Kuchlanish bilan ishlashda kvadrat naychalar kuchni to'rt tomoniga tekis taqsimlaydi, bu egilish va burilish kuchlariga qarshilik ko'rsatish imkonini beradi. To'g'ri burchakli burchaklar tuzilmaga tabiiy qattiqlik xossasini qo'shadi. Masalan, ASTM A500 B sinfli po'lat kvadrat naychalarni olsak, ular yilishdan oldin kvadrat dyumiga taxminan 46,000 funt kuchga chidasa qoladi. O'xshash o'lchamdagi aylana naychalarga qaraganda, ushbu kvadrat kesimlarning inersiya momenti taxminan 1,7 marta yuqori bo'ladi. Shu samarali shakl tufayli muhandislar kun davomida turli yo'nalishlardan keluvchi yuklarni saqlash uchun binolar ustunlari, ko'priklar ferma tuzilmalari va konstruksion ramkalar uchun kvadrat naychalarni tanlashadi.
Standart konstruktiv kvadrat naychalar ma'lum bir ishlash ehtiyojlariga moslashtirilgan karbonatli po'tlovli po'lat sinflaridan tayyorlanadi:
| Хусусият | ASTM A500 Grade B | ASTM A513 Type 5 |
|---|---|---|
| Cho'zilish chegarasi (psi) | 46,000 | 50,000 |
| Cho'zilish kuchi (psi) | 58,000 | 70,000 |
| Asosiy ishlatilish | Konstruktsion ramkalar | Mashinaviy qismlar |
Bo'sh ko'ndalang kesim og'irlikni perimetrdagi kuchlanishni samarali taqsimlash orqali 85–92% gacha yuk ko'tarish qobiliyatini saqlab, qattiq tayanchlarga nisbatan 40% gacha kamaytiradi.
Simmetrik geometriyasi o'qga bog'liq zaifliklarni bartaraf etgani uchun kvadrat trubalar aylanma trubalarga qaraganda egilishga 1.3 marta, to'rtburchak trubalarga qaraganda esa burilish qattikligi bo'yicha 22% yuqori qarshilik ko'rsatadi. 4" kvadrat truba 11,200 lbs (4") aylanma truba uchun boshqa tarafdagi natijaga qaraganda, bukilmasdan 15,000 lbs (6672 kg) gacha siquvchan yukni chidashi mumkin.
Issiq siljigan oddiy po'lat kvadrat quvurlar ortiqcha yuk ostida bashorat qilinadigan vaziyatlarda ishdan chiqadi, ularning cho'zilish chegarasi 36,000 psi (A sinfi) dan 50,000 psi (C sinfi) gacha o'zgaradi. Chiziqli o'nta uchun tipik inersiya momenti (I) 8.22 in₄ bo'lib, u noaniq ilovalarda I-balka ekvivalentlariga qaraganda 30% gacha uzoqroq masofani qo'llab-quvvatlash imkonini beradi.
Po'lat trubalarning kvadrat shakli ularning burilish chidamliligini yaxshilaydi, chunki to'g'ri burchakli burchaklari kuchlarni yanada samarali taqsimlaydi. Bu trubalarni vertikal (yuqoridan pastga) hamda gorizontal (yon tomonga) ta'sir etuvchi kuchlarga chidashda ayniqsa samarali qiladi. Shu sababli ham ular ko'p qavatli binolar qurilishida keng qo'llaniladi. Haqiqiy texnik xususiyatlarga kelsak, ASTN A500 B sinf trubalari ko'plab zilzilaga chidamli inshootlarda standartga aylangan. Bu trubalar taxminan 46 ksi (kvadrat dyuymiga kilofunt) bo'lgan minimal cho'zilish chidamliligi talablariga javob berishi kerak. Bu materiallarning sirtining butun maydoni bo'ylab kuchlanishni qanday taqsimlashi zilzila paytida nozik joylarning hosil bo'lishini oldini oladi. Bu bir tekis taqsimot mahalliy buklanish muammolarini to'xtatadi va umuman olganda inshootlarning seysmik faollikka qarshi chidamliligini oshiradi.
Kvadrat trubalarning standart o'lchamlari modulli qurilishda masshtabli ishlab chiqarishni soddalashtiradi. MIG payvandlangan uloqtirmalarga ega bo'lgan 4"x4" galvanizatsiyalangan kvadrat trubalardan foydalangan loyihalar an'anaviy usullarga nisbatan 20–30% tezroq yig'ilishini ko'rsatmoqda. Ushbu o'lchov aniqligi qurilish maydonchasidagi mehnat xarajatlarini kamaytiradi hamda narvonlar, tom ferma elementlari va devor panellari kabi oldindan yig'iladigan komponentlarda tor tafovuzlarni qo'llab-quvvatlaydi.
Kvadrat quvurlar tuzilmani mustahkam qo'llab-quvvatlashi hamda ajoyib ko'rinishini ta'minlaydigan material sifatida arxitektorlar uchun afzal tanlovga aylandi. Masalan, changsimon holda qoplangan 2 x 2 dyuymli shaffof po'lat quvurlar dengiz yaqinidagi binolarga o'rnatilsa ham, rustlanmay o'ttiz yildan ortiq xizmat qilishi mumkin — bu esa tuzli havo oddiy materiallarni juda tez yo'lib o'tgani sababli ajoyib natija hisoblanadi. Shaharlarning ko'pchiligi velosiped parkovkasi va jamoat transporti to'xtovlari kabi joylarga vandallarga chidamliroq bo'lgan, zamonaviy tashqi ko'rinishga ega bo'lgan 8 dan 12 geyugacha bo'lgan kvadrat quvurlarni o'rnatishni boshlamoqda.
Yashash va tijorat maydonlarini birlashtirgan yangi 15 qavatli binoga innovatsion ravishda qayta ishlangan po'lat trubalardan foydalanganligi uchun LEED Oltin maqomi berildi, bu trubalar eksoskeletning yarmiga to'g'ri keladi. Me'morlar barcha zarur konstruktiv mustahkamlik talablarini saqlab turish bilan birga umumiy po'lat sarfini taxminan 18 foizgacha kamaytirishga erishdilar. Barchasi barpo etilgandan so'ng, energiya monitoringi butun yil davomida issiqlik sarfi bo'yicha taxminan 12 foiz tejamkorlikka erishilganini ko'rsatdi. Bu tejamkorlikning sababi shu bo'sh po'lat trubalarning binoning turli qismlarida issiqlik yo'qotishni kamaytirish orqali solid trubalarga qaraganda yaxshiroq termal ishlashi hisoblanadi.
To'rtburchak profildagi quvurning bir xil tomonlari aylanma rigidityni yaxshilaydi va robot qo'llari hamda transportyor tizimlari kabi aniq uskunalar uchun idealdir. CNC mashinalar bazasida u I-shaklli balkalarga qaraganda ish paytida tebranishlarni yanada tekis tarqatadi va garmonik deformatsiyani 40% gacha kamaytiradi (ASM International 2023).
Kvadrat shaklidagi oddiy po'lat trubalar ayniqsa, to'plam preslari yoki gidravlik tizimlarda ishlatiladigan joylarda takroriy kuchlanish tsikllariga chidamli bo'ladi. Ushbu trubalarning chetlari atrofini butunlay payvandlash mumkin, ya'ni ularga eng ko'p kuchlanish ta'sir qiladigan joylarni mustahkamlash imkoniyati mavjud. Shuningdek, ularning devorlarining qalinligi deyarli barqaror saqlanadi, shu sababli ham 700 MPa dan oshiq bosimlarga duch kelganda ham kutilmagan tarzda ishdan chiqmaydi. Muhandislar ular ustida charchash sinovlarini o'tkazganda, kvadrat quvur ramkalari materiallarni ko'tarish uskunalari kabi narsalarda foydalaniladigan to'rtburchak quvurlarga qaraganda buzilishdan oldin taxminan 25% uzoqroq xizmat qiladi. Bu ish vaqti qisqarishi tufayli mablag' sarflanadigan sanoat sohasida haqiqiy farq yaratadi.
25x25 millimetrdan 150x150 millimetrgacha bo'lgan standart kvadrat profillar turli sohalarda, jumladan, qishloq xo'jaligi uskunalari va boshlovchi mexanizmlar ishlab chiqarish jarayonlarini soddalashtirishga yordam beradi. Ishlab chiquvchilar ASTM A500 sertifikatlangan oddiy po'lat trubalarni tanlaganda, ular har bir partiyada barqaror sifatni olishadi. Bu moslik robot yig'ilish operatsiyalari davomida vaqt tejash imkonini beradi, ayrim zavodlarda maxsus tayyorlangan profil bilan ishlashga qaraganda sozlash vaqtini taxminan 18% kamaytirish hisoblanadi. Rust va ifloslanishdan qo'shimcha himoya kerak bo'lgan hollarda, oldindan galvanizlangan versiyalar mahsulot sirtini tozalash va korroziyani oldini olish zarur bo'lgan oziq-ovqat ishlab chiqarish korxonalari hamda farmatsevtika ob'ektlarida ayniqsa samarali ishlaydi, bu esa mos kelish va xavfsizlik uchun mutlaqo zarur.
Kvadrat quvurlar muvozanatli yuk taqsimoti va burilish barqarorligi tufayli piyodalar va kam harakatlanadigan transport vositalari uchun ko'priklarda samarali. Ularning simmetrik shakli ulanish joylaridagi kuchlanishni kamaytiradi. BMTT (2023) ma'lumotlariga ko'ra, piyoda o'tish joylari uchun 18 metrgacha bo'lgan oraliqlar ekvivalent I-balkalarga nisbatan faqat 8% egilishga olib keladi.
Kvadrat quvurlarning yopiq kesimi ochiq kanal kesimlarga qaraganda 22% yaxshiroq tebranishni so'ndiradi. Bu omil shamol yoki takroriy transport yuklariga ta'sir qiluvchi infratuzilma uchun ahamiyatli. Sinovlar 85 MPa kuchlanish darajasida 1,2 million yuk tsiklidan keyin ham ushbu quvurlar butunligini saqlab turishini tasdiqlagan (Materiallar Ish Faoliyati Hisoboti 2023).
2022-yilda Florida Gulf Coastda eskirgan beton ustunlar issiq shapkalama galvanizlangan kvadrat po'lat quvurlar bilan almashtirildi. Rux bilan qoplangan yechim quyidagilarni taqdim etdi:
Kvadrat trubalar oddiy yuklanishdagi ilovalar uchun yaxshi ishlaydi, lekin loyihalarda 650 MPa dan yuqori doimiy mustahkamlik talab etilganda cheklovlari namoyon bo'la boshlaydi. 300 metrdan uzunroq oraliqlarga ega katta ko'priklarni qurishda, hozirda aksariyat inshoot muhandislari g'ibrid echimlarni tanlaydi. Ular kvadrat trubalarni ichki tomonidan armatura beton asoslar bilan birlashtiradilar, bu umumiy barqarorlikni yaxshilaydi. ASCE Ko'prik Kodining so'nggi nashri muntazam ravishda og'ir yuk harakat qiladigan joylarda kvadrat trubalarning qo'shimcha tayanchsiz qanday masofagacha cho'zilishini belgilaydi. 2023-yildagi tahrirga ko'ra, xavfsizlik sabablariga ko'ra, qo'shimcha mustahkamlash talab etilmasdan oldin qo'shimcha tayanchsiz oraliqlar eng ko'pi bilan 45 metrni tashkil etadi.
Oddiy po'lat, nerjavyayushchiy po'lat va galvanizatsiyalangan kvadrat trubalarning turli turlari ishlab chiqariladigan ishga qarab, mavjud byudjetga qarab va o'rnatiladigan joyga qarab har xil sohalarda qo'llaniladi. Oddiy po'lat arzon bo'lib, ko'pincha ichki ishlarda ishlatiladi, chunki u sindirishgacha taxminan 370 dan 500 MPa gacha bo'lgan cho'zilish kuchiga chidasa qoladi. Biroq, ayniqsa dengiz suvi yoki kimyoviy moddalarga yaqin bo'lganda vaziyat jiddiy bo'lganda, nerjavyayushchiy po'lat etakchilik qiladi. 304 va 316 markali navlar kamida 10,5% xrom tutib, passiv qatlam hosil qiladi, bu esa rustlashga yaxshi qarshilik ko'rsatadi. Shu sababli ham ushbu materiallarni dengiz limonlari va kundalik qattiq moddalar bilan ishlaydigan zavodlarda ko'p uchratamiz. Galvanizatsiyalangan po'lat narx jihatidan o'rtacha bo'lib, lekin nixob qoplamasi tufayli tashqi foydalanishda ham yaxshi ishlaydi. Ko'pchilik mutaxassislarning fikricha, ushbu himoya ta'siri keyingi texnik xulosa talab qilinmasdan 20 dan 30 yilgacha davom etadi.
| Хусусият | Yumshoq po'lat | Zanglamaydigan po'lat | Galvanizlangan Pomad |
|---|---|---|---|
| Korroziyaga chidamli | Past | Yuqori | O'rtacha |
| Narx (metrga) | $18–$25 | $45–$120 | $28–$40 |
| Xizmat muddati (yillar) | 10–15 | 30–50+ | 20–40 |
| Eng yaxshi dastur | Ichki konstruksiyalar | Qattiq muhitlar | Tashqi inshootlar |
1-jadval: Sanoat standartlari asosida materiallarni solishtirish natijasida olingan ishlash me'yorlari
ASTM B117 standartlariga muvofiq tuzli dumoli sinovdan o'tkazilganda, galvanizlangan trubalar oddiy yumshoq po'latga qaraganda rustga 5 dan 7 marta yaxshiroq chidamli. Boshqa tomondan, shaffof po'lat namlik yoki kimyoviy ta'sir kuchli bo'lgan qattiq sharoitlarda haqiqatan ham yorqin namoyon bo'ladi. 1000 soat davomida ta'sir etgandan keyin ham korroziyaning deyarli hech qanday belgisi ko'rinmaydi va yillik yo'qotishlar yiliga 0,1 mm dan kam. 2023-yilda NACE tomonidan o'tkazilgan so'nggi tadqiqot ham qiziqarli narsani aniqladi. Harorat 60 gradus Celsiydan oshganda, shu zink qoplamalar tezda vayron bo'la boshlaydi. Lekin shaffof po'lat? U taxminan 870 gradusgacha har qanday jiddiy muammolar paydo bo'lmaydi. Shu sababli ham ko'plab sanoat tarmoqlari yuqori haroratdagi dasturlar uchun uni afzal ko'radilar.
Quruq, ichki sohalarda ishlatish uchun oddiy po'lat eng iqtisodiy yechim hisoblanadi. Galvanizlangan po'lat tashqi o'rnatishlar uchun duradgorlik va dastlabki xarajatlarni muvozanatga soladi va 35–50 yilgacha xizmat ko'rsatadi. Shamolli yoki sanoat hududlarida shaffof po'latning yuqori boshlang'ich investitsiyasi ikki o'n yillik davrda chiziq metri uchun $180 dan oshib ketadigan uzun muddatli almashtirish xarajatlarini oldini oladi.
Kvadrat profil aylanma qattiqlikka ega bo'lib, yukni tekis taqsimlaydi va bu esa og'irlik ko'taruvchi konstruksiyalar, ferma va ramkalar uchun idealdir.
Kvadrat profil aylana profilga qaraganda egilishga chidamliroq hamda to'rtburchak profilga qaraganda burilishga nisbatan qattiqroq bo'lib, konstruktiv mustahkamlikda yanada samaraliroq ishlaydi.
Pardozlashga chidamli bo'lishi uchun nermayoklikka ega bo'lgan po'lat, ayniqsa nam yoki kimyoviy moddalarga ta'sir qiluvchi muhitda yaxshi ishlaydi, shu sababli ham dengiz sohillari yoki sanoat sohalarida foydalanish uchun mos keladi.
Bunday jihatlarga narx, chidamlilik, korroziyaga chidamlilik hamda quvur o'rnatiladigan atrof-muhitning maxsus ta'siri kiradi.
EN
