चौकोर ट्यूब बनाम गोल पाइप: संरचनात्मक अनुप्रयोगों के लिए कौन अधिक मजबूत है

वर्गाकार ट्यूब और गोल पाइप दो सबसे आम खोखले स्टील खंड हैं, और इस सवाल का कि कौन सा मजबूत है, इसका कोई एक उत्तर नहीं है, क्योंकि ताकत केवल आकार के बजाय लोड केस द्वारा परिभाषित की जाती है। एक गोल खंड अधिक कुशलता से मरोड़ और बहुदिशात्मक झुकने का विरोध करता है और किसी दिए गए क्षेत्र के लिए घुमाव का सबसे बड़ा त्रिज्या देता है, जबकि एक वर्गाकार खोखला खंड ऑर्थोगोनल फ्रेम में कनेक्शन और पूर्वानुमानित व्यवहार के लिए सपाट चेहरे प्रदान करता है। नीचे दी गई तुलना अनुभाग गुणों, झुकने, मरोड़, बकलिंग और कनेक्शन के माध्यम से काम करती है ताकि इंजीनियरिंग डेटा से चुनाव किया जा सके।

ट्यूबलर ताकत कैसे मापी जाती है

तीन खंड गुण लोड के तहत एक ट्यूब की क्षमता को नियंत्रित करते हैं।

जड़ता का क्षण (I): झुकने का प्रतिरोध, प्रत्येक प्रमुख अक्ष के बारे में मूल्यांकन किया गया।

खंड मापांक (एस): प्रति इकाई क्षण झुकने वाला तनाव, तटस्थ अक्ष से चरम फाइबर तक की दूरी से विभाजित I के बराबर।

जड़ता का ध्रुवीय क्षण (जे): मरोड़ का प्रतिरोध, और मरोड़ गणना में उपयोग किए जाने वाले मरोड़ स्थिरांक का आधार।

प्रति मीटर समान द्रव्यमान के लिए, वह आकृति जो सामग्री को अक्ष से आगे रखती है, अधिक कठोरता और कम झुकने वाला तनाव प्रदान करती है। यही कारण है कि ज्यामिति, न केवल स्टील ग्रेड, भार क्षमता तय करती है। एक उपयोगी चौथी मात्रा परिभ्रमण की त्रिज्या है, जो क्षेत्र और जड़ता के क्षण को जोड़ती है और एक स्तंभ के यूलर बकलिंग लोड को नियंत्रित करती है।

गोल पाइप: हर दिशा में एक समान व्यवहार

एएसटीएम ए53, एएसटीएम ए106 या एपीआई 5एल को आपूर्ति की जाने वाली गोल पाइप में प्रत्येक अक्ष के बारे में समान अनुभाग गुण होते हैं, और यह एकरूपता इसका लाभ है।

मरोड़: बंद गोलाकार खंड दीवार के चारों ओर समान रूप से कतरनी तनाव वितरित करता है और प्रति इकाई द्रव्यमान में उच्चतम मरोड़ दक्षता देता है।

बहु-दिशात्मक झुकना: एक गोल सदस्य उसी दिशा से व्यवहार करता है जिस भी दिशा से भार आता है, जो उन सदस्यों के लिए उपयुक्त है जिनकी लोडिंग डिज़ाइन चरण में पूरी तरह से परिभाषित नहीं है।

स्तंभ क्रिया: किसी दिए गए क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के लिए, वृत्त घुमाव की सबसे बड़ी त्रिज्या उत्पन्न करता है, जिससे अक्षीय संपीड़न में यूलर बकलिंग भार बढ़ जाता है।

ट्रेड{0}ऑफ़ सिरों पर दिखाई देता है, क्योंकि गोल अनुभागों को आसन्न सदस्यों से मिलने के लिए फ्लैट प्लेट, क्लिप या प्रोफाइल कनेक्शन की आवश्यकता होती है, जिसमें विवरण, कट और वेल्ड की लागत अधिक होती है।

वर्गाकार और आयताकार एचएसएस: फ़्रेमिंग के लिए निर्मित सपाट फलक

एएसटीएम ए500 या ईएन 10219 में निर्मित वर्गाकार और आयताकार खोखले संरचनात्मक खंड, कोनों में सामग्री को केंद्रित करते हैं, जो झुकने में सबसे कठोर क्षेत्र हैं और आसन्न सदस्यों के बीच प्राकृतिक भार पथ हैं।

सपाट चेहरे सीधे बोल्टिंग, गसेट प्लेटों में वेल्डिंग और प्रोफाइलिंग के बिना सरल अंत कनेक्शन की अनुमति देते हैं।

एक वर्गाकार खंड में दोनों प्रमुख अक्षों के बारे में समान लचीले गुण होते हैं, जो ऑर्थोगोनल ग्रिड में कॉलम और बीम के लिए उपयुक्त होते हैं।

संपीड़न के तहत स्थानीय बकलिंग को सपाट दीवारों की चौड़ाई से {{0} से मोटाई के अनुपात द्वारा नियंत्रित किया जाता है, और कॉम्पैक्ट अनुपात वाले अनुभाग अपने पूर्ण प्लास्टिक पल को विकसित कर सकते हैं।

ज्ञात कमज़ोरियाँ मरोड़ के नीचे कोनों पर तनाव एकाग्रता, समान द्रव्यमान के एक गोल खंड की तुलना में कम मरोड़ वाली कठोरता, और क्षैतिज फ्लैटों पर पानी का प्रतिधारण है, जिसके लिए उजागर कार्य में जल निकासी या सीलिंग विवरण की आवश्यकता होती है।

लोड केस द्वारा हेड {{0} से - हेड की तुलना

ग्रेड और दीवार की मोटाई अक्सर आकार से अधिक मायने रखती है

आधार सामग्री दोनों आकृतियों के लिए छत निर्धारित करती है। एएसटीएम ए500 ग्रेड सी खोखले खंडों की न्यूनतम उपज शक्ति 50 केएसआई है, जो 345 एमपीए के बराबर है, जबकि एएसटीएम ए53 ग्रेड बी पाइप 35 केएसआई, या 240 एमपीए निर्दिष्ट करता है। उच्च शक्ति ग्रेड से बना एक गोल पाइप समान द्रव्यमान के हल्के संरचनात्मक स्टील के एक वर्ग खंड को आसानी से ले जा सकता है। दीवार की मोटाई का समान प्रभाव पड़ता है, क्योंकि एक भारी दीवार खंड मापांक और सपाट सतहों के स्थानीय बकलिंग प्रतिरोध दोनों को बढ़ा देती है। इसलिए कोई भी ईमानदार तुलना पहले ग्रेड और दीवार को और बाद में आकार को तय करती है।

लोड केस के लिए सही सेक्शन का चयन करना

शाफ्ट, टोरसन सदस्यों, बोलार्ड, हैंड्रिल, पाइलिंग और अप्रत्याशित दिशाओं से लोड किए गए किसी भी सदस्य के लिए गोल पाइप चुनें।

फ्रेम, ट्रस, ऑर्थोगोनल ग्रिड पर कॉलम, मशीन बेस और वेल्डेड असेंबलियों के निर्माण के लिए वर्गाकार या आयताकार एचएसएस चुनें जहां कनेक्शन सादगी ड्राइव की लागत होती है।

पिन किए गए सिरों के साथ पूरी तरह से अक्षीय संपीड़न में लोड किए गए कॉलम के लिए, गोल पाइप आमतौर पर अपने बड़े त्रिज्या त्रिज्या के कारण समान द्रव्यमान के लिए उच्च क्षमता देता है।

एक प्रमुख ऊर्ध्वाधर भार और सरल अंत कनेक्शन वाले बीम के लिए, लंबवत रूप से उन्मुख गहराई वाला एक आयताकार एचएसएस आमतौर पर बेहतर खंड मापांक प्रदान करता है।

जहां एक फ्रेम दोनों आकृतियों को मिलाता है, बेमेल सीधे वेल्ड को मजबूर करने के बजाय एक गसेट प्लेट या फैब्रिकेटेड फिटिंग के साथ संक्रमण को डिज़ाइन करें।

व्यावहारिक खरीद उसी तर्क का पालन करती है। मानक, ग्रेड, नाममात्र आयाम और दीवार की मोटाई बताएं, फिर पुष्टि करें कि वितरित मिल प्रमाणपत्र उन मूल्यों से मेल खाते हैं, क्योंकि एक अनुपालन और अनुपयुक्त अनुभाग के बीच का अंतर अक्सर दीवार के एक मिलीमीटर के दसवें हिस्से में मापा जाता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

प्रश्न: कौन अधिक मजबूत है, चौकोर ट्यूब या गोल पाइप?
कोई भी सार्वभौमिक रूप से मजबूत नहीं है। गोल पाइप अधिक कुशलता से मरोड़ और सर्वदिशात्मक झुकने का प्रतिरोध करता है और कॉलम लोडिंग के लिए इसमें घुमाव का एक बड़ा त्रिज्या होता है, जबकि वर्गाकार एचएसएस एकल अक्ष मोड़ और कहीं अधिक सरल कनेक्शन के लिए बेहतर गुण प्रदान करता है।

प्रश्न: गोल पाइप मरोड़ में बेहतर क्यों है?
एक वृत्ताकार खंड दीवार के चारों ओर समान रूप से कतरनी तनाव वितरित करता है और इसमें क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र की प्रति इकाई उच्चतम टॉर्सनल स्थिरांक होता है। वर्गाकार खंड कोनों पर तनाव केंद्रित करते हैं, जो मोड़ने पर सबसे पहले विकृत होते हैं।

प्रश्न: क्या वर्गाकार ट्यूब समान वजन के गोल पाइप से अधिक मजबूत होती है?
अक्षीय संपीड़न के लिए यह नहीं है, क्योंकि गोल खंड में समान क्षेत्र के लिए घुमाव का एक बड़ा त्रिज्या होता है और इसलिए उच्च भार पर बकल हो जाता है। समतल{{2}फेस कनेक्शन के साथ एकल{1}अक्ष मोड़ के लिए, वर्गाकार खंड अधिक प्रभावी हो सकता है।

प्रश्न: कौन से मानक प्रत्येक आकृति को कवर करते हैं?
गोल पाइप आमतौर पर एएसटीएम ए53, एएसटीएम ए106 या एपीआई 5एल को और वर्गाकार या आयताकार खोखले खंडों को एएसटीएम ए500 या ईएन 10219 को आपूर्ति की जाती है। क्षमता का आकलन करने से पहले ग्रेड की उपज ताकत की तुलना की जानी चाहिए।

प्रश्न: क्या वर्गाकार ट्यूब का कोना इसे कमजोर करता है?
मोड़ के तहत कोने तनाव को केंद्रित करते हैं और थकान आरंभ बिंदु बन सकते हैं, लेकिन झुकने में वे अनुभाग का सबसे कठोर हिस्सा होते हैं और सदस्य के पक्ष में काम करते हैं।

प्रश्न: क्या चौकोर और गोल खंडों को एक संरचना में मिलाया जा सकता है?
हां, और यह सामान्य अभ्यास है: पोस्ट और टोरसन सदस्यों के लिए गोल पाइप, बीम और ब्रेसिंग के लिए वर्गाकार एचएसएस, जोड़ों पर गस्सेट प्लेट या फैब्रिकेटेड ट्रांज़िशन के साथ।