Прямоугольные трубы стали очень популярными для несущих каркасов, поскольку они обеспечивают высокую прочность на кручение и равномерно распределяют нагрузки по всей конструкции. Постоянная форма способствует равномерному распределению напряжений во всех направлениях, что означает меньшую вероятность разрушения элементов в определённых точках колонн или балок. Что касается систем раскрепления, которые должны выдерживать боковые усилия, прямоугольные трубы работают исключительно хорошо. Согласно исследованию Американского института стальных конструкций, опубликованному в 2023 году, эти трубы могут сопротивляться крутящим нагрузкам на 20–30 процентов лучше, чем круглые, во время землетрясений. Другим большим преимуществом является то, что плоские стороны упрощают соединение с другими частями конструкции. Строители отмечают сокращение времени изготовления примерно на четверть при использовании прямоугольных труб по сравнению с профилями нестандартной или изогнутой формы, которые требуют дополнительных усилий для правильного крепления.
Недавно построенный склад использовал квадратные стальные трубы 4x4 в качестве основных опорных колонн и балок по всей конструкции. Такой подход сократил общий вес стали примерно на 15 процентов по сравнению с тем, что потребовалось бы при использовании обычных двутавровых балок, при этом обеспечивая одинаковую прочность. Поскольку эти трубы имеют стандартные размеры, их сборка осуществлялась значительно быстрее. Монтаж болтовых соединений занял примерно на 40% меньше времени по сравнению с применением сварки. Вся каркасная конструкция в итоге состояла из более чем 12 000 погонных футов труб, образующих прочный каркас здания. При испытаниях на ветровую нагрузку со скоростью до 110 миль в час данная конструкция показала отличные результаты и фактически превысила местные строительные нормы почти на четверть. Такая производительность вполне объяснима при учёте факторов экономии затрат и долгосрочной прочности.
Когда речь заходит о стропильных фермах и прогонных балках, квадратные трубы на самом деле обеспечивают лучшую прочность относительно их веса по сравнению с открытыми профилями, которые мы видим повсюду, например, швеллерами. Дело в том, что такие квадратные профили намного лучше сопротивляются как крутящим, так и изгибающим нагрузкам. Что это значит на практике? Мы можем строить более лёгкие крыши, которые при этом отлично выдерживают требуемые нагрузки. Фундаментам не приходится работать так интенсивно, а монтажникам нравится более простой процесс установки. Для зданий с большими пролётами между опорами квадратные трубы особенно эффективны, поскольку меньше прогибаются под тяжестью снега или сильным ветром. Кроме того, строители используют примерно на четверть меньше материала по сравнению с массивными балками, обладающими схожим уровнем прочности.
Хороший проект прогонов находит оптимальное соотношение между качественным выполнением работы и снижением расходов. Используя более легкие материалы, например, квадратную трубу 2x2, можно устанавливать прогоны ближе друг к другу — обычно на расстоянии 60–90 см. Такая конструкция обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по всей площади и помогает избежать нежелательного провисания. Для легких навесов обычно достаточно труб толщиной 14 или 16 калибра, однако в регионах с большим количеством снега разумнее использовать оцинкованные трубы толщиной 11 или 12 калибра. Экономия только на материалах может снизить общие затраты примерно на 15% по сравнению с теми случаями, когда прогоны располагаются слишком далеко друг от друга и требуются более крупные и тяжелые опоры. Это позволяет создать прочную и долговечную конструкцию, не перегружая бюджет.
Все больше и больше архитекторов сегодня обращаются к квадратным трубам как к видимым несущим элементам, поскольку они обеспечивают как прочность, так и тот аккуратный чистый вид, который люди хотят видеть в зданиях. Прямые края отлично сочетаются со стеклянными стенами, обеспечивая зданиям надежную поддержку, но при этом пропуская свет так, как будто ничего нет. Когда речь идет о входах или проемах в зданиях, скошенные срезы по углам сильно влияют на общий внешний вид конструкции. Подумайте о терминалах аэропортов или входах в торговые центры, где это имеет наибольшее значение. Для таких решений, как навесы над пешеходными дорожками, квадратные трубы позволяют дизайнерам перекрывать достаточно большие расстояния без необходимости использовать массивные колонны, которые всем так не нравятся. Отлично то, что эти трубы на самом деле очень универсальны. Они изгибаются в плавные дуги для модернистских проектов или образуют четкие углы для более индустриального вида. И не стоит забывать и о практичной стороне. Квадратные трубы хорошо противостоят воздействию погодных условий, поэтому служат дольше на открытом воздухе, где подвергаются воздействию дождя и солнца. Кроме того, их гладкая поверхность прекрасно удерживает покрытия краской, что позволяет архитекторам экспериментировать с цветами, не беспокоясь о том, что отделка сотрется уже через несколько месяцев.
Горячее цинкование (ASTM A123) наносит защитный слой цинка толщиной 0,10–0,15 мм, значительно повышая коррозионную стойкость в агрессивных условиях, таких как прибрежные или промышленные зоны. Оцинкованные квадратные трубы превосходят необработанную сталь и обеспечивают более высокую структурную целостность по сравнению с алюминием в критически важных наружных применениях.
| Сравнение материалов | Стойкость к коррозии | Требования к обслуживанию | Структурная целостность |
|---|---|---|---|
| Оцинкованные квадратные трубы | Отличный | Низкий | Высокий |
| Простая углеродистая сталь | Бедная | Высокий | Высокий |
| Алюминий | Хорошо | Низкий | Умеренный |
Установки ограждений на побережье с использованием оцинкованных квадратных труб демонстрируют на 70 % меньше повреждений от коррозии после 10 лет эксплуатации по сравнению с необработанной сталью, что делает их идеальными для мостов, пешеходных настилов и охранных периметров, где надёжность конструкции является обязательным требованием.
Оцинкованные квадратные трубы отлично подходят в качестве строительных элементов для проектов городской инфраструктуры, поскольку они служат вечно и практически не требуют ухода после установки. Единый размер облегчает работу с ними при поэтапной сборке конструкций, а их прочность весьма высока, учитывая малый вес. Что касается ограждений, эти трубы гораздо лучше выдерживают удары по сравнению с более дешёвыми аналогами, которые можно встретить в городе. Скамейки и другая уличная мебель остаются прочными даже спустя годы под воздействием дождя и палящего солнца. Опоры для дорожных знаков не гнутся и не раскачиваются при сильном ветре — это особенно важно возле оживлённых дорог, где важна видимость. Всё это означает, что муниципалитеты могут устанавливать такие элементы, не превышая бюджет, и при этом соответствовать всем надоедливым строительным нормам, требуемым для общественных пространств.
Квадратные трубы предпочтительнее благодаря повышенной прочности на крутящие нагрузки и простоте соединения. Их форма обеспечивает равномерное распределение нагрузок, снижая концентрацию напряжений в колоннах и балках.
Квадратные трубы обладают лучшим соотношением прочности к весу, что позволяет создавать более лёгкие крыши, сохраняя при этом способность выдерживать нагрузки, и требуют меньше материала по сравнению с традиционными балками.
Оцинкованные квадратные трубы обеспечивают отличную устойчивость к коррозии, что делает их идеальными для наружного применения, особенно в агрессивных условиях, таких как прибрежные или промышленные зоны.
EN
