المقاطع المجوفة مادة شائعة الاستخدام في البناء والتصنيع الحديث. تُستخدم المقاطع المجوفة، المعروفة أيضًا باسم المقاطع الهيكلية المجوفة، أو اختصارًا HSS، في مجموعة واسعة من التطبيقات، مثل بناء المباني والمعدات الصناعية وبناء الآلات، كأنابيب فولاذية ذات مقطع عرضي مجوف ومظهر مميز.
ما هي مادة المقطع المجوف
المقطع الهيكلي المجوف
المقطع المجوف مادة مصنوعة من أنابيب فولاذية مدرفلة على البارد وفقًا للمعايير الدولية مثل ASTM A500 وEN 10219يتوفر المقطع بأشكال مربعة، دائرية، ومستطيلة. يوفر تصميم القلب المجوف خيارات توصيل مرنة للهياكل الهيكلية مع الحفاظ على نسبة ممتازة بين القوة والوزن.
مزايا المقاطع المجوفة
- سهولة التركيب: يمكن لحام الأسطح المستوية للمقاطع المربعة والمستطيلة مباشرةً بأجزاء معدنية أخرى، مما يوفر ما يصل إلى 40% من الوقت اللازم لتحضير الحواف.
- هياكل جذابة من الناحية الجمالية: تتناسب الأشكال الهندسية البسيطة تمامًا مع لغة التصميم المعماري الحديث، حيث يدمج العديد من المصممين عناصر SHS/RHS المكشوفة في الواجهات والديكورات الداخلية.
- قابلية عالية للتكيف: يمكن لمعالجة الطلاء تحمل درجات حرارة قصوى تتراوح بين -40 درجة مئوية و120 درجة مئوية، مما يلبي احتياجات بيئات رذاذ الملح في المناطق الساحلية.
- دورة حياة طويلة: على سبيل المثال، يمكن دمج دورة حياة تبلغ 50 عامًا أو أكثر مع ميزة إعادة التدوير بنسبة 90% لمساعدة برامج اعتماد المباني الخضراء على تلبية المعايير بنجاح.
- قابلية التخصيص: يمكن للشركة المصنعة توفير مواصفات مخصصة، على سبيل المثال، أحجام تتراوح من 10 مم إلى 600 مم. كما يمكن للتشطيبات المطلية بالمسحوق والمجلفنة بالغمس الساخن أن تعزز مقاومة التآكل للمشاريع الخارجية.
- فعالة واقتصادية: يمكن للهياكل المجوفة توفير 20-40% في استخدام المواد مقارنة بالقضبان الصلبة، مما يقلل تكاليف النقل للمشاريع الكبيرة بما لا يقل عن 15% مع الحفاظ على نفس مستوى القوة.
ما هي مادة المقطع المجوف
المقطع المجوف المربع (SHS)
المقاطع المجوفة المربعة (SHS)، بأبعاد متساوية الأضلاع تتراوح بين 20 مم و300 مم، تتوافق مع معيار ASTM A1085. ببساطة، هي أنبوب فولاذي ذو جزء داخلي مجوف ومقطع عرضي مربع من الخارج. وهو أنبوب فولاذي خاص مُصنَّع بعناية فائقة من خلال عمليات معقدة مثل السحب على البارد أو الدرفلة على الساخن. يمنحه هذا الهيكل الخاص أداءً ممتازًا ويجعله مفيدًا في تطبيقات متنوعة. بفضل متانته العالية وشكله العرضي الفريد، يُستخدم المقطع المجوف المربع في بناء الجسور غالبًا كهيكل رئيسي يتحمل الأحمال، مما يضمن ثبات الجسر وجماله.
المقطع المجوف الدائري (CHS)
يُعد القسم المجوف الدائري، المعروف أيضًا باسم CHS، خيارًا شائعًا للسور والحواجز في الأماكن العامة نظرًا لشكله الأسطواني وسطحه الأملس، مما يقلل من فقدان الاحتكاك في نقل السوائل.
المقطع المجوف المستطيل (RHS)
لا توفر المقاطع المجوفة المستطيلة مزايا المقاطع المجوفة المربعة (SHS) فحسب، بل توفر أيضًا حلولاً مخصصة لأنظمة الجمالون، ورفوف النقل، وأرفف التخزين بنسب أبعاد قابلة للتعديل.
أقسام مجوفة بدون لحامات
المقاطع المجوفة غير الملحومة هي أنابيب غير ملحومة تُصنع باستخدام عملية بثق ساخن تُغني عن اللحامات الملحومة، مما يُحسّن بشكل ملحوظ من أداء الضغط. ورغم تكلفتها العالية، تُعدّ مادة الفولاذ المُفضّلة للأنظمة الهيدروليكية والمكونات الميكانيكية عالية الإجهاد.
مخطط أبعاد/أوزان الفولاذ المجوف
نوع الملف الشخصي | معيار | نطاق الحجم (مم) | سمك الجدار (مم) | وزن الوحدة (كجم/م) | مساحة المقطع العرضي (سم²) | عزم القصور الذاتي (سم⁴) |
SHS | ASTM A500 Gr.C | 20×20 – 300×300 | 1.6 – 12.7 | 0.89 – 121.3 | 1.13 – 154.8 | 0.15 – 10,520 |
EN 10219 S355J2H | 30×30 – 250×250 | 2.0 – 16.0 | 1.17 – 98.6 | 1.49 – 125.7 | 0.82 – 7,890 | |
JIS G 3466 STKR490 | 40×40 – 200×200 | 2.3 – 12.0 | 2.34 – 68.2 | 2.98 – 86.9 | 1.25 – 3,450 | |
RHS | ASTM A500 Gr.B | 50×25 – 400×200 | 1.9 – 12.5 | 1.82 – 135.8 | 2.32 – 173.2 | 1.02 – 15,800 |
EN 10219 S275J0H | 60×40 – 350×150 | 2.5 – 14.0 | 2.55 – 112.4 | 3.25 – 143.2 | 2.15 – 10,230 | |
JIS G 3466 STK400 | 30×50 – 180×80 | 1.6 – 9.0 | 1.04 – 45.6 | 1.33 – 58.1 | 0.47 – 1,980 | |
CHS | ASTM A500 Gr.C | Φ21.3 – Φ508 | 1.2 – 12.7 | 0.58 – 156.2 | 0.74 – 198.9 | 0.08 – 33,750 |
EN 10219 S235JRH | Φ26.9 – Φ457 | 2.0 – 16.0 | 1.24 – 178.3 | 1.58 – 227.2 | 0.25 – 48,600 | |
JIS G 3466 STKM590A | Φ34 – Φ318.5 | 2.0 – 12.0 | 1.58 – 92.4 | 2.01 – 117.7 | 0.36 – 9,870 |
ملاحظة:
- يشير 300×300 إلى أنبوب مربع طول ضلعه 300 مم.
يشير الرمز Φ إلى قطر الدائرة الخارجية. - معادلة الوزن الوحدوي
- الوزن الوحدوي (كجم/م) = مساحة المقطع (سم²) × 7.85 (كثافة الفولاذ جم/سم³) × 0.1
- حالات تطبيق عزم القصور الذاتي.
- القيم المنخفضة (<100 سم²): دعامات خفيفة، هياكل زخرفية
- القيم المتوسطة (100-5000 سم²): عوارض المباني، الهياكل الميكانيكية
- القيم العالية (>5000 سم²): عوارض الجسور، قواعد المعدات الثقيلة