Кругла порожниста сталева труба

Ці колони мають гладкий прямий циліндричний профіль і кільцевий поперечний переріз, що забезпечує рівномірний розподіл навантаження та чудову осьову несучу здатність. Вони ефективно передають навантаження від надбудови до фундаменту та підходять для вертикальної опори в різних сферах застосування, включаючи легкі та важкі сталеві конструкції, ландшафтну архітектуру, стадіони, доріжки, промислові підприємства та збірні будівлі. Вони поставляються в комплекті з необхідними з’єднувальними компонентами, такими як опорні пластини, пластини жорсткості, з’єднувальні пластини та високоміцні болти.

Визначення та конфігурація продукту

I. Основне визначення круглих трубних колон

Кругла порожниста сталева трубна колона — це вертикальний несучий компонент із порожнистим круглим поперечним перерізом. Виготовлені в основному з безшовних або зварних круглих сталевих труб, ці колони широко використовуються в будівлях зі сталевими конструкціями, муніципальних проектах, мостах і стадіонах, де вони в основному витримують осьове стиснення, згинальні моменти та крутильні моменти.

1. Основні атрибути

Матеріал: переважно вуглецева конструкційна сталь і низьколегована сталь; оцинковане покриття, антикорозійне покриття або нержавіюча сталь доступні для зовнішніх або корозійних середовищ.

Характеристики поперечного перерізу: визначаються зовнішнім діаметром (D) і товщиною стінки (t); порожниста кругла форма забезпечує рівномірний розподіл навантаження в усіх напрямках, чудову міцність на кручення та стиск, а також мінімальну концентрацію напруги.

Виробничий процес: доступні як безшовні трубні колони (цілісно прокатані, що забезпечують високу несучу здатність) або зварні трубні колони (утворені прокаткою та зварюванням сталевих пластин, що забезпечує меншу вартість).

2. Ключові сценарії застосування

Основні труби для надвисоких будинків, великих прольотів (виставкових центрів/стадіонів), високошвидкісних залізничних станцій, навісів, промислових підприємств, опор мостів, муніципальних огорож, ландшафтних стовпів тощо. 3. Основні технічні позначки

Стандартне позначення: φ зовнішній діаметр × товщина стінки × довжина; наприклад, φ219×8×6000 (зовнішній діаметр 219 мм, товщина стінки 8 мм, довжина колони 6 м).

II. Конфігурація колони круглого порожнистого профілю (CHS).

Повна система, що складається з основного корпусу колони круглої порожнистої сталевої труби, верхніх і нижніх кінцевих з’єднань, з’єднувальних аксесуарів і допоміжних компонентів. Він класифікується на п’ять основних модулів на основі розташування: корпус колони, основа колони/фундамент, з’єднання верхньої частини колони, з’єднання балки з колоною та допоміжні аксесуари.

1. Тіло стовпця (основний компонент)

Основна кругла труба: діаметр труби, товщина стінки та матеріал вибираються на основі вимог до навантаження; наддовгі колони можуть бути виготовлені сегментами, оснащеними з'єднаннями для зрощення (фланцевими, зварними або вставними).

Арматурні конструкції (обов’язкові для великих навантажень або висотних споруд):

Внутрішні кільця жорсткості та поздовжні ребра жорсткості: Для запобігання локального викривлення стінки труби.

Зменшення талії/перехідна секція діаметра: перехід із використанням круглих труб змінного діаметру, коли навантаження на верхню та нижню секції відрізняються.

2. Збірка основи колони (з’єднується з фундаментом; визначає загальну стійкість)

Повний несучий вузол нижньої частини колони CHS; існують дві поширені форми:

1) Тип вбудованого анкерного болта (найпоширеніший)

· Опорна плита: товста кругла або квадратна сталева пластина, повністю приварена до корпусу колони.

· Анкерні болти: кілька високоміцних анкерних болтів, вбудованих у бетонну основу.

·Аксесуари: гайки, шайби, вирівнювальні прокладки та заливний матеріал (для вторинного затирання для вирівнювання та закріплення основи).

2) Розеткова основа вставного типу (чашкова основа)

· Бетонна розетка (чашка) + вставлена ​​секція колони + оточуючий ущільнений бетон або дрібний бетон; широко використовується в муніципальному будівництві та будівництві мостів.

3. Збірка верхньої частини колони (передає зусилля та підтримує надбудову)

Вибирається виходячи з типу елементів надбудови:

· Верхня пластина колони: кришка, яка ущільнює верх, захищає внутрішню частину труби та передає навантаження зверху.

· Сидіння верхнього з’єднання колони / фланець: використовується для з’єднання з верхніми круглими трубами, фермами або опорами просторової рами. ·Ковпаки на стовпи (для озеленення/огорожі): декоративні та стійкі до погодних умов; доступний у сферичній, плосковерхній та конічній формах.

4. З'єднання балка-колона / труба-труба (аксесуари для бокового перенесення навантаження)

Стандартні аксесуари для з’єднання круглих трубних колон зі сталевими балками, другорядними елементами та суміжними трубними колонами:

·Окружні кронштейни/наконечники: приварені до тіла труби для підтримки сталевих балок.

· З’єднувальні фланці / трубні хомути: для з’єднання труб однакового діаметру або переходу між різними діаметрами (перехідні з’єднання).

· Високоміцні болти, опорні пластини для зварювання та з’єднувальні пластини: для кріплення та зміцнення з’єднань.

5. Допоміжні компоненти (монтаж, захист і обслуговування)

· Підйомні аксесуари: підйомні проушини, підйомні кільця (встановлені на заводі для полегшення підйому на місці).

·Антикорозійний захист: ґрунтовка, проміжне покриття та верхнє покриття / гарячеоцинковане покриття; антикорозійне ущільнення (торцеві заглушки для запобігання проникненню води та іржавінню).

· Допоміжні засоби для встановлення: позиціонуючі кронштейни, тимчасові опори, регульовані верхні домкрати (для вирівнювання та тимчасової фіксації під час встановлення).

III. Приклади поширених конфігурацій складання

1. Стандартна фабрична кругла трубна колона: головна кругла труба + опорна плита + анкерні болти + вирівнюючі прокладки + верхня кришка + кронштейн корпусу труби + високоміцні болти + антикорозійне покриття + підйомна проушина.

2. Муніципальна дорожня огорожа: головна кругла труба + вбудований базовий фланець / бетонна підставка + декоративний верхній ковпачок + затискач для з'єднання огорожі / вушка + оцинковане антикорозійне покриття.

3. Висотна сталева конструкція з сегментованими круглими трубами: сегментовані круглі труби + з’єднувальні фланці / зварні з’єднання + внутрішні кільця жорсткості + вбудований анкерний болт + з’єднувальна пластина кільцева балка-колонка + комплексна антикорозійна система.

IV. Короткий зміст

· Визначення: вертикальний несучий елемент, виготовлений із порожнистої круглої сталевої труби; має чудові механічні властивості та широкий спектр застосування. ·Системна логіка: корпус колони + вузол з’єднання основи + вузол верхнього з’єднання + аксесуари для бокового з’єднання + аксесуари для захисту від корозії/підйому; повні конфігурації вибираються на основі навантажень проекту та сценаріїв застосування.

Які основні переваги круглих порожнистих сталевих трубних колон?

1. Круглий поперечний переріз забезпечує рівномірний розподіл напруги, високу міцність на осьовий стиск і чудову стійкість на кручення.

2. Обтічний зовнішній вигляд є мінімалістичним, але вражаючим, підвищуючи загальну естетичну привабливість конструкції.

3. Низький опір вітру забезпечує чудову вітрову продуктивність для зовнішнього застосування.

4. Легка природа спрощує підйом і монтаж, що призводить до високої ефективності конструкції.

5. Як внутрішні, так і зовнішні поверхні можна обробити для захисту від корозії, забезпечуючи стійкість до вологи та тривалий термін служби.

6. Доступні вичерпні специфікації; висоту, з’єднувальні пластини та вбудовані частини можна налаштувати відповідно до різних архітектурних сценаріїв.

У порівнянні зі сталевими колонами Н-подібного перерізу та колонами квадратного/прямокутного порожнистого профілю, які ключові відмінні риси колон із круглими трубами?

I. Переваги будівельної механіки

1. Збалансоване всеспрямоване навантаження та чудова крутильна здатність: момент інерції постійний у всіх напрямках (немає різниці між сильними та слабкими осями), пропонуючи набагато кращу адаптивність до вітрових навантажень, сейсмічного кручення та ексцентричних навантажень, ніж Н-подібні перерізи або квадратні труби. Вони є кращим вибором для об’єктів великого прольоту, високих конструкцій і прибережних проектів, схильних до сильних вітрів. Навпаки, квадратні труби та Н-подібні перерізи мають слабкі осі та значні недоліки щодо бокового кручення.

2. Вища здатність до навантаження на стиск і стійкість до локального вигину для тієї самої кількості сталі: під час осьового стиснення напруга рівномірно розподіляється по круглій стінці труби. Для даної площі поперечного перерізу навантажувальна здатність відповідає такому порядку: кругла труба > квадратна труба > Н-подібний переріз. Надміцні колони можна зробити легшими, щоб зменшити витрати, заощадити сталь і зменшити власну вагу.

3. Найнижчий коефіцієнт опору вітру: обтічна кругла форма призводить до коефіцієнта форми вітрового навантаження приблизно 0,8 у порівнянні з 1,3 для квадратних труб і понад 1,5 для сталі H-профілю. Це значно зменшує вітрове навантаження на колони, що підносяться, зовнішні доріжки, вітрові опори та стовпи навісу, тим самим знижуючи витрати на анкерування фундаменту. 

II. Відмінні риси у виготовленні та будівництві

1. Спрощена конструкція з’єднань і гнучкі з’єднання між балками та колонами: сталеві балки можна з’єднувати з круглими порожнистими профілями (CHS) під будь-яким кутом по всій окружності на 360°, уникаючи обмежень, пов’язаних із прямими кутами квадратних труб або вирівнювання фланців двотаврових балок; це забезпечує явні переваги для сценаріїв, що включають похилі балки, радіальні ферми та різнонаправлені перетини балок. Стандартизовані кільцеві кронштейни та затискачі спрощують монтаж.

2. Зручне сегментарне зварювання: підтримує як стикове зварювання по всьому колу (з внутрішніми/зовнішніми фасками), так і фланцеві з’єднання. Кругові зварні шви на круглих трубах рівномірно розподіляють напругу — на відміну від квадратних труб, які схильні до концентрації напруги в кутах, або двотаврових балок, які вимагають точного вирівнювання фланців і перетинок, — що призводить до вищих допусків на виготовлення.

3. Збалансована підйомна вага: рівномірний розподіл ваги усуває ризик ексцентричного навантаження або перекидання під час підйому.

III. Відмінні риси захисту від корозії та обслуговування

1. Оптимізована площа поверхні для захисту від корозії: для заданої площі поперечного перерізу площа зовнішньої поверхні відповідає такому порядку: кругла труба < квадратна/прямокутна труба < двотаврова балка. Це зменшує обсяг необхідної фарби або гарячого цинкування, знижуючи витрати. Відсутність гострих країв або «мертвих зон» запобігає скупченню фарби або пропущеним плямам, забезпечуючи чудову довговічність у зовнішньому корозійному середовищі.

2. Відсутність «мертвих зон» для накопичення води чи пилу: на відміну від верхніх канавок квадратних труб або фланцевих каналів двотаврових балок, які мають тенденцію затримувати дощову воду та пил, що призводить до корозії, вигнута поверхня круглих труб дозволяє дощовій воді стікати природним шляхом, значно подовжуючи термін служби зовнішніх міських колон і ландшафтних стовпів.

IV. Відмінні риси в архітектурній естетиці та сценарії застосування

1. Інтегрований декоративний дизайн: вигнутий профіль підходить для ландшафтної архітектури, шторних стін і фасадів виставкових залів. It accommodates spherical column caps and curved decorative elements, combining structural load-bearing with architectural aesthetics—whereas square tubes and H-beams often appear starkly industrial.

2. Придатність для обмежених просторів: пропонує менший зовнішній діаметр за тієї самої несучої здатності, забезпечуючи явні переваги для прокладки комунікацій, внутрішніх декоративних колон і компактних опор обладнання. V. Компроміси витрат (використання диференціації: слабкі та сильні сторони)

Слабкі сторони: для надважких навантажень і щільно розташованих колон рами двотаврові балки пропонують кращі економічні характеристики. Основні сценарії застосування: висотні конструкції, великі прольоти, різноспрямоване навантаження, відкриті/захищені від вітру місця та комплексні структурно-декоративні функції; круглі порожнисті профілі (CHS) пропонують нижчу загальну вартість життєвого циклу в цих областях.

VI. Резюме диференційованого позиціонування

Двутаврові балки: зосередьтеся на багатоповерхових, щільно розташованих рамах. Квадратні труби: зосередьтеся на звичайних промислових установках малого прольоту. Колони з круглим порожнистим прорізом (CHS): зосереджені на проектах великого прольоту, висотних споруд, різноспрямованих навантажень та інтегрованих ландшафтних конструкцій; вони створюють незамінну ринкову перевагу завдяки стійкості до кручення, низькому опору вітру та простоті захисту від корозії.

Робочий процес наскрізної обробки круглої порожнистої сталевої трубної колони

I. Класифікація продукту

1. Безшовні колони CHS: виробляються шляхом глибокої обробки готової безшовної сталевої труби; зазвичай використовується для малих і середніх діаметрів і високоточних несучих колон (φ60–φ630).

2. Катані та зварні CHS колони: виготовляються шляхом прокатки сталевого листа в циліндр з наступним поздовжнім та/або круговим зварюванням; використовується для колон великого діаметру з великим навантаженням (стандартний метод для дуже великих колон >φ630).

II. Стандартні кроки обробки (Спільні процеси нижньої течії для обох типів)

Процес 1: Перевірка сировини та схема різання

1. Безшовна труба: вхідна перевірка матеріалу, зовнішнього діаметра, товщини стінки та звіти про дефектоскопію; розрізати по довжині за допомогою пилок з ЧПУ або плазмових різаків.

2. Катані/зварні труби: вхідна дефектоскопія та вирівнювання сталевих пластин; Розкрій на розроблену ширину з ЧПУ та зняття фаски.

Під час різання враховуються допуски на зварювальну усадку та механічну обробку.

Процес 2: прокатка та формування (тільки для катаних/зварних CHS)

1. Сталева пластина, згорнута в циліндр за допомогою тривалкової листозгинальної машини; краї вирівняні та закриті.

2. Прихватки для фіксації; регулювання округлості та зміщення країв (зміщення ≤ 10% товщини стінки).

Процес 3: Зварювання швів основної труби

1. Поздовжнє шовне зварювання: автоматичне дугове зварювання під флюсом (SAW) — формування внутрішніх і зовнішніх валиків — для поздовжнього шва катаної труби;

2. Після зварювання: Візуальний контроль зварних швів → Ультразвуковий контроль (UT) (100% контроль для зварних швів класу I);

3. Кругове стикове зварювання для багатосегментного з’єднання довгих колон: також використовуються двосторонні SAW та NDT (неруйнівний контроль).

Процес 4: Заокруглення та випрямлення круглих труб

Rolled and welded pipes experience significant welding deformation; спеціалізована гідравлічна машина округлення використовується для корекції округлості та прямолінійності, контролюючи овальність до ≤D/1000; seamless pipes require only minor straightening adjustments.

Процес 5: зняття фаски та обробка торця (критичний процес)

Токарний верстат з ЧПУ / торцеве фрезерування:

· Відфрезерувати обидва кінці труби плоско і зрізати зварювальні фаски, дотримуючись перпендикулярності торця;

· Для колон, які вимагають фланцевих з’єднань, виконайте прецизійне кріплення (патрубок) на кінці труби, щоб забезпечити плоску посадку врівень із фланцем.

Процес 6: Складання та зварювання компонентів кінця колони

1. Збірка опорної плити колони: компонування та складання квадратних/круглих опорних плит і ребер жорсткості з подальшим прихватковим зварюванням для позиціонування;

2. Верхня пластина колони та торцева кришка: повне зварювання торцевої кришки для герметизації отвору труби та запобігання проникненню води;

3. Корпуси / пластини з вухами / кільцеві з’єднувальні пластини: компонування згідно з кресленнями, монтаж по колу труби та фіксація за допомогою прихватного зварювання;

4. Внутрішні кільця жорсткості (для великовантажних колон висотних поверхів): Сегментний підйом і установка внутрішніх кільцевих пластин жорсткості, закріплених внутрішньою прихваткою.

Процес 7: зварювання компонентів у всіх положеннях

1. Ребра та кромки опорної плити: зварені за допомогою зварювання в захисному газі або дугового зварювання під флюсом (SAW);

2. Критичні зварні шви: піддані ультрафіолетовому неруйнівному контролю відповідно до проектних вимог.

Процес 8: Виправлення готового продукту та свердління отворів

1. Виправлення зварювальної деформації та прямолінійності колони за допомогою комбінації полум'яного нагріву та механічних методів;

2. Свердління на ЧПУ отворів для болтів і комунікацій у необхідних місцях. Процес 9: Видалення іржі та антикорозійна обробка

1. Дробеструйна обробка до класу Sa2,5 для видалення окалини та іржі;

2. Покриття: грунтовка + проміжне покриття + верхнє покриття; при необхідності перейдіть до процесу гарячого цинкування.

Процес 10: Нумерація готової продукції, перевірка, пакування та відвантаження

1. Позначте ідентифікатор компонента, лінії сітки та рівні висоти;

2. Комплексна перевірка розмірів, зварних швів, антикорозійного покриття перед складуванням.

III. Порівняння двох процесів

1. Безшовні колони круглої порожнистої сталевої труби: короткий час обробки, відсутність поздовжніх зварних швів, відмінна структурна цілісність; однак діаметр труб обмежений, а витрати на закупівлю для великих діаметрів високі.

2. Катані та зварні круглі трубні колони: здатні до надвеликих діаметрів із повністю настроюваною товщиною стінки; передбачає додаткові етапи прокатки та поздовжнього зварювання, але забезпечує меншу вартість для великих компонентів.

IV. Спеціалізоване налаштування (Мега круглі трубні колони для висотних будівель)

1. Для колон, заповнених бетоном: отвори для цементації та вентиляції попередньо зарезервовані на кінцях труб;

2. Круглі трубні колони змінного діаметру: виготовлені прокаткою та зварюванням конічної перехідної секції (редуктора) для з’єднання різних діаметрів.

Ключові робочі параметри для колон з круглим порожнистим перерізом (CHS).

I. Геометричні специфікації

1. Позначення

Формат: ϕD × t × L

·D: зовнішній діаметр (мм); загальні розміри включають φ89, 114, 165, 219, 273, 325, 426, 530, 630, 720, 820, 920, 1020...

·t: товщина стінки (мм); 4–50 мм

·L: стандартна довжина відрізу; зазвичай 6 м/9 м/12 м; надзвичайно велика довжина, досягнута за допомогою сегментованого зрощування

2. Допуски на розміри

1. Овальність: ≤ D/1000

2. Прямолінійність корпусу колони: в межах L/1000

3. Перпендикулярність торця: ≤ t/10

II. Механічні властивості матеріалу (основні марки: Q235B/Q355B)

Q355NL вибрано для застосування при низьких температурах завдяки своїй стійкості до впливу низьких температур.

III. Ключові структурні параметри

1. Характеристики поперечного перерізу (перевершують квадратні труби/двотаврові балки за такої ж ваги)

· Радіус обертання рівномірний у всіх напрямках; відсутність різниці між сильними і слабкими осями;

· Коефіцієнт вітростійкості: μ ≈ 0,8 (проти 1,3 для квадратних/прямокутних труб і 1,5 для двотаврових балок); низький вплив вітрового навантаження

1. Перевага стиснення: високий коефіцієнт стабільності осьового стиснення; Несуча здатність перевищує таку прямокутних колон при тій же площі поперечного перерізу

2. Опір крученню: полярний момент інерції для круглих секцій значно вищий, ніж для некруглих секцій; відмінні сейсмічні характеристики та стійкість до ексцентричних навантажень

IV. Ефективність зварювання та НК (неруйнівний контроль).

1. Поздовжні/окружні зварні шви (клас I): 100% ультразвуковий контроль (UT); Зварні шви класу II: 20% вибіркова перевірка UT;

2. Межа міцності шва на розрив не нижче нормативного значення основного металу. V. Антикорозійні характеристики

1. Рівень видалення іржі дробеструйним очищенням: Sa2,5 (національний стандарт);

2. Стандартна система покриття: грунтовка + проміжне покриття + верхнє покриття; загальна товщина сухої плівки: 80–160 мкм;

3. Гаряче цинкування: товщина цинкового покриття ≥85 мкм; розроблений для прибережних корозійних середовищ.

VI. Специфікації трубчастої колони з бетонним заповненням (CFT).

1. Марки бетону, які зазвичай використовуються для заповнення: C30, C40 або C50;

2. Синергічна несуча дія між сталевою трубою та бетоном; загальна осьова несуча здатність збільшена в 2–3 рази; зазвичай використовується в надвисоких спорудах.

VII. Специфікації встановлення та підключення

1. Фланцеве з’єднання: використовуються високоміцні болти класу 8.8 або 10.9;

2. Опорна плита колони: товщина плити 16–60 мм; оснащений вбудованими анкерними болтами (M20–M64).