لولههای مربعی به دلیل استحکام بالای آنها در برابر پیچش و توزیع یکنواخت بار در سراسر سازه، برای قاببندی ساختاری بسیار محبوب شدهاند. شکل یکنواخت این لولهها به توزیع یکنواخت تنش در همه جهات کمک میکند که به معنای احتمال کمتر خرابی قطعات در نقاط خاص ستونها یا تیرهاست. در سیستمهای مهاربندی که نیاز به تحمل نیروهای جانبی دارند، لولههای مربعی عملکرد بسیار خوبی از خود نشان میدهند. طبق تحقیقات مؤسسه آمریکایی ساخت فولاد (AISC) که در سال ۲۰۲۳ منتشر شده است، این لولهها در زمان زلزله میتوانند نیروهای پیچشی را ۲۰ تا ۳۰ درصد بهتر از لولههای گرد مقاومت کنند. مزیت دیگر آنها این است که صفحات تخت آنها اتصال به سایر قسمتهای سازه را بسیار آسانتر میکند. سازندگان گزارش دادهاند که استفاده از لولههای مربعی به جای نماهای عجیب یا منحنی که نصب آنها زحمت بیشتری دارد، زمان ساخت را تقریباً به اندازه یک چهارم کاهش میدهد.
یک انبار که اخیراً ساخته شده است، از همان لولههای فولادی مربعی 4x4 به عنوان ستونها و تیرهای اصلی نگهدارنده در سراسر سازه استفاده کرده است. این روش باعث کاهش حدود ۱۵ درصدی وزن کلی فولاد نسبت به مقداری شد که در صورت استفاده از تیرهای I شکل معمولی مورد نیاز بود، در حالی که همچنان همان تواناییهای مقاومتی را فراهم میکند. از آنجا که این لولهها در ابعاد استاندارد تولید میشوند، مونتاژ آنها بسیار سریعتر انجام شد. اتصالات پیچی حدود ۴۰ درصد زمان کمتری نسبت به جوشکاری برای نصب نیاز داشتند. کل سازه در نهایت از بیش از ۱۲۰۰۰ فوت طولی لوله تشکیل شده بود که ستون فقرات محکمی برای ساختمان فراهم کرد. هنگام آزمایش در برابر سرعت بادهایی با شدت ۱۱۰ مایل در ساعت، این سازه به خوبی مقاومت کرد و در واقع عملکرد آن حدود یکچهارم بالاتر از حد مقررات محلی ساختمان بود. چنین عملکردی از دید صرفهجویی در هزینه و عوامل دوام در طولانیمدت کاملاً منطقی به نظر میرسد.
در مورد تیرهای سقف و پورلینها، لولههای مربعی در مقایسه با پروفیلهای باز که اغلب مشاهده میکنیم، مثل کانالهای C شکل، استحکام بهتری نسبت به وزن خود ارائه میدهند. نکته اینجاست که این بخشهای مربعی هم نیروهای پیچشی و هم خمش را بسیار بهتر تحمل میکنند. این موضوع در عمل به چه معناست؟ ما میتوانیم سقفهای سبکتری بسازیم که در عین حال در تحمل بارها عملکرد مناسبی داشته باشند. فونداسیونها نیز نیازی به تلاش بیشتر ندارند و نصبکنندگان هم از فرآیند راهاندازی آسانتر استقبال خواهند کرد. برای ساختمانهایی که دهانههای طولانیتری بین تکیهگاهها دارند، لولههای مربعی واقعاً برجسته میشوند، زیرا تحت بار برف سنگین یا بادهای شدید کمتر خم میشوند. علاوه بر این، سازندگان در نهایت حدود یک چهارم ماده کمتری نسبت به تیرهای جامدی که سطح مشابهی از استحکام را ارائه میدهند، مصرف میکنند.
طراحی خوب پروفیل، نقطه تعادل مناسبی بین انجام صحیح کار و کاهش هزینهها ایجاد میکند. وقتی از قطعات کوچکتری مانند لوله مربعی 2x2 استفاده میکنیم، میتوانیم آنها را در فواصل نزدیکتری حدود 24 تا 36 اینچ نصب کنیم. این روش بار را بهطور یکنواختتری در سراسر سازه توزیع میکند و از آن فرورفتگیهای آزاردهنده که هیچکس نمیخواهد ببیند جلوگیری میکند. سایبانهای سبک معمولاً با لولههای گالوانیزه 14 یا 16 گیج به خوبی کار میکنند، اما در مناطقی که برف زیاد انباشته میشود، استفاده از لولههای 11 یا 12 گیج منطقیتر است. صرفهجویی تنها در مواد اولیه میتواند هزینهها را تا حدود 15٪ نسبت به حالتی که فاصلهگذاریها خیلی زیاد شده و نیاز به تکیهگاههای بزرگتر و سنگینتر است، کاهش دهد. این رویکرد منجر به ساختاری محکم و بادوام میشود که بدون هزینهبر بودن اجرا میگردد.
امروزه معماران به طور فزایندهای در حال استفاده از لولههای مربعی به عنوان اجزای سازهای قابل مشاهده هستند، زیرا این لولهها هم استحکام دارند و هم ظاهر تمیز و خوشفرمی که مردم در ساختمانها میخواهند را فراهم میکنند. لبههای صاف آنها بسیار خوب با دیوارهای شیشهای ترکیب میشوند و به ساختمانها پشتیبانی محکم میدهند، در عین حال نور را عبور میدهند انگار که هیچ چیز وجود ندارد. وقتی درباره ورودیها یا دروازههای ساختمان صحبت میکنیم، برشهای زاویهدار در گوشهها تفاوت بزرگی در ظاهر کلی ایجاد میکنند. به فضای داخلی فرودگاهها یا ورودی مراکز خرید فکر کنید که این موضوع بیشترین اهمیت را دارد. برای سازههای سایبان روی گذرگاهها، لولههای مربعی به معماران اجازه میدهند دهانههای بزرگی را بدون نیاز به ستونهای ضخیمی که همه از دیدنشان متنفرند، پوشش دهند. نکته عالی در اینجا همان انعطافپذیری واقعی این لولههاست. آنها میتوانند به قوسهای نرم و زیبا برای طراحیهای مدرن خم شوند یا در گوشههای تیز و دقیق برای ظاهری صنعتیتر قرار گیرند. همچنین نباید از مسائل عملی غافل شد. لولههای مربعی در برابر شرایط جوی مقاوم هستند، بنابراین در فضای باز که تحت تأثیر باران و آفتاب قرار دارند عمر طولانیتری دارند. علاوه بر این، سطح صاف آنها به خوبی پوششهای رنگی را دریافت میکند که به معماران امکان میدهد با رنگها خلاقیت به خرج دهند، بدون اینکه نگران باشند پس از چند ماه پوشش از بین میرود.
گالوانیزه کردن به روش غوطهوری گرم (ASTM A123) یک لایه محافظ روی با ضخامت 0.10 تا 0.15 میلیمتر ایجاد میکند که بهطور قابل توجهی مقاومت در برابر خوردگی را در محیطهای سخت مانند مناطق ساحلی یا صنعتی افزایش میدهد. لولههای مربعی گالوانیزه عملکرد بهتری نسبت به فولاد بدون پوشش دارند و در کاربردهای بیرونی حیاتی، از نظر یکپارچگی ساختاری نسبت به آلومینیوم برتری دارند.
| مقایسه مواد | مقاوم در برابر خوردگی | نیاز به نگهداری | صحیح بودن سازهای |
|---|---|---|---|
| لولههای مربعی گالوانیزه | عالی | کم | بالا |
| فولاد کربن ساده | فقير | بالا | بالا |
| آلومینیوم | خوبه | کم | متوسط |
نصب نردههای ساحلی با استفاده از لولههای مربعی گالوانیزه پس از 10 سال 70 درصد آسیب خوردگی کمتری نسبت به فولاد بدون پوشش نشان میدهد و آنها را به گزینهای ایدهآل برای پلها، عابرپلها و محیطهای امنیتی تبدیل میکند که در آن قابلیت اطمینان ساختاری غیرقابل مذاکره است.
لولههای مربعی گالوانیزه به دلیل دوام بسیار بالا و تقریباً نیاز نداشتن به نگهداری پس از نصب، قطعات عالی برای پروژههای زیرساخت عمومی محسوب میشوند. اندازه یکنواخت آنها کار استفاده از آنها را هنگام سرهم کردن قطعات قطعه به قطعه بسیار آسان میکند و با وجود سبکی وزن، مقاومت خوبی دارند. در مورد حصارکشی، این لولهها در مقابل ضربهها عملکرد بسیار بهتری نسبت به گزینههای ارزانتری دارند که در شهر مشاهده میکنیم. نیمکتها و سایر صندلیهای فضای باز حتی پس از سالها باران و تابش آفتاب همچنان محکم باقی میمانند. ستونهای تابلو نیز در بادهای شدید خم یا تکان نمیخورند که امری بسیار مهم در نزدیکی جادههای شلوغ است که دید مناسب اهمیت دارد. همه این موارد به این معناست که شهرداریها میتوانند این قطعات را بدون هزینههای سنگین نصب کنند و در عین حال تمام کدهای ساختمانی الزامی برای فضاهای عمومی را رعایت کنند.
لولههای مربعی به دلیل استحکام پیچشی برتر و سهولت در اتصال ترجیح داده میشوند. شکل آنها بارها را بهطور یکنواخت توزیع میکند و باعث کاهش تمرکز تنش در ستونها و تیرها میشود.
لولههای مربعی نسبت استحکام به وزن بهتری ارائه میدهند و امکان ساخت سقفهای سبکتر با حفظ توانایی تحمل بار را فراهم میکنند و در مقایسه با تیرهای سنتی به مواد کمتری نیاز دارند.
لولههای مربعی گالوانیزه مقاومت عالی در برابر خوردگی ارائه میدهند و بنابراین برای استفاده در فضای باز، به ویژه در محیطهای سخت مانند مناطق ساحلی یا صنعتی ایدهآل هستند.
EN
