațiilor și stil flexibil.

II. Pachet de configurare standard

(I) Corpul coloanei

1.Profile principale ale picioarelor: secțiuni goale pătrate/circulare, secțiuni T, secțiuni H sau plăci groase de oțel, asamblate și sudate pe baza designului în secțiune transversală; grosime standard a piciorului de 8–50 mm; raportul dintre înălțimea piciorului și grosimea piciorului ≤ 4 (limită de cod).

2.Sistem de rigidizare intern

oInele/plăci de rigidizare transversale: Preveniți flambajul local; distanță determinată de proiectarea sarcinii.

o nervuri verticale de rigidizare: concentrate la joncțiunile cu mai multe picioare și zonele de îmbinare grindă-coloană pentru a distribui stresul.

3. Structura de îmbinare segmentară: coloane extra-lungi fabricate în segmente; suduri cap la cap circumferenţiale (suduri de gradul I cu testare 100% cu ultrasunete); pre-asamblare din fabrică urmată de îmbinare la fața locului.

(II) Accesorii de conectare la capăt

1.Placă de bază pentru coloană (capătul de jos): placă de oțel pătrată sau personalizată, cu grosimea de 16–60 mm; include șuruburi de ancorare (M20–M64), nervuri de rigidizare și plăci de ancorare pentru fixarea la fundația de beton.

2.Placă superioară a coloanei / Placă de capăt (capătul superior): Placă de capăt plată, placă de capăt teșită sau placă cu flanșă personalizată; dispune de găuri pre-găurite pentru șuruburi sau teșituri de sudură pentru conectarea la stâlpi de nivel superior sau grinzi de oțel.

3.Placă cu capac: etanșează partea superioară și inferioară a coloanei pentru a preveni pătrunderea apei și a resturilor; complet sudat pentru o etanșare completă.

(III) Accesorii pentru articulații

1.Corbele / Plăci de gusset: Corbele în consolă sau plăci de conectare sudate pe părțile laterale ale stâlpului nestandard pentru a susține grinzi de oțel, ferme sau elemente de contravântuire. 2. Plăcile de conexiune inelare sau laterale sunt aranjate de-a lungul marginilor exterioare ale picioarelor coloanei, găzduind conexiuni multidirecționale ale grinzilor de oțel și atașamente pentru cadru de perete cortină.

3. Știfturile de forfecare sunt proiectate pentru stâlpi din tuburi de oțel cu formă specială, acoperiți cu beton sau umpluți cu beton, sporind acțiunea compozită dintre oțel și beton.

(IV) Protecția împotriva coroziunii, acoperirea și măsurile de protecție

1. Îndepărtarea ruginii: sablare pe toată suprafața sau sablare la gradul Sa2.5.

2. Sistem de acoperire

o Protecție standard împotriva coroziunii: grund epoxidic bogat în zinc + strat intermediar + strat de finisare; grosimea totală a peliculei uscate: 80–160 μm.

o Medii cu coroziune ridicată (de coastă/chimice): galvanizare la cald; grosimea stratului de zinc ≥ 85 μm.

3. Protecția împotriva incendiilor: Aplicarea de acoperiri rezistente la foc (tipuri cu peliculă subțire sau cu peliculă groasă) în zonele cu cerințe de siguranță la incendiu.

(V) Consumabile de instalare

· Șuruburi de conectare: șuruburi standard și șuruburi de înaltă rezistență de grad 8.8/10.9 (pentru îmbinări grindă-coloană).

· Consumabile de sudura: Sarma si electrozi de sudura compatibili cu metalul de baza.

· Componente de poziționare, plăci de conectare temporare și urechi de ridicare (preinstalate din fabrică).

(VI) Configurații compozite și derivate

1. Coloană din țevi de oțel cu formă specială umplută cu beton: Corpul coloanei are găuri de chituire preformate și de aerisire; turnarea la fața locului a betonului C30/C40/C50 îmbunătățește semnificativ capacitatea portantă.

2. Stâlp cu formă specială învelit în beton: pe exteriorul picioarelor stâlpului sunt dispuse armături longitudinale și etrieri, urmate de cofraje și turnarea betonului; oferă rezistență la foc, impermeabilitate și rigiditate sporită.

3. Coloană cu zăbrele de formă specială: Ansamblu de mai multe secțiuni din oțel cu plăci de șipci sau bare de șiretură; proiectat pentru aplicații ușoare și de lungă durată.

III. Lista completă de livrare

1. Corpul principal al coloanei de oțel cu formă specială (inclusiv rigidizări, plăci de capăt și urechi de ridicare);

2. Plăci de bază, plăci superioare, plăci de flanșă și rigidizări asociate;

3. Șuruburi de ancorare, șuruburi structurale și plăci de lame;

4. Corbele, plăci de conectare și plăci cu urechi;

5. Componente finisate cu acoperire completă sau galvanizare;

6. Certificate de conformitate a produsului, specificații ale materialelor, rapoarte de inspecție a sudurii și înregistrări de inspecție dimensională.

IV. Diferențele cheie față de coloanele convenționale circulare/pătrate

· Secțiune transversală: secțiune compozită multilimb non-standard; se potrivește la nivelul pereților fără colțuri proeminente; coloanele circulare/pătrate au secțiuni transversale standard, solide.

· Configurație: plăcile de conectare multidirecționale și seturile multiple de rigidizări sunt standard pe stâlpi cu forme speciale; coloanele circulare folosesc de obicei plăci simple de capăt și plăci de bază.

· Aplicație: stâlpii cu forme speciale echilibrează cerințele spațiale arhitecturale cu suportul structural; coloanele circulare acordă prioritate încărcării axiale, rezistenței la torsiune și rezistenței scăzute la vânt.

Avantajele de bază

1. Geometrie flexibilă: coloanele structurale din oțel pot fi personalizate în orice formă non-standard, potrivindu-se perfect cu structuri arhitecturale complexe și locații de colț.

2. Portare precisă: Structurile sunt optimizate pentru a îndeplini cerințele specifice pentru încărcare excentrică, forțe laterale și portantă la punctele speciale de conectare.

3. Adaptabilitate spațială: Potrivit pentru scenarii în care coloanele convenționale nu pot fi instalate, cum ar fi spații înguste, colțuri incomode și niveluri eșalonate.

4. Construcție monolitică: Prefabricată ca o singură unitate în fabrică, asigurând integritatea structurală, rigiditate ridicată și stabilitate superioară.

5. Personalizare la cerere: Materialele, dimensiunile, înălțimile și accesoriile de conectare pot fi toate adaptate la proiecte specifice.

6. Aplicații versatile: Ideal pentru cadre de fabrică non-standard, structuri de oțel municipale, construcție de mezanin, suporturi pentru echipamente și coloane specializate pentru caracteristici arhitecturale.

Repere diferențiate

I. Avantajele Spațiului Arhitectural

1. Se aliniază cu aspectul peretelui; fără coloane interioare proeminente. Coloanele în formă de L, în formă de T și cruciforme se așează la nivel de pereții de forfecare sau de colțurile pereților de umplere, eliminând proeminențele care consumă suprafața utilă a podelei. În schimb, tuburile rotunde, grinzile în H și tuburile pătrate ies din suprafața peretelui, interferând cu planurile de etaj și cu amplasarea mobilierului; coloanele formate sunt alegerea preferată pentru clădirile rezidențiale și publice prefabricate.

2. Acomodează forme arhitecturale neregulate. Capabil să formeze coloane compozite curbate, unghiulare, cu secțiune variabilă și poligonale, facilitând cu ușurință pereții cortină curbați, fațade unice și structuri de colț în consolă. Secțiunile standard rotunde, pătrate și H-beam sunt fixe, ceea ce face costul modificării lor în forme personalizate prohibitiv de mare.

3. Utilizarea optimizată a spațiului. Încorporate în perete, menținând în același timp o capacitate portantă echivalentă, aceste coloane economisesc suprafața utilizabilă a podelei - oferind un avantaj distinct dezvoltatorilor imobiliari în reducerea alocării „zonei comune” (raporturile de spațiu partajat).

II. Avantajele performanței structurale

1. Partajare multidirecțională a sarcinii. Compatibil cu dispoziții cruciforme în care converg mai multe grinzi și cu secțiuni transversale compozite cu mai multe membre; grinzile primare, grinzile secundare și bretele diagonale se pot conecta pe toate cele patru laturi. Performanța portantă la îmbinările grindă-stâlp este superioară celei a stâlpilor rotunzi sau pătrați simpli. În timp ce tuburile rotunde permit conexiuni la 360°, ele sunt dificil de încorporat în pereții interiori; Grinzile H sunt limitate la două direcții de conectare ortogonale (axe puternice și slabe).

2. Integritate seismică puternică: Prezintă o placă de oțel compozită cu mai multe membre, cu rigidizări interne dense. Atunci când este combinat cu beton turnat in loc sau prefabricat, formează o structură integrată din oțel-beton care oferă o rigiditate laterală ridicată și o rezistență excelentă la forfecare - oferind avantaje distincte în zonele cu intensitate seismică ridicată.

3. Secțiune transversală flexibilă și grosimea peretelui: Permite ajustări localizate ale grosimii plăcii sau lățimii membrelor pentru a optimiza performanța structurală pe baza sarcinilor verticale variabile de-a lungul înălțimii coloanei; în schimb, secțiunile goale circulare sau pătrate necesită înlocuirea întregului element pentru a modifica diametrul, rezultând costuri de modificare mai mari.

III. Diferențele de construcție și integrare

1. Integrare perfectă cu sistemele prefabricate și turnate pe loc: branșamentele coloanei pot fi încorporate în pereți, cu bare de armare sau montante de forfecare preinstalate, permițând turnarea directă a betonului pentru a forma o coloană compozită. Acest lucru oferă o versatilitate mult mai mare decât sistemele convenționale de coloane din oțel (cum ar fi tuburile de oțel umplute cu beton sau betonul armat cu oțel).

2. Detalierea conexiunii la cerere: Plăcile și corbelele pot fi sudate exact acolo unde grinzile se conectează, fără a fi constrânse de forma secțiunii transversale a stâlpului; secțiunile circulare sau pătrate necesită o prelucrare mai complexă, cum ar fi instalarea gulerelor de prindere sau tăierea găurilor.

3. Segmentare flexibilă: facilitează tranzițiile ușoare ale diametrului între nivelurile înalte și cele scăzute pentru a se potrivi sarcinilor variate pe podea; Dimensiunile secțiunii transversale pot fi ajustate etaj cu etaj fără a fi nevoie de modificarea specificațiilor materialelor primare pentru întreaga coloană.

IV. Avantaje estetice și specifice aplicației

1. Structură ascunsă: Coloana este ascunsă în interiorul peretelui, rezultând o fațadă exterioară curată, fără oțel expus; coloanele circulare și pătrate sunt în mod obișnuit expuse - adesea folosite în caracteristicile peisajului sau stadioane - și nu pot fi ascunse.

2. De neegalat pentru colțuri și geometrii unice: Ideal pentru colțuri de construcție, margini luminoase și locații neregulate ale casei scărilor unde doar coloanele în formă de L se potrivesc cu aspectul; tipurile convenționale de coloane sunt adesea nepotrivite pentru aceste configurații.

V. Comparația costurilor și ciclului de viață

Puncte forte

Proiecte rezidentiale si prefabricate de pereti de forfecare: Economiseste forta de munca si materiale la lucrari civile (tencuieli si elemente structurale secundare), rezultand costuri globale mai mici; elimină nevoia de acoperire personalizată costisitoare sau carcasă decorativă pentru forme complexe.

Puncte slabe

Coloane exterioare independente sau spații deschise cu deschidere mare: costurile materialelor și de fabricație sunt mai mari decât cele ale secțiunilor goale circulare, făcându-le mai puțin economice în aceste aplicații specifice.

VI. Poziționarea și diferențierea precisă a produselor concurente

· Stâlpi din oțel cu secțiune H: cadre standard, fabrici industriale în plan deschis;

· Coloane cu secțiune circulară goală (CHS): locații cu deschidere mare, coloane falnice, structuri de peisaj în aer liber;

· Coloane cu secțiune pătrată goală (SHS): cadre obișnuite la scară mică, suporturi simple;

· Coloane din oțel cu forme personalizate: unități rezidențiale prefabricate, structuri de pereți de forfecare, proiecte arhitecturale neregulate, colțuri de colț ascunse.

Procesul de fabricare a stâlpilor din oțel structural în formă

I. Tăierea materialelor

1. Verificați calitatea materialului la livrarea plăcii; aplatizați și nivelați plăcile de oțel Q235B/Q355B.

2. Tăiați componente (plăci de flanșă principal/secundar, rigidizări, plăci de bază, plăci de conectare) la dimensiunile dezvoltate folosind mașini CNC de tăiat cu flacără sau cu plasmă; executați teșirea marginilor simultan.

3. Permiteți contracția sudurii; utilizați șabloane pentru aranjarea și tăierea pieselor neregulate sau nestandard.

II. Pre-tratamentul componentelor

Slefuiți marginile și colțurile pieselor mici (rigidize, plăci de legătură) pentru a îndepărta bavurile; marcați liniile de dispunere pe piesele care necesită știfturi de forfecare încorporate.

III. Asamblare și formare jig (proces de bază)

1. Configurați dispozitive de asamblare/fixare specializate; stabiliți date de poziționare pe baza tipului de secțiune transversală (L, T, cruciformă sau poligonală).

2. Poziționați plăcile de flanșă principale și fixați-le cu cleme; controlați distanța dintre flanșe, verticalitatea și dimensiunile secțiunii transversale.

3. Instalați rigidizări transversale interne și nervuri verticale în cavitate în straturi; asigurați temporar cu suduri prin prindere.

Asamblați coloane neregulate cu secțiune variabilă în segmente; pre-asamblați secțiunile de tranziție (cu lățimi variabile) separat.

IV. Sudarea principală

1. Efectuați sudare în mai multe treceri cu penetrare completă pe cusăturile principale utilizând sudarea cu arc scufundat (SAW) sau sudarea protejată cu gaz CO2.

2. Prioritați sudarea cu zgură electrică pentru nervurile interne închise.

3. Clasificați sudurile din zonele de legătură grindă-stâlp ca grad I; marcați sudurile finalizate pentru încercări nedistructive ulterioare (NDT).

V. Corectare post-sudare

Răsucirea corectă indusă de sudare și curbarea laterală folosind o combinație de încălzire cu flacără și unelte mecanice; controlul dreptății coloanei și a toleranțelor geometrice în secțiune transversală; eliminați deformațiile cauzate de solicitările de sudură.

VI. Finalizare prelucrare

Prelucrați ambele capete ale stâlpului folosind frezare frontală sau alezarea-frezare tip podea pentru a asigura planeitatea și perpendicularitatea; pentru coloane conectate prin flanșă, găuri pentru șuruburi ale mașinii și îmbinări (crețuri). VII. Asamblare și sudare atașament

1. Asamblați și sudați plăcile de bază și plăcile superioare personalizate pe arborele coloanei; sudați complet rigidizările potrivite pe plăcile de bază.

2. Poziționați și sudați corbele exterioare, plăci de urechi și plăci de conectare pentru grinzile primare și secundare în conformitate cu coordonatele desenului.

3. Urechi de ridicare pentru sudare.

VIII. Operațiuni de foraj

Utilizați mașini de găurit CNC pentru a găuri găuri pentru șuruburi de înaltă rezistență și șuruburi de ancorare, asigurându-vă că precizia găurii îndeplinește standardele.

IX. Testare nedistructivă (NDT)

Efectuați Testare cu ultrasunete (UT) 100% pe suduri de gradul I; efectuarea inspecțiilor de prelevare a sudurilor de gradul II conform specificațiilor; reprelucrați și reinspectați orice suduri neconforme.

X. Îndepărtarea ruginii și protecția împotriva coroziunii

Efectuați sablare totală la gradul Sa2.5; aplicați grund epoxidic bogat în zinc, strat intermediar și strat superior; aplicați un strat ignifug în zonele de protecție împotriva focului desemnate; aplicați galvanizarea la cald acolo unde condițiile de mediu o cer.

XI. Marcare, inspecție și depozitare

Marcați componentele cu numerele de axe, nivelurile de podea și orientarea instalării; efectuează inspecții complete ale dimensiunilor, sudurilor și protecției anticorozive; emite documentația de asigurare a calității și pachetul pentru expediere.

XII. Procese specializate pentru coloane unice/formate

1. Coloane curbate în formă de secțiune variabilă: Formați plăci curbate folosind dispozitive de îndoire; efectuați asamblarea de probă pe segmente înainte de sudarea finală de închidere.

2. Stâlpi în formă de beton armat: Preinstalați știfturi de forfecare pe exteriorul stâlpului; găuri de rezervă pentru chituire și aerisire.

3. Coloane în formă de zăbrele cu mai multe elemente: Asamblați elementele principale cu plăci de șipci sau bare de strângere în segmente; se expediază în segmente pentru asamblarea la fața locului.

XIII. Scurtă comparație: stâlpi formați din oțel structural vs. stâlpi cu secțiune circulară goală (CHS)

1. Coloane CHS: Laminarea plăcilor urmată de sudarea cusăturii circumferențiale; Coloane modelate: Asamblare de plăci multiple, modelare pe bază de jig și numeroase nervuri de rigidizare.

2. Coloane CHS: strunjire simplă de capăt; Coloane formate: mai multe fețe de capăt neregulate care necesită o frezare extinsă.

Parametri cheie de performanță

I. Parametri geometrici

1. Forme comune de secțiune transversală: stâlpi în formă de L, în formă de T, cruciforme, compozite poligonale și coloane curbate cu secțiune variabilă; grosime flanșă/placă inimială: 8–60 mm; lățimea unui singur membru: 100–600 mm.

2. Toleranțele produsului finit

· Dreptatea coloanei: ≤L/1000;

· Abaterea dimensională a secțiunii transversale: ±2–3 mm;

· Perpendicularitatea feței de capăt: ≤1/10 din grosimea membrelor.

3. Lungimea unui singur segment: Standard 9 m/12 m; îmbinare segmentată utilizată pentru coloanele foarte înalte.

II. Parametrii mecanici ai materialelor

Materiale principale: Q235B, Q355B.

Notă: Q355NL este recomandat pentru proiecte la temperatură joasă cu performanță calificată la impact la temperatură joasă.

III. Caracteristici cheie de performanță structurală

1. Caracteristici de rigiditate: Secțiune compozită cu mai multe membre; momentele de inerție în direcțiile X și Y pot fi ajustate flexibil prin variația lățimii membrelor și a grosimii plăcii; rezistență laterală și forfecare superioară în comparație cu secțiunile standard pătrate goale (SHS) sau grinzile în H; potrivit pentru integrarea cu pereții de forfecare.

2. Performanță seismică: Dispune de nervuri interne de rigidizare longitudinale și transversale; rigiditate ridicată a articulațiilor; foarte potrivit pentru zone de mare intensitate seismică; poate fi învelit în beton pentru a forma stâlpi din beton armat cu oțel, dublând mai mult decât capacitatea portantă.

3. Adaptabilitate: Permite variații localizate ale grosimii peretelui și lățimii membrelor; secțiunea transversală poate fi ajustată de-a lungul înălțimii coloanei după cum este necesar; oferă avantaje economice semnificative pentru structurile cu sarcini mai mari la etajele superioare și sarcini mai ușoare la etajele inferioare.

4. Rezistență la vânt: Fără expunere atunci când este încorporat în pereți (sarcina de vânt neglijabilă); pentru stâlpii expuși non-standard, rezistența la vânt este mai mare decât cea a tuburilor circulare, dar mai mică decât cea a grinzilor H.

IV. Parametrii de calitate a sudurii

1. Îmbinări grindă-stâlp și suduri primare de îmbinare: suduri de grad I; Testare 100% cu ultrasunete (UT).

2. Suduri nervurate secundare: suduri grad II; 20% inspecție aleatorie prin UT; proprietățile mecanice de sudură se potrivesc sau depășesc cu cele ale metalului de bază.

V. Specificații anti-coroziune și ignifugare

1. Gradul de îndepărtare a ruginii: Sablare totală la Sa2,5;

2. Acoperire standard: Grund epoxidic bogat în zinc + strat intermediar de oxid de fier micaceu epoxidic + strat superior; grosimea totală a peliculei uscate: 80–160 μm;

3. Anti-coroziune litoral: galvanizare la cald ≥85 μm;

4. Ignifugare: 1–3 ore de rezistență la foc folosind acoperiri ignifuge intumescente compatibile cu peliculă subțire sau cu peliculă groasă.

VI. Specificații de conectare

1. Placă de bază pentru coloană: placă cu formă personalizată (16–60 mm grosime) cu șuruburi de ancorare M20–M64;

2. Conexiune grindă la coloană: șuruburi de înaltă rezistență grad 8,8/10,9;

3. Stâlp compozit oțel-beton: știfturi de forfecare Φ19 sudate la exteriorul stâlpului pentru a îmbunătăți rezistența aderării între oțel și beton.

VII. Specificații suplimentare pentru stâlpi în formă de beton armat cu oțel

Înveliș din beton (intern/extern): De obicei, clase C30, C40 sau C50; corpul coloanei include găuri de chituire preformate și de aerisire.

VIII. Cum să distingem între cele trei tipuri de produse?

· Coloană cu secțiune circulară goală (CHS): Proprietăți izotrope, rezistență scăzută la vânt, potrivită pentru structuri expuse cu deschidere lungă;

· Oțel cu secțiune în H: axele puternice și slabe distincte, standard pentru cadrele industriale;

· Coloană structurală din oțel profilată: Secțiune transversală flexibilă, ascunsă în interiorul pereților, rigiditate bidirecțională reglabilă, specializată pentru construcții prefabricate rezidențiale.