Шаршы профильді түтіктер шынында да басқа көптеген материалдарға қарағанда инженерлерге салмаққа қатысты беріктіктің жақсырақ қатынасын қамтамасыз етеді, бұл оны бүгінгі ғимарат құрылымдары үшін толықтай жарамды етеді. 2023 жылы Құрылымдық Инженерия Институты жасаған соңғы зерттеулерге сәйкес, осындай түтіктердің ішіндегі бос кеңістік олардың салмағына қатысты қатты болат стерженьдермен салыстырғанда шамамен 24 пайызға артық кернеуді шыдай алады. Бұл нақты түрде жүктемені барлық бағытта біркелкі таратады, бұралу күштеріне төтеп береді және ескі моданың I-сәулелеріне қарағанда материалдың әрбір фунтына шамамен 40% артық салмақ көтереді. Бұл қосымша тиімділік негіздердің соншалықты ауыр немесе күрделі болуына қажеті жоқ, бірақ бүкіл құрылым әлі де сондай берік болып қала береді дегенді білдіреді. Бұл қосымша салмақты азайту құрылыс кезеңдерінде ақша мен уақытты үнемдейтін биік ғимараттарды салу жобаларында үлкен маңызға ие.
250 000 шаршы футтық тарату орталығының 2022 жылғы талдауы негізгі пайданы көрсетті:
Инженерлер бұл жетістіктерді шаршы түбірдің тән қаттылығына байланысты деп санады, бұл шатырдың 83% аралығында қосымша көлденең бекітулердің қажетін болдырмаған, сонымен қатар жобалау мен құрылысты жеңілдеткен.
Шаршы түтіктер дәстүрлі каркастан жақсартылған өнімділік көрсеткіштері арқылы инновациялық құрылымдық жобаларды қолдайды:
| Жобалау параметрі | Дәстүрлі каркасқа қарағанда жақсартылуы |
|---|---|
| Сейсмикалық өнімділік | 22% жоғары энергия шығыны |
| Бағандарсыз аралықтар | Ортаңғы тіреулерсіз 18м-ге дейін |
| Модульдік кеңейту | ретрофиттік қабілеттілік 35% жылдамырақ |
Симметриялық көлденең қималары стрессті модельдеуді жеңілдетеді және құрылысшыларға қауіпсіздік шектерін бұзбай күрделі геометрияларды жүзеге асыруға мүмкіндік береді.
Ескірген материалдармен салыстырғанда, квадрат түтіктер нақты жақсартуларды ұсынады:
2023 жылғы Құрылыс материалдарының салыстырмалы талдау зерттеуіне сәйкес, осы артықшылықтар коммерциялық жобалардың 78%-ын негізгі құрылымдық элементтер үшін шаршы түтіктерді пайдалануға итермеледі.
Шаршы түтіктер көптеген өнеркәсіптік қондырғыларда стандартты болды, өйткені олардың пішіні барлық айналаға күшті таратады. Бұл қуыс бөліктер кез келген бағыттағы қысуды, тарту күштерін және бұрылу қозғалыстарын басқара алады, бұл оларды машина іргетасы, конвейер таспалары және біз барлық жерде көретін ауыр жүк сақтайтын сөрелер сияқты заттарға арналған материалдарға айналдырады. Сандар кейде сөздерге қарағанда оқиғаны жақсырақ айтады: шаршы түтіктердің көпшілігінің 46 000-нан 50 000 psi-ге дейінгі аққыштық күші бар, яғни ол шоғырланған салмақты ұқсас салмақтағы C арналарына немесе I-сәулелеріне қарағанда шамамен 40% жақсы қабылдайды. Зауыт басшылары бұл затты жақсы көреді. Тұрақтылық маңызды болып табылатын кран жолдарын салу немесе автоматтандырылған өндірістік желілерді орнату кезінде бұл түтіктердің кернеу нүктелерін басқару және тербелістерді жұту тәсілі бүгінгі нарықтағы басқа нұсқалармен салыстырғанда мағынасы бар.
| Ерекшелігі | Шаршы түтіктің артықшылығы | Дөңгелек түтіктерді шектеу |
|---|---|---|
| Жоғарылықтардың таратылуы | Жазық беттер жұмыс істеу кезінде пісірілген жалғаулар арқылы күштің біркелкі таралуын қамтамасыз етеді | Нүктелік жүктеме контактілік беттерде кернеудің шоғырлануын тудырады |
| Құрастыру | 90° бұрыштары құрылымдық рамалардағы туралауды және пісіруді ықшамдайды | Қисық беттер дәл жинау үшін арнайы құрал-жабдықтарды талап етеді |
| Жалғау сапасы | Төрт жазықтықтағы контактілік беттер болт/пісіру тұрақтылығын арттырады | Бір жазықтықтағы контактілік бет жалғаудың қаттылығын шектейді |
| Кеңістік тиімділігі | Бір-біріне қосылатын геометрия сақтау мен тасымалдау тығыздығын максималдандырады | Цилиндрлік пішін жинақталмаған кеңістікті құрады |
Шаршы түтікшелер жанама жүктеме кезінде айналу ауытқуын 15–25% азайтады, бұл ±³ мм туралау дәлдігін талап ететін материал жүктеу жүйелері үшін маңызды артықшылық. Олардың жазық беттері диагностикалық құралдарды тікелей орнатуға мүмкіндік береді, тексеру мен техникалық қызмет көрсетуді жеңілдетеді.
Болат төртбұрышты түтіктер қазіргі заманғы шатырлар үшін негізгі таңдауға айналды, себебі олар салмаққа шаққанда өте мықты болып келеді. Мысалы, 4x4 болат төртбұрышты түтік ASTM стандарты бойынша 2023 жылғы деректерге сәйкес шамамен 2700 фунт көтереді, бірақ қатты болат арқалықтардан 30 пайызға жеңіл, сондықтан үлкен аралықты фермалар үшін өте қолайлы. Осындай түтіктердің пішіні жүктемені прогондар бойынша біркелкі таратуға мүмкіндік береді. Бұл ағаш конструкциялар мен дәстүрлі С-профильдерде жиі кездесетін проблемалық аймақтардан құтылуға көмектеседі. Көптеген мердігерлер шатыр қаңқасын жинау уақыты төртбұрышты түтіктерді пайдаланған кезде шамамен 25 пайызға қысқарады деп айтады. Азырақ пісіру қажет болады және осы компоненттердің оңай қосылуы орнату процесін тегіс жүргізуге мүмкіндік береді.
Күрделер үшін дайындалған шаршы түтіктерді пайдалану 2022 жылы «Construction Materials Journal» журналында жарияланған зерттеуге сәйкес құрылыс шығындарын 18-ден 22 пайызға дейін қысқартуға мүмкіндік береді. Бұл үнемдеу негізінен стандартты бекіту нүктелеріне және көпшілік жинақтаулар үшін құралдардың қажет болмауына байланысты. Төзімділікке келетін болсақ, цинкпен капталған нұсқалар тіпті тікелей сыртта 15 жыл бойы тұрғаннан кейін де өзінің бастапқы коррозиядан қорғау қабілетінің шамамен 95%-ын сақтап, ұзақ уақыт бойы жөндеуге кететін шығындарды едәуір азайтады. Тағы бір үлкен артықшылық — түтіктердегі қуыс орталықтар, бұл сымдар мен құбырларды жүргізуді әлдеқайда оңайлатады. Өз қолымен сақтау күрделерін салатын көптеген үйшілер бұл жұмыстар үшін мамандарды шақырмай-ақ барлығын дұрыс және ауа-райына төзімді етіп герметизациялай алады. Сонымен қатар, коррозияға қарсы арнайы қаптамалар мен температура өзгерген кезде иілуге жақсы төзімділігі арқасында мұндай құрылымдарға жергілікті климаттық жағдайларға байланысты әдетте 8-10 жылда бір рет ғана назар аудару қажет болады.
Төртбұрышты түтіктер сыртқы жағдайларға төзімді болып келеді, себебі олар коррозияға төзімді материалдардан, мысалы цинкпен қапталған болат пен әртүрлі алюминий қорытпаларынан жасалады. Олар теңіз жағалауындағы тұзды ауа, жоғары ылғалдылық деңгейлері мен экстремалды температуралар сияқты қатаң жағдайлардың барлық түріне шыдайды, сондықтан қысқы айларда жолдарға жиі қолданылатын жол тұзы пайдаланылатын автожолдар бойынша қозғалысты бақылау бағандары сияқты нәрселер үшін идеалды болып табылады. Тұрақтылық материалы институтының өткен жылы жарияланған зерттеуіне сәйкес, дұрыс өңделген төртбұрышты түтіктер алмастыруды қажет етпей-ақ отыз жылдан аса қызмет ете алады, бұл кәдімгі көміртегі болатының ауыстырылуына қарағанда бизнеске ұстаудың шығындарын үштен екіге дейін үнемдеуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, олардың қорап тәрізді конструкциясы су ішінде жиналуды болдырмауға көмектеседі, сондықтан жиі істен шығатын маңызды пісіру нүктелерінде шіру ықтималдығы азаяды.
Төртбұрышты түтіктердің периметр бойынша салмақты біркелкі тарататын өте дұрыс пішіні бар, сондықтан олар тақталар, көше шамдары және көпірлердің қорғаныш тосқағалары сияқты нәрселер үшін өте жақсы таңдау болып табылады. Ашық профильдермен салыстырғанда, бұл төртбұрышты пішіндер айналдыру күштеріне нақтырақ төтеп береді және кенеттен соққылаған жел немесе кездейсоқ соқтығысу сияқты таңғажайып бұрыштардан соққы алған кезде бүгілмейді. Жер сілкінісін модельдеу кезінде жүргізілген сынақтар тәрізді салмақтағы қалыпты I-сәулелермен салыстырғанда төртбұрышты түтіктер жанама күшті шамамен 20 пайызға көбірек көтере алатынын көрсетті. Сонымен қатар, олар стандартты өлшемдерде шығарылатындықтан, құрылыс алаңдарында оларды жинау әлдеқайда тезірек жүреді – өткен жылы Urban Infrastructure Journal журналында жарияланған соңғы зерттеулерге сәйкес шамамен 35% тезірек.
Архитекторлар күштік талаптарды шығармашылық пішіндермен ұштастыруға мүмкіндік беретіндіктен, төртбұрышты түтікшелердегі торлармен жұмыс істеуді ұнатады. Тік бұрыштар күрделі пішіндер жасаған кезде бөлшектерді қосуға әлдеқайда оңайлатады, сонымен қатар өткен жылдардағы кейбір есептерге сәйкес, осы түтікшелердің ішіндегі бос орындар кәдімгі болат рельстердегі салмақты шамамен 35-40 пайызға жеңілдетеді. Қаланың орталығындағы жаңа үлкен мұражайды мысалға келтірейік. Олар осы төртбұрышты түтікшелерді аралығында қосымша тіреулерсіз-ақ 28 метрлік ғажайып шығыңқыларды салу үшін пайдаланды. Шынымен тамаша нәрсе. Дизайн тобы әртүрлі орналасу үлгілерімен тәжірибе жасай алды, бұл тек ғимараттың көркем көрінісін ғана емес, сонымен қатар күні бойы көптеген табиғи жарықты әкелді.
Төртбұрышты металл түтіктердің жазық жақтары шыны мен композитті панельдерді бекіту үшін өте жақсы негіз болып табылады, сондықтан көптеген заманауи ғимараттар желдің сағатына шамамен 150 миль жылдамдықпен соғып тұратын орындарда да ұстап тұра алатын перде қабырғаларымен ерекшеленеді. Егер бұл түтіктер бояу емес, анодталған қаптамамен келсе, олар түсін көп ұзақ сақтайды және ультракүлгін сәулелерге ұзақ әсер ететін жерлерде 20 жылдан аса күн зақымына төзеді. Мүмкіндігінше беріктік пен сыртқы түр маңызды болатын жағалау бойларында осы комбинация өте жақсы жұмыс істейтінін архитекторлар байқады. Пандемия дәуірінің басынан бастап теңізге жақын тұрған биік ғимараттарда осындай жүйелердің пайдаланылуы шамамен 72 пайызға артты, себебі құрылыс мамандары беріктік талаптарын визуалды тартымды дизайндармен үйлестірудің жолдарын іздеуде жалғастырады.
Құрылыста төртбұрышты түтіктердің негізгі қолданылуы қандай?
Төртбұрышты түтіктер негізінен құрылымдық рамаларда, өнеркәсіптік тіреу конструкцияларында, шатыр мен саңылауларды салуда және табличкалар мен трафик посттары сияқты инфрақұрылым жобаларында беріктігі, ұзақ мерзімділігі және эстетикалық көпфункционалдылығына байланысты кеңінен қолданылады.
Төртбұрышты түтіктер дәстүрлі болат пен ағашпен қалай салыстырылады?
Дәстүрлі болат пен ағаш материалдарымен салыстырғанда, төртбұрышты түтіктер әдетте салмаққа шаққандағы беріктіктің жақсырақ қатынасын, төменгі көміртегі іздерін, тез орнатуды және қызмет көрсету шығындарының азаюын қамтамасыз етеді.
Биік ғимараттарды салу үшін төртбұрышты түтіктерді неліктен идеалды деп санайды?
Төртбұрышты түтіктердің жеңіл салмағы мен тиімді жүктеме таралуы биік ғимараттарды салу кезінде уақыт пен құнын үнемдейтін, ауыр және күрделі фундаменттерге қажеттілікті азайтады.
Өнеркәсіптік қолданыста неліктен дөңгелек түтіктерге қарағанда төртбұрышты түтіктер ұсынылады?
Төртбұрышты түтіктер дөңгелек түтіктерге қарағанда жүктемені жақсы тарата алу, жасау мен жинақтаудың ыңғайлылығы, бекіту бүтіндігінің артуы және кеңістікті тиімді пайдалану сияқты бірнеше артықшылықтарға ие.
EN
