هدف استفاده از تیرآهن برای ساخت یک سازه پایدار، انتقال بار از دیوارها و ستون ها به زمین است. یکی دیگر از مصالح ساختمانی که می تواند این کار را انجام دهد، قوطی است. در این مقاله به محاسبه تحمل بار قوطی می پردازیم. پس با سپاهان استیل همراه باشید.
کاربرد قوطی
قوطی یک استوانه توخالی مستطیل یا مربع است که در صنعت ساختمان سازی و صنایع مختلف دیگر مانند پزشکی، نیروگاهی، اتومبیل سازی و … کاربرد دارد. کیفیت و تحمل بار قوطی بسیار بالا است. سطح قوطی یکپارچه و جوش پذیر است.
انواع قوطی
قوطی‌های متعددی با شکل‌های هندسی متفاوت وجود دارد که برای تحمل بار وارد شده استفاده می‌شود. انواع قوطی‌ها عبارتند از:
- قوطی‌های با ضخامت‌های متفاوت که برای ماشین سازی، ستون وال پست و تیر در ساختمان کاربرد دارد.
- قوطی‌های مستطیل و مربع که با مقاطع کوچک به عنوان نرده‌های فلزی برای کنار راه پله‌ها، نرده کشی و درب و پنجره، کنار راه پله‌ها و نرده کشی اطراف دیوار کاربرد دارد.
- از قوطی های با مقاطع مربع و مستطیل در ساخت انواع پایه های میز و صندلی نیز استفاده می شود.
- قوطی‌های مربع و مستطیل با مقاطع بزرگ‌تر که به قوطی‌های ستونی شناخته می‌شوند و در ساختن اسکلت فلزی و سازه‌ها استفاده می‌شود.
میزان تحمل بار قوطی در ستون ها
یکی از مهم‌ترین و اصلی‌ترین کاربرد قوطی‌ها، استفاده در ستون‌های یک ساختمان است. همان طور که میدانید ستون‌ها یکی از مهم‌ترین عضو یک ساختمان است. این ستون‌ها به صورت عمودی نصب می‌شود تا بتواند بار طبقات را به فونداسیون و سپس به زمین منتقل کند. از اصلی‌ترین نیروهای وارد بر ساختمان که باید طبق میزان تحمل بار قوطی و ستون و تیرآهن‌ها کنترل گردد نیروهای محوری هستند که به شکل نیروهای فشاری می‌باشد و دربردارنده بارهای مرده و زنده وارد بر کف طبقات است و مستقیماً و یا از طرف تیرها و قوطی‌ها به ستون و سپس به زمین انتقال میابد. گفتنی است که علاوه بر نیروهای فشاری در قاب‌های خمشی استفاده شده در سازه نیروهای لنگری ناشی از بارهای قائم و جانبی نیز به دلیل اتصال صلب تیر به ستون‌ها وارد می‌گردد.
در نتیجه می‌توان گفت اگر ستون‌های فولادی با مصالح دیگر تقویت نشوند امکان دارد با این لنگرها دچار قوس یا کمانش شوند. کمانش یعنی این که تحمل باربری یک ستون به دلیل انحنای بیش از حد از بین برود.
این موضوع به میزان تحمل بار قوطی نیز وابسته است و اگر پروفیل‌هایی مثل قوطی‌ها به درستی انتخاب گردند احتمال کمانش و آسیب به ساختمان بسیار کم خواهد شد. شایان ذکر است که پدیده کمانش با مقطع ستون نسبت مستقیم و با ارتفاع طبقات نسبت برعکس دارد. یعنی هر چه ابعاد مقطع قوطی‌ها و ستون بیشتر باشد مقدار تحمل بار قوطی بیشتر خواهد بود و احتمال کمانش کمتر می‌گردد؛ ولی هر چقدر در یک مقطع مشخص ارتفاع میان طبقات بیشتر گردد نیز احتمال کمانش بیشتر می‌شود.
شکل مقطع‌هایی که برای ستون‌ها و قوطی‌ها استفاده می‌گردد عموماً به وضعیت بارهای وارد شده بر سازه و مقدار این بارها وابسته است. به طور معمول برای ستون‌ها از قوطی‌هایی با مقاطع مستطیل یا مربع استفاده می‌گردد.
انواع ستون های تقویت شده با قوطی ها و پروفیل
- پروفیل یا نیمرخ نورد شده
- نیمرخ های مرکب
- اتصال دو قوطی یا پروفیل به یکدیگر با روش دوبله کردن
- اتصال دو قوطی یا پروفیل به یکدیگر با به کارگیری ورق های سراسری روی بال ها
- قوطی ها یا پروفیل های مرکب با قیدهای مورب یا موازی
قیمت قوطی پروفیل
میزان تحمل بار قوطی از موارد مهم در میزان قیمت قوطی پروفیل می باشد. از عوامل دیگر می توان به سطح مقطع، ضخامت و کیفیت مواد اولیه قوطی پروفیل اشاره کرد. همچنین وضعیت سیاسی کشور، قیمت جهانی آهن می تواند روی قیمت قوطی پروفیل تاثیرگذار باشد.کگ