Квадрат түтүктөр бардык жакка бирдей күч тарата турган симметриялуу формага ээ, ошондуктан ал кысуу жана бурулуш күчтөрүн жакшы төтөөгө мүмкүнчүлүк берет. Эгер сиз айланма же тик бурчтук түтүктөргө караганда квадрат түтүктөргө токтоп көрсөңүз, кысым астында ар дайым күчсүз жерлер пайда болот. Квадрат формада мындай көйгөйлүү жерлер болбойт, анткени күч материалдын ичинде бирдей таралат. Бул касиет структуралык инженердерге конструкциялык чегертмелерди узартып, бүтүндөй конструкцияны узак убакыт тургун кылуу үчүн жакты. Көптөгөн курулуш проекттери ушул себептерге байланыштуу квадрат түтүктөрдү колдонууну талап кылат, анткени алар узак мүддөттө иштей алышат.
Төрт бурчтуу түтүк кандай ойшон бүгүлбөгөнү анын формасына байланыштуу. Мисалы, 3x3 болгон көмүртектүү түтүктүн калыңдыгы ар бир кабырғасында 0,25 дюйм болот. Бул түтүктөрдүн бирдей диаметрдеги дөңгөлөк түтүктөргө салыштырмалуу 40% көбүрөөк бүгүлүүгө каршы туроочу күчү бар экенин инженерлери билдирет. Төрт бурчтуу форма бардык багытта келген жүктөмөнү төтөйлөп турат. Төрт бурчтуу түтүктөр вертикалдык жана жанынан келген орточо жүктөмөнү да жакшы кабыл алат, бирок көп металлдын пайдаланбай эле бул эки жагдайда да бирдей сапатта иштейт. Бул жардам берет курчуп жаткан конструкциянын арзан баасын жана узун мерзимин камсыз кылууга.
Калыңдыгы көп нерсенин салмагын камтый турган күчүнө байланыштуу чоң рол ойнойт. Эгер кабыргалар калыңдай турган болсо, мисалы, 0,125 дюймдон 0,375 дюймга чейин, анда алар чын эле бекемирээк болот, бирок кошумча салмак менен жана жогорку чыгымдар менен коштолот. Көбүнчө инженерлер жүк көтөрүүчү кабылдуулукту кубдагы калыңдык менен байланыштырган негизги эрежени билүүдө, бул күч менен практикалык турмуш арасындагы тепкичин табууга жардам берет. Чын жашоодогу сандарды карап көрсөк, 11 ченектүү күрөң куб түтүктөр кыймылбай турган нерселер үчүн ар бир квадрат дюймга чамалуу 4800 фунт чейин камтыйт. Бирок эгер 7 ченек челинген күрөң түтүктөргө өтсөк, бул түтүктөр чын эле 12000 psi дан ашык чыгымга чыгып кетет, бул тууралуу көбүнчө келечек жүк күтүлгөн жерлерде колдонулат.
2023-жылы чыккан Металлдардын соода бажыттары жөнүндө соңку баяндамага ылайык, жогорку бер күчтүү, аралашпа эмес же HSLA болгон челик түтүктөр бүгүнкү күндө өнөр жай түзүлүштөрдүн 62% түзөт, ал эми бул көрсөткүч 2018-жылы 45% гана болгон. Бул тенденциянын себеби эмне? HSLA челиги жөн гана күчтүүлүктүн жогоруу көрсөткүчтөрүн көрсөтөт. Бул жерде чейинки челикти 70 ksi чейинки күчтүүлүккө ээ экенибилдирилет, ал эми жөнгө челик 36 ksi гана. Бул практикалык түрдө эмне үчүн? HSLA менен курулган конструкциялар жөн эле жеңил, бирок бир нече даражада прочность болушу мүмкүн. Шилтеме жүргүзүүнүн ортосунда HSLA модерн курулуш проекттеринде, бийик имараттарда, көпюрлөрдүн түзүлүшүндө жана төгүндүн машиналардын бөлүктөрүндө кеңири колдонулат.
Конструкциялык иштерде квадрат түбөлткөлөр кеңири колдонулат, анткени алар жакшы тартуу прочностьту камсыздашат, бул көрсөткүч ASTM стандарты боюнча 400–550 МПа чамалуу. Бюджет маанилүү болгон курулуш иштеринде көмүртектүү болот чоң прочность менен эмес, бирок бюджеттик опция катары жакшы нерсе. Экинчи тандалгы – бул коррозияга туруктуу болот, анын баасы эки эсе кымбат, бирок узак убакыт колдонууга жөндөмдүү. Алюминий 6061-Т6 жеңил болуп саналат, ал болотко салыштырмалуу 30% жеңил, бирок прочность дагы 40–50% гана. Бул транспорттук каражаттар же жыш кыймылдатуу керек болгон убактылуу конструкциялар үчүн алюминийди тандаш керек.
| Материал | Тартуу күчү (МПа) | Салмак (кг/м³) | Коррозияга туруктуу |
|---|---|---|---|
| Карбондук болот | 400–550 | 7,850 | Төмөнкү |
| Сизинсиз болгон болот | 500–700 | 8,000 | Жогорку |
| Алюминий 6061-Т6 | 260–310 | 2,700 | Орточо |
Ангид татаал болгон болот кеминде 10,5% хром камтыйт (ASTM A276 боюнча), теңиз, химиялык жана жогорку ылгактуу ортода коррозияга каршы турган оксиддик катмар түзөт. 2205 сыяктуу эки түрдүү болоттун коррозияга туруштурулган түрлөрү стандарттык 304 болоттон НАСЕ Эл аралык талаптарына ылайык үч эсе көбүрөөк хлор иондоруна каршы туруштук көрсөтөт, анткени теңиз жана өнөр жай тутумдары үчүн идеалдуу болот.
Чыгарылган алюминий квадрат түтүктөрү ысык формалоо аркылуу өтө татаал өлчөмдүк чегерелерди (±0,1 мм) алат, бул продукциядан кийинки токарлык иштетүүнүн зарыл эместигин көрсөтөт. 6063-Т5 коломунун аралык дене коррозиясына каршы туруштук күчтүү, ылгактуу шарттарда кара болоттон 78% артык иштейт (Алюминий Белги 2023), бул сырткы жана архитектуралык колдонууларда узактыгын арттырат.
Көмүртек жылынан эле эң арзан тандалма болуп кала берет, анын баасы сызык бутка эсебинен 1,20 дан 2,50 долларга чейин, ал эми индустриялдык металл кызмат көрсөтүү боюнча 4,50 ден 8 долларга чейин болот (2024). Бирок, коррозия чоң маселе болгон жээкке жакын жерлерди кароодо, көптөр эн ийгиликтуу болгондон кийин алтынчы жүз жыл бою турат деп табышкан. Бул алдын ала төлөмдөрдүн баасына карабай окушат. Жана да, азырынча алюминий эскерүүгө татыктуу, анткени аны кайра иштетүү жаңы материал даярдоого кеткен энергиянын бар болгондо 8% гана алат, бул күнөргү жоболорго жашыл сертификат алууге жардам берет.
Төрт бурчтук профилдүү түтүктөр салынмалуу таянтуулар үчүн таанылган тандоого айланып калды, анткени алар салмакты башка чечимдерге караганда жакшы таратып, бурч күчтөргө туруктуураак. Бирдей формасы имараттардын күйүн бирдиктүү таратып, жай гана шатыр таянтууларынан турган же бир нече катар имараттарга таянчу көрсөткөн кезде да бирдей тарата. Өткөн жылы Конструкциялык материалдар институтунун жарыялаган илимий изилдөөлөргө ылайык, төрт бурчтук түтүктөрдүн чыбыгы бар имараттар орточо бийиктикте тургун үйлөрдү курууда түпнұсқалуу I-шамалар менен салыштырмалуу болгондо 22% кем бүгүлгөн. Бул сапат архитекторлордун күчтүү жана эффективдүү чечимдер табуусунда популярдуу болуп жатат.
Модуулярдуу курулушта квадрат түтүктөрдүн даяр кытына тийгичтери менен өлчөмдүк бирдүүлүгүнө байланыштуу квадрат түтүктөргө ишеним күчөп жатат. Гальваникаланган болот квадрат түтүктөр көбүнчө жоболонгон стеналык панелдер менен эсилдөө кассеталарында колдонулат, бул чоң тез тактоого мүмкүнчүлүк берет. Бул ыкма курулуш убактысын 40% кыскартат, бул көрсөткүч кенен тараган тургун үй жана коммерциялык долбоорлор үчүн маанилүү артыкчылык болуп саналат.
Архитекторлор квадрат түтүктөрдү колдонуу менен архаикалык жана совремалдык материалдарды бирге киргизүүнү жеңилдетет. Жалбырак беттери шыршы фасаддары, композит панелдер менен чыгыш тилмеленген дарактарга туташууну жеңилдетет. Кайра жөнөтүү долбоорлорунда курулушчулар квадрат түтүктөрдүн узартмаларын жүктөмдүн багытын бузбай эле түпнускалык рамаларга тирип кошушат, бул конструкциялык бүтүндүктү сактоого мүмкүнчүлүк берет.
Конструкциялык чыныктыруучу квадрат түтүктөрдүн 85% тен ашууну кайра иштетилет, жаңы курулуштарда колдонулат, LEED сертификатын жана уламжардуу долбоордошту колдойт. Квадрат түтүктөрдүн түзүлүшүнөн чыгынды түзүлгөн түтүктөр материалдын 99% колдонулат, ал эми заводдор замкнутый процесстерди колдонуу менен калдыктарды минималдуу кылат.
Квадрат түтүктөр индустриялык машиналар үчүн катуу түзүлүштү камсыз кылат, гидравликалык пресстери жана ассемблейдеги так дал келүүнү камсыз кылат. Алардын жабык кесилиши бүкүлгөн жана бурчтуу жүктөмдөрдү бирдей таратат, жогорку тактыктагы системаларда тербелүстөн келип чыккан каталардын санын 40% кысса болот. 2024-жылкы глобалдык конструкциялык түтүктөрдүн рыноктук талдоосу ).
Модульдүү тасмалоочулардын конструкциясы тез жыйлоо жана кайра куруу үчүн квадрат профилдин стандартталган өлчөмдөрүн колдонот. Кошумча түрдө даяр квадрат профилдер менен жасалган болттордун системасы толук дал келген варианттарга салыштырмалуу өндүрүш сызыктарын 15–20% тезирээк баптоого мүмкүнчүлүк берет, операциялык ишкерчиликти арттырат.
Квадрат профилдер жүктү төрт тарапка чегерип турган трактордун жүктоочулары менен жабдуулар сыяктуу авыр техникада маанилүү роль ойнойт. Калың кабыргалуу варианттар (≥0,25") тегиз эмес жерде динамикалык шарттарда болсо да 5 тоннадан ашык жүктөмөнү сенсиз өткөрөт.
Түбүнкү гальваникаланган жана порошоктуу боёлгон квадрат профилдер ылгак, химиялык заттар же экстремалдуу температура шарттарында өз иштешин улантат. Бул коргоочу покрытиелер химиялык өнөмдүүлүк сыяктуу талап кылынчуу секторлордо он жыл ичинде техникалык кызмат көрсөтүүнүн чыгымын 60% кыскартат.
Транспорт каражаттарын жана жолдогу эмес транспортторду жасоодо төрт бурчтук трубалар көп жерде колдонулат, анткени алар артыкча салмак кошпой эле оң жонунда берекеттүүлүк келтиреди. Бул трубалардын формасы айлануу клеткалары жана транспорттун рамалары сыяктуу конструкциялар боюнча басымды бирдей таратууга жардам берет, ошондуктан металл тайгактануудан көп жерде чаргалбайт. Шарттуу түрдө айтып жатсак, механиктер күн сайын күч түшөт туташтыруу бөлүктөрүн бекемдөө үчүн төрт бурчтук трубаларды тандашат, атайын убакта суспензия системалары жана грузовиктин рамаларында. Ралли унаалары менен иштеген адамдар кыйын шарттарда каншалык бекемдөө маанилүү экенин билет.
Электр унааларды өндүрүүдө экструддалган алюминий квадрат түтүктөргө өтүү татаал болуп саналат, анткени алар салмакты 30% чейин камтыйт, бул түрдүү болбогон болот колдонуу менен салыштырганда күчтүүлүктү бузбайт. Жөнөкөй унаалар энергияны тийиштүү пайдаланууну жакшыртат, ал эми заряд арасында көбүрөөк жүрүүгө мүмкүнчүлүк берет. Алюминийдин дагы бир артыкчылыгы - кара жана чөрүнө каршы туруу күчү, особенно күзгү айларда жол тузу менен сууга тийип турган батарейка корпусу менен шасси бөлүктөрү үчүн эң маанилүү. Көптөгөн өндүрүүчүлөр унааларды узак убакыт пайдалануу үчүн жана кыйын шарттарда жакшы иштөө үчүн алюминий чечимдерге өтүп жатышат.
Жакшыраак машиналар куруу менен алектенгенде, инженерлер көбүнчө алюминий менен эки күчтүү болот квадрат түтүктөрүн тандашат. Мисалы, 0.125 дюйм калындыктагы кабыргалары бар 2 дюймдик алюминий квадрат түтүктү кароо керек. Бул конструкция көпчүлүк жарым-жартылай иштер үчүн жарактуу болгон 1.8 кН м² бурчтуу катуулук берет. Бирок эгер олуттуу машиналар жөнүндө сөз болуп жатса, анда көптөгөн өндүрүүчүлөр күзгү болот түтүктөргө токтоп калышат. Бул түтүктөрдүн кабыркаларынын калындыгы адатта ¼ дюймден ½ дюймга чейин болот. Алар соокторго каршы жакшы коргоо көрсөтөт, бирок раманын бардык бөлүктөрүндө катуу балкаларды колдонгондон 15-20% жеңил болуп калат. Бул жалпы машина салмагы менен конструкциялык бүтүндүктүн талаптары ортосундагы тең салмактуулукту кароодо түшүнүктүү нерсе.
Төрт кырлуу түтүктөр өнөр жайында жана транспортто гана эмес, башка да креативдүү колдонулуштарда пайдаланылат. Модулдук мебель долбоорлору, шаардык аянттарда кездешкен булактар, тилекке каршы, үй жашоосунда курулган нерселер ойлогуңуз келет. Стандарттуу өлчөмдөрү менен түз сызыктарынын аркасында аларды көп колдонмо менен бириктирүү оңой. DIY долбоорлорго киришкен адамдар үчүн бул жакшы кабар! Бүгүнкү күндө дүкөндөрдө 8 футтук алюминий төрт кырлуу түтүктүн баасы $23 -$35 аралыгында болот. Бул көп жакты бөлүктөрдүн бири менен эле адамдар китептери өсүп турган кылымда китепканалар, дос жарандар жыйынган бекем чөймө павильондору жана тийиштүү эмес жабдууларга муктаж эмес гараждык мейманканаларды түзгөн. Арзан баасы менен бирге көп жактылыгы түрдүү нерселерди куруп, материалдарга көп чыгым кетпей турган чөлөкчүлөр арасында популяр болуп саналат.
Төрт бурчтуу күрөндөр күч бирдей таралып, боз болгон жерлерин азайтат жана жүк төгүлгөндө ыңгайлуу болот.
Кабырғанын калыңдыгын көбөйтүү күчтү жакшыртат, бирок салмак менен баанын жогорулатат. Инженерлер оптималдуу күчтү аныктоо үчүн кабырғанын калыңдыгынын куб дагы кагыйдесин колдонушат.
Көп колдонулуучу материалдарга карбондук болот, эретилбей турган болот жана алюминий кирет, алардын ар бири коррозияга туруштуулук жана жеңилдик сыяктуу ар кандай артыкчылыктары бар.
HSLA (Жогорку беримдүүлүк, төмөнкү коспалуу) болот жогорку беримдүүлүк жана жеңил салмакка ээ, модерн курулушта кенен таралган.
Алюминий жеңил болуп келсе да, күчтүн төмөн болбой тургандыгы энергия эффективдүүлүгүн жакшыртат жана кыйын шарттарда узак убакыт пайдаланууга мүмкүнчүлүк берет.
EN
