ما هو أقوى أنبوب مربع أو دائري. مقارنة الأنابيب المربعة والمستديرة من حيث قوة الانحناء

ما هو الأفضل لاستخدام أعمدة السياج المموج؟ 99٪ سيجيبون على هذا السؤال بشكل لا لبس فيه - أنبوب معدني. وصحيح تمامًا. الأنابيب الفولاذية هي المادة الأكثر اقتصادا ودائمة مع قوة كافية لثني الأحمال (في المقام الأول).

السؤال التالي هو: أي أنبوب أفضل للاستخدام - دائري أم مربع؟ كل شيء غير واضح هنا. الآراء مقسمة بالتساوي تقريبا. في هذا المقال نقدم رؤيتنا لهذه القضية. نترك قضايا الجماليات والتصميم خارج الأقواس - "لا يوجد رفاق للذوق واللون ،" كما يقولون ... تناقش بالتفصيل قضايا قوة حساب أعمدة السياج في مقال آخر.

لذلك ، فإن الأنبوب المربع لديه بلا شك قوة ثني كبيرة. تكون لحظة مقاومتها أكبر بحوالي 1.7 مرة من الأنبوب الدائري ذي المعلمات المماثلة (القطر الخارجي وسماكة الجدار). هذا إذا وضعت العمود موازٍ لمستوى السياج ، كما يفعل 99٪ من المطورين. (بالمناسبة ، إذا وضعت الأعمدة قطريًا - بزاوية على مستوى السياج ، فإن الزيادة في لحظة المقاومة ستكون 1.2 مرة فقط مقارنة بالأنبوب الدائري).

ومع ذلك ، فإن طريقة التثبيت هذه لها عيب كبير إلى حد ما: في المكان الذي يتم فيه إرفاق السجل بالعمود ، يتم تشكيل مركز تآكل حتمًا ، وهو أمر يكاد يكون من المستحيل إيقافه أو منعه. الحقيقة هي أنه في المكان الذي تتداخل فيه الأنابيب ، يتم تشكيل تجويف مقاوم للرياح حيث توجد الرطوبة باستمرار (بعد المطر) والوصول الممتاز إلى الأكسجين. وهذان حالتان يتآكل فيهما المعدن بسرعة كبيرة. إن وجود اللحام لا يؤدي إلا إلى تفاقم المشكلة. في غضون بضع سنوات ، يتم تدمير الوصلة الملحومة تمامًا ويحتاج السياج إلى الإصلاح أو الاستبدال. الأمر الأكثر إزعاجًا هو أنه لا يمكن الدفاع عن هذا المكان أو على الأقل إبطاء معدل الدمار. المعدن يتآكل من الداخل!

يخرج العديد من الأشخاص من الموقف عن طريق قطع تأخر السياج إلى عدة درجات من أعمدة السياج ولحامها من طرف إلى طرف في كل عمود. ومع ذلك ، بالإضافة إلى تكاليف العمالة الأكبر بشكل ملحوظ (وتكلفة هذا التثبيت) ، يتم تقليل صلابة الهيكل الحامل في مستوى السياج وقوته بشكل حاد. العناصر الرئيسية المحملة لهذا التصميم هي مجرد لحامات ، وهذا خطأ من وجهة نظر هندسية. في فصل الشتاء ، يمكن لقوى ارتفاع الصقيع أن ترفع بعض الركائز. الوصلات الملحومة مدمرة وتعمل مثل المفصلات (لا تعمل). من بين أمور أخرى ، مطلوب جودة عالية لأعمال اللحام ، لأنه من الضروري توفير لحام مختوم لتجنب مشاكل التآكل الموجودة بالفعل داخل أنبوب الرافعة.

يعتقد الكثيرون خطأً أن الصفيحة المموجة تعطي صلابة هيكلية إضافية. للأسف، هذا ليس كذلك. عندما يكون السياج منحرفًا ، فإن الصفيحة ممزقة ببساطة عند نقاط التثبيت.

بالإضافة إلى العيوب الرئيسية المذكورة أعلاه للأعمدة المربعة ، يجب ملاحظة البعض الآخر:

• يزداد تعقيد التثبيت: بالإضافة إلى ضمان العمودية ، من الضروري التأكد من أن وجهًا واحدًا من المربع في نفس مستوى خط السياج.
• التكلفة العالية للأنبوب المربع - يزن الأنبوب 30٪ أكثر من الأنبوب الدائري المماثل ، ويكلف حوالي 35٪ أكثر
• وجود لحام. يتم إنتاج أنابيب المقاطع المربعة (المستطيلة) فقط عن طريق تقنية اللحام. يوجد على جانب واحد خط ملحوم بطول الأنبوب بالكامل. يبدأ الأنبوب في التآكل بنشاط ، ولا يمنع التلوين عمليًا حدوث التآكل على طول اللحام.

تتداخل جذوع هذه الأعمدة مع شقين قصيرين في أعلى وأسفل السجل. اتضح أن الاتصال قد تم تطهيره ، وحمايته بسهولة من التآكل بواسطة الطلاء ويعمل لسنوات وعقود عديدة. يتميز اللحام الملحوم بقوة شد كافية (أكثر من 1.5 طن لكل سجل). هذا هو 15 ضعفًا للحمل الناجم عن رياح العاصفة (25 م / ث ، لسياج ارتفاعه 2 م مع تباعد آخر 2.5 م). نظرًا لحقيقة عدم قطع جذوع الأشجار ، فإن الهيكل الحامل للسياج يكون صلبًا قدر الإمكان ويمنع عمودًا واحدًا من الخروج من الأرض. في الواقع ، يتم منع العمود من الانتفاخ من قبل اثنين من المتجاورين.

الحل الأمثل ، وربما الأفضل ، هو استخدام أعمدة سياج الأنابيب. إنه ذو جدران سميكة وغير ملحومة ، مصنوع من الفولاذ عالي القوة (تصل مقاومة الخضوع إلى 116 كجم / مم 2 ، وهو أعلى 5.5 مرة من الأنابيب التقليدية). نظرًا للقوة العالية للفولاذ ، فإن هذه الأعمدة أقوى بكثير من المربع الأول المتناسب ، وتكلفتها أرخص بحوالي مرتين. يمكن تركيب أسوار بارتفاع 4 أمتار أو أكثر على أعمدة الأنابيب!

أسعار أعمدة الأنابيب والمواد الأخرى لبناء السياج:

أفضل أساس هو الأنابيب المعدنية للسياج - متينة وسهلة التركيب ومتينة. على الإطار المعدني ، يمكنك بسهولة تثبيت أي مادة مغلقة - خشب ، أو صفائح فولاذية ، أو شبكة ، أو بولي كربونات خلوية ، أو أسبستوس ، أو صفائح حلاقة الأسمنت.

غالبًا ما يتم إيقاف مطوري الميزانية بسبب ارتفاع سعر المعدن. ومع ذلك ، عند مقارنة حياة السياج المعدني بسور خشبي ، سترى العكس.

ستستمر الأعمدة والأوردة المعدنية لمدة 50 عامًا على الأقل ، بينما سيتعين عليك استبدال الإطار الخشبي للسياج خلال هذه الفترة 3-4 مرات بجميع التكاليف المترتبة على ذلك.

من وجهة نظر العلم الذي يدرس مقاومة المواد (سوبرومات) ، فإن الأكثر فائدة هو المقطع الدائري للأنبوب. مع الحد الأدنى من المواد ، فإنه يوفر أقصى صلابة.

إذا أخذنا في الاعتبار سهولة التثبيت ، فإن الأنابيب المستديرة تكون أدنى من الأنابيب الجانبية. تعتبر الرفوف والعوارض المستطيلة أكثر ملاءمة للقطع والانضمام عن طريق اللحام. يسمح لك سطح التلامس المسطح بإصلاح جميع عناصر السياج بإحكام أقوى وأكثر صرامة من السطح الدائري.

كما قلنا من قبل ، فإن الأنبوب الدائري الذي له نفس الوزن أقوى من الأنبوب الجانبي للثني. لذلك ، إذا قررت شراء رفوف دائرية للسياج ، فستوفر المال عن طريق تقليل وزن المعدن. بالإضافة إلى ذلك ، من الأنسب تركيب أنبوب دائري في تربة ناعمة عن طريق ربطه بطوق.

تعتمد موثوقية هيكل السياج بأكمله بشكل مباشر على مادة الإطار الداعم.

ضع أعمدة خشبية ، ولن يدوم السياج الموجود على موقعك أكثر من 10 سنوات. الخشب ، حتى المطهر ، عرضة للتعفن.

الخرسانة هي خيار أكثر موثوقية. ولكن عند تثبيت مثل هذا التصميم ، تنشأ صعوبات في تثبيت المسارات.

إن حفر عمود مقوى ليس بالأمر السهل ، ولا يمكن لجميع المطورين تثبيت الرهون العقارية فيه بجودة عالية.

الملعب من أعمدة السياج له أهمية كبيرة. الأمثل - 2.5 متر. في منطقة ذات رياح عاتية ، يجب خفضها إلى مترين.

بالنسبة للأسوار المنخفضة (أقل من 1.5 متر) ، يمكن استخدام أنبوب مربع 40 × 40 × 2 مم أو 60 × 60 × 2 مم مع عروق بقطع 30 × 20 × 2 مم أو 40 × 20 × 2 مم.

قليلا عن الأنبوب المستطيل

GOST R 54157-2010 "أنابيب جانبية فولاذية للهياكل المعدنية" ، تنطبق هذه المواصفة القياسية على الأنابيب الدائرية والمربعة والمستطيلة والبيضاوية والبيضاوية المسطحة للهياكل المعدنية المصنوعة من الكربون والفولاذ منخفض السبائك.

أبعاد الأنابيب الجانبية المستطيلة:

- 20 × 10 ، 28 × 25 ، 30 × 15 ، 30 × 20 ، 40 × 25 ، 40 × 28 ، 50 × 20 ، 50 × 25 ، 50 × 30 ، 50 × 40

- 60 × 30 ، 60 × 40 ، 80 × 40 ، 80 × 60 ، 100 × 50 ، 100 × 60 ، 100 × 80 ، 120 × 60 ، 120 × 80

- 140 × 60 ، 150 × 100 ، 160 × 120 ، 160 × 80 ، 180 × 125 ، 200 × 100

ميزة إضافية كبيرة للأنابيب الفولاذية المستطيلة هي القدرة الفعالة على التفاعل مع الأسطح ذات السطح المتماثل ، والتي يمكن أن توسع بشكل كبير من نطاق الاستخدام بشكل عام. يزيد المقطع المستطيل للأنابيب من نطاق التوجيه الوظيفي لمنتج المادة الخام النهائية ، لكن الأمر يستحق على الفور استبعاد تلك المناطق التي لا تستخدم فيها الأنابيب ذات القسم المماثل ، وهذا هو أولاً وقبل كل شيء النقل للمواد الغازية والسباكة وأنظمة أخرى.

المجالات والتطبيقات الرئيسية:

- البناء على نطاق صغير (أقل في كثير من الأحيان - على نطاق واسع)

- هندسة ميكانيكي

- أعمال التركيب الخارجية والداخلية

- الهياكل الفولاذية ذات التشكيل الجانبي العريض

- إنتاج السلع الاستهلاكية

مخطط تركيب سياج إطار أنبوبي

يجب تدوير الأنبوب الجانبي المستخدم في الرفوف بحيث يكون الجانب العريض متعامدًا على البطانة. سيؤدي هذا إلى زيادة صلابة الأعمدة فيما يتعلق بالرياح التي تميل إلى ثني "شراع" السياج الواسع.

على عكس السياج الصلب المصنوع من صفائح ملفوفة ، فإن تثبيت إطار مصنوع من الأنابيب لسياج شبكي فولاذي يكون أقل مسؤولية. حتى رياح الإعصار ليست رهيبة لهذا التصميم ، لأن الشبكة لا تخلق الكثير من المقاومة الديناميكية الهوائية.

هنا ، تتمثل المهمة الرئيسية في ضمان استقرار القاعدة ، وبالتالي ، فإن الاختراق الكافي في الأرض وخرسانة الأعمدة هي شروط لا غنى عنها لاستقرار الهيكل بأكمله.

يتم تصنيع الأنابيب الجانبية المستخدمة كأجزاء هيكلية وعناصر بناء على شكل قضبان مجوفة ذات مقطع مربع أو مستطيل. يتشابه الأنبوب الجانبي في صفاته مع القضيب المعدني ، ولكن نظرًا لوزنه المنخفض وأربعة أدوات تقوية ، فإنه يستخدم على نطاق واسع. عند الانحناء ، يعمل الحمل الرئيسي على الأقسام القصوى للمنتج ، ولا يتعرض قلب الحزمة لتشوهات كبيرة ، وبالتالي فإن قوة الانحناء لأنبوب الملف الشخصي لا تختلف عن تلك الموجودة في منتج صلب من نفس القسم.

الأنابيب الجانبية التي يتم إنتاجها بمقطع مربع لها نفس المقاومة لقوة الانحناء ، والتي يتم توجيهها بشكل عمودي على أي من الوجوه. الأنابيب المستطيلة أكثر مقاومة للانحناء على طول الجانب العريض.

يزيد إغلاق المقطع العرضي من مقاومة هذا النوع من التشكيل الجانبي للالتواء ، مما يجعل من الممكن استخدام الأنابيب الجانبية عند إنشاء أقبية مقوسة وأسقف شديدة الانحدار وقباب مضلعة.

مقارنة بين مؤشرات القوة للأنابيب المستديرة والمربعة

تتميز أنابيب الملف الشخصي بعدد من المزايا مقارنة بالأنابيب الدائرية عند استخدامها كعنصر محمل للهياكل. يسمح استخدام الأنابيب المربعة بتقليل مساحة سطح الهيكل وتقليل وزن المنتج ، مما يضمن استخدامها الفعال كجزء من أجزاء التوصيل والإطار للمباني ويسمح بإنشاء هياكل هندسية أكثر تعقيدًا باستخدام الحد الأدنى من تكاليف المواد.

يتم تحديد مؤشر قوة الانحناء مع مراعاة اللحظة المستعرضة للقصور الذاتي. نظرًا للتوزيع المنتظم للمعدن على طول المحيط الجانبي ، تتميز الأنابيب المربعة بنصف قطر مرتفع من الدوران بالنسبة إلى مساحة المقطع العرضي ، مما يضمن كفاءة استخدامها لتصنيع قضبان مضغوطة ومضغوطة.

مع وجود مؤشرات متساوية لمساحة المقطع العرضي والأقطار وسماكة الجدار ، يلزم بذل المزيد من الجهد لثني أنبوب مربع. في حالة تساوي قوة المواد والجاذبية النوعية المتساوية للمنتجات لكل متر طولي ، فإن مؤشرات قوة الانحناء للمقطع العرضي للأنابيب المربعة والدائرية لها قيم قابلة للمقارنة ، بينما يتجاوز نصف قطر الدوران للمقطع العرضي الدائري هذا المؤشر لـ مقطع عرضي مربع.