Apakah Lajur Kotak Keluli?
Lajur kotak keluli ialah anggota menegak bahagian-tertutup dengan profil berongga segi empat sama atau segi empat tepat, biasanya dibuat dengan mengimpal empat plat keluli di sepanjang tepi membujurnya. Bentuk simetri berganda yang tertutup memberikan lajur kekakuan lentur yang hampir sama pada kedua-dua paksi utama, yang merupakan kelebihan yang menentukan untuk ahli yang menerima beban dari beberapa arah dalam bingkai-tinggi.
Lajur kotak menahan beban graviti paksi, angin sisi dan daya seismik, dan momen lentur yang dipindahkan daripada rasuk dan pendakap. Ia muncul dalam teras bangunan, bingkai momen perimeter, struktur pemindahan dan -penyokong bumbung rentang panjang. Teras berongga mungkin kekal kosong atau diisi dengan konkrit struktur untuk mencipta lajur-tiub keluli terisi konkrit (CFST), yang menggabungkan kekuatan tegangan keluli dengan jisim mampatan dan kekukuhan konkrit.
Mengapa Lajur Kotak Berprestasi Baik dalam-Bingkai Bertingkat Tinggi
Berbanding dengan bahagian terbuka seperti lajur H-, bahagian kotak tertutup mengubah tingkah laku struktur ahli dengan cara yang berkaitan secara langsung dengan bangunan tinggi.
Ketegaran kilasan bahagian-tertutup
Oleh kerana empat plat membentuk tiub tertutup, lajur kotak menahan kilasan jauh lebih berkesan daripada bahagian I- atau H-yang terbuka dengan berat yang serupa. Perkara ini penting di mana-mana sahaja beban fasad tidak simetri, tindakan kren atau momen kilasan seismik bertindak pada bingkai. Faedahnya datang daripada geometri tertutup itu sendiri dan terpakai tanpa mengira gred keluli.
Kekakuan dwipaksi yang seimbang dan tingkah laku lengkok
Dengan momen inersia yang hampir sama pada kedua-dua paksi utama, lajur kotak tidak mempunyai paksi lemah yang jelas. Oleh itu, rintangan lentur dan lengkok stabil di bawah beban dari mana-mana arah, yang memudahkan reka bentuk sambungan dan mengurangkan risiko kegagalan-paksi yang lemah semasa kejadian seismik. Peraturan reka bentuk untuk bahagian tertutup mengikut peruntukan nasional yang sama seperti ahli keluli lain, seperti GB 50017, AISC 360 dan EN 1993-1-1.
Pilihan{0}}isi konkrit (CFST)
Mengisi teras dengan konkrit berstruktur meningkatkan kapasiti paksi dan kekakuan lentur serta meningkatkan prestasi kebakaran, kerana jisim konkrit menyerap haba manakala cangkerang keluli mengehadkan teras. Tingkah laku komposit ahli CFST diliputi oleh GB 50017, EN 1994-1-1 dan AISC 360 Bab I, dan pilihan ini kerap dipilih untuk lajur tingkat bawah yang banyak dimuatkan.
Lajur Kotak lwn H-Lajur Bahagian lwn Lajur Konkrit Bertetulang
| Harta benda | Lajur Kotak Keluli | H-Lajur Bahagian | Tiang Konkrit Bertetulang |
|---|---|---|---|
| -bahagian | Segi empat atau segi empat tepat berongga tertutup | Buka I-bentuk | Bahagian tuangan pepejal |
| Kekakuan dwipaksi | Hampir sama pada kedua-dua paksi | Paksi kuat dominan, paksi lemah terhad | Hampir sama |
| Rintangan kilasan | Tindakan tiub tertutup yang tinggi | rendah | Sederhana |
| Nisbah kekuatan-kepada-berat | tinggi | tinggi | rendah |
| Pengisian konkrit | Kemungkinan, pilihan CFST | Bukan tipikal | Tidak berkenaan |
| Kelajuan ereksi | Cepat, pasang siap | Cepat, pasang siap | Perlahan, acuan dan pengawetan |
| Ketahanan api | Memerlukan perlindungan | Memerlukan perlindungan | Secara semula jadi lebih baik |
Pertimbangan Reka Bentuk dan Fabrikasi
Pemilihan bahan
Bahan plat dipilih untuk dipadankan dengan kod reka bentuk yang mengawal dan spesifikasi projek. Gred pembinaan-dikimpal biasa termasuk ASTM A572 Gred 50 atau Gred 60, EN 10025-2 S355JR/J0/J2 dan GB/T 1591 Q355B/C/D/E; ASTM A36 atau EN 10025-2 S235JR boleh digunakan di mana kekuatan yang lebih rendah boleh diterima. Bagi ahli yang mempunyai sekatan berat pada sambungan, sifat ketebalan melalui boleh ditentukan untuk melindungi daripada koyak lamellar.
Kimpalan dan fabrikasi
Lajur kotak biasanya dibina daripada empat plat dengan-kimpalan membujur penembusan penuh yang dibuat oleh kimpalan arka tenggelam automatik (SAW). Diafragma dan pengeras dalaman dipasang pada zon panel, sambungan dan titik pengenalan-beban, selalunya dikimpal dengan proses kimpalan elektroslag (ESW) atau fluks-teras. Pelaksanaan mengikut AWS D1.1 atau EN 1090-2, dengan pengimpal yang berkelayakan dan spesifikasi prosedur kimpalan yang diluluskan.
Kawalan kualiti
Kimpalan kritikal diperiksa dengan ujian ultrasonik (UT) dan ujian zarah magnetik (MT). Penyediaan permukaan mengikut ISO 8501-1, biasanya kepada Sa 2.5, sebelum sistem salutan yang ditentukan mengikut ISO 12944 digunakan atau pegalvani celup panas-setiap ISO 1461 yang memerlukan perlindungan kakisan. Pemeriksaan dimensi meliputi-saiz keratan rentas, kelurusan, segi empat sama dan penyediaan hujung splice.
Untuk gambaran keseluruhan jenis lajur yang tersedia, lihat julat tiang keluli struktur kami pada tiang dan rasuk.
Aplikasi Biasa dalam-Pembinaan Bertingkat Tinggi
Lajur teras dan perimeter dalam bingkai momen keluli dan komposit
Pindahkan lajur yang menyokong buka besar-rancang lantai bawah dan struktur podium
Lajur penjuru pada sempadan dinding-teras yang memerlukan rintangan lengkok tempatan yang tinggi
Lajur seni bina terdedah di mana permukaan bersih dan siram adalah sebahagian daripada niat reka bentuk
Penopang bumbung-panjang dan podium di mana berat badan-yang dikurangkan memberi manfaat kepada reka bentuk asas
Soalan Lazim
S: Adakah lajur kotak hanyalah lajur H-dengan plat tambahan?
Tidak. Lajur H- ialah bahagian terbuka dengan paksi lemah yang jelas, manakala lajur kotak ialah bahagian tertutup dengan kekakuan dwipaksi yang seimbang dan rintangan kilasan yang jauh lebih tinggi. Kedua-duanya direka dan diperincikan secara berbeza, termasuk penempatan diafragma dan akses kimpalan.
S: Adakah lajur kotak memerlukan perlindungan kebakaran?
ya. Seperti semua keluli berstruktur, tiang kotak memerlukan perlindungan kebakaran di mana kod pentadbir menuntutnya, biasanya dengan salutan intumescent, pembungkus atau pengisian konkrit. Pilihan CFST menggunakan teras konkrit itu sendiri sebagai sebahagian daripada strategi kebakaran.
S: Bolehkah sebarang ketebalan plat dikimpal ke dalam lajur kotak?
Had praktikal ditetapkan oleh capaian kimpalan, reka bentuk sambungan, kawalan herotan dan keupayaan NDT dan bukannya oleh konsep itu sendiri. Plat tebal memerlukan penyediaan serong, input haba terkawal dan prosedur kimpalan yang sesuai, itulah sebabnya fabrikasi biasanya dijalankan oleh bengkel keluli struktur yang berkelayakan.
S: Adakah lajur kotak sentiasa lebih mahal daripada lajur H-?
Tak semestinya. Kos fabrikasi unit adalah lebih tinggi kerana penyediaan plat dan empat kimpalan membujur, tetapi kecekapan bahan dan berat struktur yang berkurangan boleh mengimbangi ini dalam anggota yang bermuatan berat atau langsing. Perbandingan harus dibuat pada jumlah kos pemasangan, termasuk asas, sambungan dan perlindungan kebakaran.
S: Adakah tiang kotak sesuai untuk reka bentuk seismik?
ya. Dengan kekakuan yang seimbang pada kedua-dua paksi, lajur kotak digunakan secara meluas dalam bingkai seismik dan direka bentuk di bawah peruntukan yang sama seperti anggota keluli lain, contohnya GB 50017 bersama-sama dengan peraturan perincian seismik AISC 341 atau EN 1998-1.
S: Bolehkah lajur kotak disambung di tapak?
ya. Sambungan boleh diikat dengan plat penutup atau dikimpal, bergantung pada reka bentuk. -Kimpalan kedai penembusan penuh dan hujung sambungan yang disediakan dengan teliti, disemak oleh NDT, adalah amalan standard untuk pembinaan-tinggi.