Фасонная колонна из конструкционной стали

Эти профилированные колонны из конструкционной стали изготавливаются на основе строительных чертежей, реальной планировки объекта и конкретных требований к несущей способности. Используя в качестве сырья профили конструкционной стали и стальные пластины национального стандарта, они подвергаются ряду индивидуальных процессов, включая резку, гибку, стыковку и сварку, выпрямление, крепление опорных плит и косынок, обработку отверстий и антикоррозионную обработку поверхности, чтобы создать несущие колонны нестандартной уникальной формы.

Определение и конфигурация продукта

I. Определение продукта

1. Основное определение

Профилированная колонна из конструкционной стали относится к вертикальному несущему стальному элементу с поперечным сечением, которое выходит за рамки стандартных прямоугольных, круглых или обычных категорий двутавровых балок. Эти колонны изготавливаются путем сварки нескольких стальных пластинчатых элементов, структурных секций и/или стальных труб. Они в основном используются в таких приложениях, как углы зданий, скрытые стеновые колонны, архитектурные элементы, объекты с большими пролетами, а также каркасы жилых или общественных зданий, балансируя требования к несущей способности конструкции с архитектурными пространственными и эстетическими потребностями.

2. Общие классификации поперечных сечений

Г-образная (угловая колонна): предназначена для углов застройки; состоит из двух элементов; прилегает к стене, не выступая во внутреннее пространство.

Т-образная форма (краевая колонна): используется посередине стен или вдоль коридоров; состоит из трех элементов; обеспечивает сбалансированное распределение нагрузки.

Крестообразная (центральная колонна): используется в качестве основной колонны внутри здания; имеет четыре симметричных элемента; обеспечивает высокую устойчивость к боковой нагрузке и сейсмические характеристики.

Z-образные, ромбовидные и многоэлементные решетчатые колонны: предназначены для сложных планов этажей, больших пролетов и консольных конструкций.

Колонны составной формы: образуются путем соединения квадратных или круглых труб с Т-образными или двутавровыми балками; основной выбор для высотных и тяжелых нагрузок. ·Переменного сечения / Нестандартные изогнутые колонны: предназначены для архитектурного оформления фасадов и изогнутых навесных стен; Диаметр или ширина колонны варьируется по длине.

3. Материалы и приложения.

·Основные материалы: Q235B, Q355B (стандартные проекты); Низкотемпературные/высокосейсмические применения: Q355NL, Q355GJ.

·Ключевые особенности: стройные ножки колонны, скрытые внутри стен, эффективное использование пространства, высокая жесткость соединений и гибкий дизайн.

II. Стандартный пакет конфигурации

(I) Тело колонки

1. Профили основных опор: квадратные/круглые полые профили, Т-образные, Н-профили или толстые стальные пластины, собранные и сваренные в зависимости от конструкции поперечного сечения; стандартная толщина ножек 8–50 мм; соотношение высоты и толщины опоры ≤ 4 (предел кода).

2. Внутренняя система жесткости

oПоперечные кольца/пластины жесткости: предотвращают местное коробление; Расстояние определяется расчетом нагрузки.

Вертикальные ребра жесткости: сосредоточены в местах соединений нескольких опор и в зонах соединения балок с колоннами для распределения напряжений.

3. Сегментная структура соединения: удлиненные колонны, изготовленные из сегментов; кольцевые стыковые швы (I класс швов со 100% ультразвуковым контролем); заводская предварительная сборка с последующей сваркой на месте.

(II) Аксессуары для торцевых соединений

1. Опорная плита колонны (нижний конец): стальная пластина квадратного или нестандартного размера толщиной 16–60 мм; В комплект входят анкерные болты (М20–М64), ребра жесткости и анкерные пластины для крепления к бетонному фундаменту.

2. Верхняя пластина колонны/торцевая пластина (верхний конец): плоская торцевая пластина, скошенная торцевая пластина или нестандартная фланцевая пластина; имеет предварительно просверленные отверстия для болтов или сварные фаски для соединения с колоннами верхнего уровня или стальными балками.

3. Торцевая крышка: герметизирует верхнюю и нижнюю часть колонки, предотвращая попадание воды и мусора; полностью сварной для полной герметизации.

(III) Аксессуары для суставов

1. Пояса/косынки: консольные выступы или соединительные пластины, приваренные к бокам нестандартной колонны для поддержки стальных балок, ферм или элементов раскосов. 2. Кольцевые или боковые соединительные пластины расположены вдоль внешних краев опор колонны, вмещая разнонаправленные соединения стальных балок и крепления каркаса навесной стены.

3. Срезные шпильки предназначены для бетонных или заполненных бетоном колонн из стальных труб специальной формы, что усиливает композиционное взаимодействие между сталью и бетоном.

(IV) Защита от коррозии, покрытие и защитные меры

1. Удаление ржавчины: дробеструйная или пескоструйная очистка всей поверхности до степени Sa2,5.

2. Система покрытия

o Стандартная защита от коррозии: эпоксидная грунтовка с высоким содержанием цинка + промежуточный слой + верхнее покрытие; общая толщина сухой пленки: 80–160 мкм.

o Среды с высокой степенью коррозии (прибрежная/химическая): горячее цинкование; толщина цинкового покрытия ≥ 85 мкм.

3. Противопожарная защита: Нанесение огнестойких покрытий (тонкопленочных или толстопленочных) в помещениях с требованиями пожарной безопасности.

(V) Расходные материалы для установки

· Соединительные болты: стандартные болты и высокопрочные болты класса 8,8/10,9 (для соединений балки и колонны).

· Сварочные материалы: Сварочная проволока и электроды, совместимые с основным металлом.

· Компоненты позиционирования, пластины временного соединения и подъемные проушины (предварительно установлены на заводе).

(VI) Составные и производные конфигурации.

1. Заполненная бетоном колонна из стальных труб специальной формы: корпус колонны имеет предварительно сформированные отверстия для цементации и вентиляции; заливка бетона С30/С40/С50 на месте значительно повышает несущую способность.

2. Колонна специальной формы, забетонированная: на внешней стороне ножек колонны устанавливается продольная арматура и хомуты, после чего выполняется опалубка и заливка бетона; обеспечивает огнестойкость, непроницаемость и повышенную жесткость.

3. Решетчатая колонна специальной формы: сборка нескольких стальных секций с обрешетками или связующими стержнями; Предназначен для легких и длинных пролетов.

III. Полный список доставки

1. Основная часть стальной колонны специальной формы (включая ребра жесткости, торцевые пластины и подъемные проушины);

2. Опорные пластины, верхние пластины, фланцевые пластины и соответствующие ребра жесткости;

3. Анкерные болты, конструкционные болты и прокладки;

4. Консольные, соединительные и проушные пластины;

5. Готовые детали с полным покрытием или оцинковкой;

6. Сертификаты соответствия продукции, спецификации материалов, отчеты о проверке сварных швов и записи проверки размеров.

IV. Ключевые отличия от обычных круглых/квадратных колонн

· Поперечное сечение: Нестандартное многорычажное составное сечение; прилегает вплотную к стенам, не выступая углами; Круглые/квадратные колонны имеют стандартное сплошное поперечное сечение.

· Конфигурация: разнонаправленные соединительные пластины и несколько наборов ребер жесткости входят в стандартную комплектацию колонн специальной формы; В круглых колоннах обычно используются простые концевые и опорные пластины.

· Применение: колонны специальной формы уравновешивают архитектурные пространственные требования и несущую способность конструкции; Круглые колонны отдают приоритет осевой нагрузке, сопротивлению кручению и низкому сопротивлению ветру.

Основные преимущества

1. Гибкая геометрия. Профилированным колоннам из конструкционной стали можно придать любую нестандартную форму, идеально вписываясь в сложные архитектурные конструкции и угловые расположения.

2. Точная несущая способность: конструкции оптимизированы для удовлетворения особых требований к нецентральной нагрузке, боковым силам и нагрузке в специальных точках соединения.

3. Пространственная адаптируемость: подходит для случаев, когда обычные колонны не могут быть установлены, например, в ограниченном пространстве, неудобных углах и смещенных уровнях пола.

4. Монолитная конструкция: Сборка производится как единое целое на заводе, что обеспечивает структурную целостность, высокую жесткость и превосходную стабильность.

5. Настройка по требованию: материалы, размеры, высота и аксессуары для подключения могут быть адаптированы к конкретным чертежам.

6. Универсальное применение: идеально подходит для нестандартных заводских каркасов, муниципальных стальных конструкций, мезонинных конструкций, опор оборудования и специализированных колонн для архитектурных особенностей.

Отличительные моменты

I. Преимущества архитектурного пространства

1. Соответствует планировке стен; отсутствие выступающих внутренних колонн. Колонны L-образной, Т-образной и крестообразной формы плотно прилегают к сдвиговым стенам или углам заполняющих стен, устраняя выступы, занимающие полезную площадь пола. Напротив, круглые трубы, двутавровые балки и квадратные трубы выступают из поверхности стены, мешая планированию этажей и расстановке мебели; Фасонные колонны являются предпочтительным выбором для жилых и быстровозводимых общественных зданий.

2. Соответствует неправильным архитектурным формам. Способен формировать изогнутые, угловые, переменного сечения и многоугольные композитные колонны, легко облегчая создание изогнутых навесных стен, уникальных фасадов и консольных угловых конструкций. Стандартные круглые, квадратные и двутавровые секции являются фиксированными, что делает стоимость их модификации в нестандартную форму непомерно высокой.

3. Оптимизированное использование пространства. Эти колонны, встроенные в стену, сохраняя при этом эквивалентную несущую способность, экономят полезную площадь пола, предлагая застройщикам явное преимущество в сокращении распределения «общей площади» (коэффициента общего пространства).

II. Структурные преимущества производительности

1. Разнонаправленное распределение нагрузки. Совместимость с крестообразными планировками, в которых сходятся несколько балок, а также с многолучевыми составными сечениями; первичные балки, второстепенные балки и диагональные раскосы могут соединяться со всеми четырьмя сторонами. Несущая способность соединений балок и колонн превосходит показатели простых круглых или квадратных колонн. Хотя круглые трубы позволяют соединять балки на 360°, их сложно встроить во внутренние стены; Двутавровые балки ограничены двумя ортогональными направлениями соединения (сильная и слабая оси).

2. Высокая сейсмостойкость: конструкция выполнена из многокомпонентной композитной стальной пластины с плотными внутренними ребрами жесткости. В сочетании с монолитным или сборным железобетоном он образует единую сталебетонную конструкцию, обеспечивающую высокую боковую жесткость и превосходное сопротивление сдвигу, что дает явные преимущества в зонах с высокой сейсмической интенсивностью.

3. Гибкое поперечное сечение и толщина стен: позволяет локально регулировать толщину плиты или ширину плеча для оптимизации характеристик конструкции на основе изменения вертикальных нагрузок по высоте колонны; напротив, круглые или квадратные полые секции требуют замены всего элемента для изменения диаметра, что приводит к более высоким затратам на модификацию.

III. Различия в конструкции и интеграции

1. Бесшовная интеграция со сборными и монолитными системами: ветви колонны могут быть встроены в стены с предварительно установленной арматурой или срезными шпильками, что позволяет напрямую заливать бетон для формирования композитной колонны. Это обеспечивает гораздо большую универсальность, чем традиционные системы стальных колонн (например, стальные трубы с бетонным наполнением или железобетон).

2. Детализация соединений по требованию: проушины и кронштейны можно приваривать точно в местах соединения балок, не ограничиваясь формой поперечного сечения колонны; Круглые или квадратные сечения требуют более сложной обработки, например, установки зажимных хомутов или вырезания отверстий.

3. Гибкая сегментация: облегчает переход по диаметру между верхними и нижними уровнями для компенсации различной нагрузки на пол; Размеры поперечного сечения можно регулировать по этажам без необходимости изменения характеристик основного материала для всей колонны.

IV. Эстетические и специфичные для применения преимущества

1. Скрытая конструкция: колонна скрыта внутри стены, в результате чего внешний фасад выглядит чистым без открытых стальных конструкций; круглые и квадратные колонны обычно открыты (часто используются в ландшафтных элементах или на стадионах) и не могут быть скрыты.

2. Не имеет себе равных по углам и уникальной геометрии: идеально подходит для углов зданий, краев световых колодцев и неровных мест лестничных клеток, где только L-образные колонны соответствуют планировке; обычные типы колонок часто не подходят для этих конфигураций.

V. Сравнение стоимости и жизненного цикла

Сильные стороны

Проекты жилых и сборных несущих стен: экономия труда и материалов на строительных работах (штукатурка и второстепенные элементы конструкции), что приводит к снижению общих затрат; устраняет необходимость в дорогостоящей индивидуальной облицовке или декоративной обшивке для сложных форм.

Слабые стороны

Автономные колонны на открытом воздухе или открытые площадки с большими пролетами: затраты на материалы и изготовление выше, чем у круглых полых секций, что делает их менее экономичными в этих конкретных приложениях.

VI. Точное позиционирование и дифференциация конкурирующих продуктов

· Стальные колонны двутаврового сечения: Стандартные каркасы, промышленные предприятия открытой планировки;

· Колонны круглого полого сечения (CHS): Большепролетные площадки, высокие колонны, наружные ландшафтные конструкции;

· Колонны квадратного полого сечения (ПВС): регулярные небольшие каркасы, простые опоры;

· Стальные колонны нестандартной формы: сборные жилые дома, несущие конструкции стен, нестандартные архитектурные конструкции, скрытые угловые колонны.

Процесс изготовления колонн из фасонной конструкционной стали

I. Резка материала

1. Проверьте качество материала при доставке пластины; выровнять и выровнять стальные пластины Q235B/Q355B.

2. Вырезать детали (главные/вторичные полки, ребра жесткости, опорные пластины, соединительные пластины) по разработанным размерам на станках газовой или плазменной резки с ЧПУ; одновременно выполнять скашивание кромок.

3. Учитывайте усадку сварного шва; используйте шаблоны для разметки и раскроя нестандартных или нестандартных деталей.

II. Предварительная обработка компонентов

Зашлифовать кромки и углы мелких деталей (ребер жесткости, соединительных пластин) для удаления заусенцев; разметить линии разметки на деталях, требующих встраивания срезных шпилек.

III. Сборка и формовка шаблона (основной процесс)

1. Установите специальные сборочные приспособления/приспособления; установите опорные точки позиционирования на основе типа поперечного сечения (L, T, крестообразное или многоугольное).

2. Установите основные фланцевые пластины и закрепите зажимами; контролировать расстояние между фланцами, вертикальность и размеры поперечного сечения.

3. Установить в полость послойно внутренние поперечные ребра жесткости и вертикальные ребра; временно зафиксируйте прихваточными сварными швами.

Собирать нерегулярные колонны переменного сечения в сегменты; предварительно соберите переходные секции (разной ширины) отдельно.

IV. Основная сварка

1. Выполните многопроходную сварку с полным проваром на основных швах, используя сварку под флюсом (SAW) или сварку в среде защитного газа CO2.

2. Отдать предпочтение электрошлаковой сварке внутренних закрытых ребер.

3. Отнести сварные швы в зонах соединения балок к колоннам к I категории; маркировать готовые сварные швы для последующего неразрушающего контроля (НК).

V. Корректировка после сварки

Коррекция скручивания и бокового изгиба, вызванного сваркой, с использованием комбинации пламенного нагрева и механического инструмента; прямолинейность рулевой колонки и геометрические допуски поперечного сечения; устранить деформации, вызванные сварочными напряжениями.

VI. Конечная обработка

Оба торца колонны обработать торцовым или расточно-фрезерным способом напольного типа для обеспечения плоскостности и перпендикулярности; для колонн с фланцевыми соединениями, отверстий под болты и муфтовых соединений (фабков). VII. Сборка и сварка крепления

1. Соберите и приварите опорные и верхние пластины индивидуальной формы к валу колонны; полностью приварите соответствующие ребра жесткости к опорным пластинам.

2. Расположите и приварите внешние пояски, проушины и соединительные пластины для главных и второстепенных балок в соответствии с координатами чертежа.

3. Подъемные проушины, сваренные в цеху.

VIII. Буровые работы

Используйте сверлильные станки с ЧПУ для сверления отверстий под высокопрочные болты и анкерные болты, гарантируя, что точность отверстий соответствует стандартам.

IX. Неразрушающий контроль (NDT)

Выполните 100% ультразвуковой контроль (UT) сварных швов класса I; проводить выборочный контроль сварных швов II категории согласно техническим условиям; доработать и повторно проверить любые несоответствующие сварные швы.

X. Удаление ржавчины и защита от коррозии

Выполнить общую дробеструйную очистку до класса Sa2,5; нанесите стандартную эпоксидную грунтовку с высоким содержанием цинка, промежуточный слой и верхний слой; нанести огнезащитное покрытие в обозначенных противопожарных зонах; применять горячее цинкование там, где этого требуют условия окружающей среды.

XI. Маркировка, проверка и складирование

Отметьте компоненты номерами осей, уровнями пола и ориентацией установки; провести комплексные проверки размеров, сварных швов и защиты от коррозии; выдаем документацию по обеспечению качества и упаковку для отгрузки.

XII. Специализированные процессы для колонн уникальной/форменной формы

1. Изогнутые колонны переменного сечения: с помощью гибочных приспособлений сформируйте изогнутые пластины; перед сваркой окончательного замыкания выполните пробную сборку по сегментам.

2. Профилированные колонны из сталежелезобетона: предварительно установите срезные шпильки на внешней стороне колонны; резервные отверстия для затирки и вентиляции воздуха.

3. Многочленные колонны решетчатой ​​формы: основные элементы собирают с помощью обрешетки или связующих стержней по сегментам; Отгружайте по частям для сборки на месте.

XIII. Краткое сравнение: колонны из фасонной конструкционной стали и колонны с круглыми полыми сечениями (CHS)

1. Колонны CHS: прокатка листов с последующей сваркой кольцевых швов; Фасонные колонны: сборка из нескольких пластин, формование на основе шаблона и многочисленные ребра жесткости.

2. Колонны CHS: простая торцовая обработка; Фасонные колонны: несколько торцевых поверхностей неправильной формы, требующие обширного фрезерования торцевых поверхностей.

Ключевые параметры производительности

I. Геометрические параметры

1. Распространенные формы поперечного сечения: Г-образные, Т-образные, крестообразные, многоугольные составные и изогнутые колонны переменного сечения; толщина полки/перегородки: 8–60 мм; ширина одностворчатого: 100–600 мм.

2. Допуски готовой продукции

· Прямолинейность колонны: ≤L/1000;

· Отклонение размеров сечения: ±2–3 мм;

· Перпендикулярность торца: ≤1/10 толщины плеча.

3. Длина одного сегмента: стандартная 9 м/12 м; сегментированное соединение, используемое для очень высоких колонн.

II. Механические параметры материала

Основные материалы: Q235B, Q355B.

Примечание. Q355NL рекомендуется для низкотемпературных проектов с соответствующими показателями ударопрочности при низких температурах.

III. Ключевые структурные характеристики

1. Характеристики жесткости: Многочленная композитная секция; моменты инерции в направлениях X и Y можно гибко регулировать, варьируя ширину плеча и толщину пластины; превосходное поперечное сопротивление и сопротивление сдвигу по сравнению со стандартными квадратными полыми профилями (SHS) или двутавровыми балками; подходит для интеграции со стенами, работающими на сдвиг.

2. Сейсмостойкость: Имеет внутренние продольные и поперечные ребра жесткости; высокая жесткость суставов; очень подходит для зон с высокой сейсмической интенсивностью; могут быть залиты бетоном с образованием сталежелезобетонных колонн, что увеличивает несущую способность более чем в два раза.

3. Адаптивность: допускает локальные изменения толщины стенки и ширины конечностей; сечение можно регулировать по высоте колонны по мере необходимости; предлагает значительные экономические преимущества для конструкций с более тяжелыми нагрузками на верхних этажах и меньшими нагрузками на нижних этажах.

4. Ветроустойчивость: отсутствие воздействия при встраивании в стены (ветровая нагрузка незначительна); для открытых нестандартных колонн ветроустойчивость выше, чем у круглых труб, но ниже, чем у двутавровых балок.

IV. Параметры качества сварки

1. Соединения балок и колонн и первичные сварные швы: сварные швы I категории; 100% ультразвуковой контроль (УЗК).

2. Сварные швы вторичных ребер: сварные швы класса II; 20% выборочная проверка через UT; Механические свойства сварного шва соответствуют характеристикам основного металла или превосходят их.

V. Характеристики антикоррозионной и огнезащитной защиты

1. Степень удаления ржавчины: общая дробеструйная очистка до Sa2,5;

2. Стандартное покрытие: эпоксидная грунтовка с высоким содержанием цинка + эпоксидное промежуточное покрытие на основе оксида железа + верхнее покрытие; общая толщина сухой пленки: 80–160 мкм;

3. Береговая защита от коррозии: горячее цинкование ≥85 мкм;

4. Огнезащита: класс огнестойкости 1–3 часа с использованием совместимых тонкопленочных или толстопленочных вспучивающихся огнезащитных покрытий.

VI. Характеристики подключения

1. Опорная плита колонны: плита индивидуальной формы (толщина 16–60 мм) с анкерными болтами М20–М64;

2. Соединение балки с колонной: высокопрочные болты класса 8,8/10,9;

3. Стальной бетонная композитная колонна: срезные шпильки Φ19 приварены к внешней стороне колонны для повышения прочности сцепления между сталью и бетоном.

VII. Дополнительные характеристики стальных железобетонных фасонных колонн

Бетонная оболочка (внутренняя/внешняя): обычно марки C30, C40 или C50; Корпус колонны включает в себя предварительно сформированные отверстия для цементации и вентиляции.

VIII. Как отличить три типа продуктов?

· Колонна круглого полого сечения (CHS): изотропные свойства, низкая ветроустойчивость, подходит для открытых длиннопролетных конструкций;

· Сталь двутаврового сечения: четкие прочные и слабые оси, стандартные для промышленных заводских рам;

· Профильная колонна из конструкционной стали: гибкое поперечное сечение, скрываемая внутри стен, регулируемая двунаправленная жесткость, специально разработанная для сборных жилых домов.