أصبحت المقاطع الهيكلية المجوفة (HSS) مادةً لا غنى عنها في البناء والهندسة الحديثة. ويُطلق مصطلح HSS على الأنابيب الفولاذية الهيكلية ذات المقاطع العرضية المتنوعة، بما في ذلك المربعة والمستطيلة والدائرية والبيضاوية. تُصنع هذه المقاطع المجوفة من خلال عمليات التشكيل واللحام على البارد، مما ينتج عنه عناصر هيكلية ذات مقطع عرضي مجوف تجمع بين خفة الوزن والمتانة العالية. في المقابل، تُعتبر المقاطع المجوفة المربعة (SHS) فئة فرعية محددة من HSS، وتحديدًا تلك ذات المقطع العرضي المربع.
تنظم المعايير الدولية إنتاج وتوريد HSS وSHS بصرامة. ويحدد المعيار الأسترالي والنيوزيلندي المشترك AS/NZS 1163 متطلبات محددة للمقاطع الهيكلية المجوفة الملحومة بالمقاومة الكهربائية والمُشكلة على البارد، ويغطي ثلاث درجات من المتانة (C250 وC350 وC450). وتتوفر هذه المقاطع مع أو بدون مقاومة للصدمات، وهي مناسبة للهياكل الملحومة. يُقسّم هذا المعيار الفولاذ الإنشائي إلى ثلاث فئات: المقاطع الدائرية المجوفة (CHS)، والمقاطع المستطيلة المجوفة (RHS)، والمقاطع المربعة المجوفة (SHS)، مُبرزًا خصائص تطبيقها في مختلف الاستخدامات الإنشائية.
ما الفرق بين المقاطع الهيكلية المجوفة عالية السرعة (HSS) والمقاطع المربعة المجوفة (SHS)؟
تُعدّ المقاطع الهيكلية المجوفة (HSS) والمقاطع المربعة المجوفة (SHS) من المكونات الأساسية في الإنشاءات الفولاذية الحديثة. ورغم تشابههما الكبير، إلا أن شكلهما وخصائصهما الميكانيكية وتطبيقاتهما تُميّزهما، وفهم هذه الاختلافات أساسي لتحسين الأداء الإنشائي وكفاءة التكلفة.
1. الهندسة والشكل
يكمن الاختلاف الرئيسي في هندسة المقطع العرضي. يُطلق مصطلح HSS على جميع المقاطع الفولاذية المجوفة، بما في ذلك الأشكال المربعة (SHS)، والمستطيلة (RHS)، والدائرية (CHS). أما المقاطع المربعة المجوفة (SHS)، فتُشير تحديدًا إلى المقاطع المربعة المجوفة - ذات الأضلاع المتساوية والزوايا 90 درجة.
ويؤثر هذا التمييز الهندسي بشكل مباشر على الأداء الإنشائي. يوفر فولاذ SHS قوة وصلابة متساويتين في جميع الاتجاهات، بينما يُحسّن الفولاذ عالي الكثافة المستطيل والدائري من أداء ظروف التحميل المختلفة - فالفولاذ المستطيلي يوفر محورًا واحدًا قويًا، بينما يوفر الفولاذ الدائري صلابة التوائية ممتازة.
2. نطاق الأبعاد
يوفر الفولاذ عالي الكثافة مجموعة واسعة من الأحجام. تتراوح أحجام الفولاذ عالي الكثافة المستطيل عادةً من 50×50 مم إلى 400×200 مم، بسماكة جدار تتراوح بين 2 مم و16 مم. أما الفولاذ عالي الكثافة الدائري، فيمكن أن يصل قطره إلى 1016 مم، مما يجعله مناسبًا للمشاريع المعمارية الصغيرة والمشاريع الصناعية الثقيلة. في المقابل، تتراوح أحجام الفولاذ عالي الكثافة عادةً بين 20×20 مم و400×400 مم، بسماكة جدار تتراوح بين 2 مم و12.5 مم، مما يجعله الخيار الأمثل للأعمدة والهياكل الإنشائية التي تتطلب مقاومة موحدة للحمل.
٣. الخواص الميكانيكية والمعايير
بموجب المعيار AS/NZS 1163، تُصنف الفولاذ عالي السرعة (HSS) والفولاذ عالي الكثافة (SHS) إلى ثلاث درجات رئيسية: C250، C350، وC450، بما يتوافق مع قوى خضوع دنيا تبلغ 250، 350، و450 ميجا باسكال.
تُحقق هذه المستويات من القوة من خلال الكيمياء المُتحكم بها، والتشكيل على البارد، واللحام الدقيق (عملية ERW).
يخضع كلٌّ من الفولاذ عالي السرعة (HSS) والفولاذ عالي الكثافة (SHS) لاختبارات الشد والصدمة والتسوية لضمان الاتساق والسلامة. يتطلب الفولاذ عالي الكثافة (SHS) تحكمًا أدق في الاستقامة والتربيع، وهو أمر بالغ الأهمية للتجميع الدقيق في الموقع.
كما تلعب إدارة الإجهاد المتبقي دورًا هامًا - فغالبًا ما تخضع مقاطع الفولاذ عالي الكثافة (SHS) للمعالجة الحرارية لتحسين أداء التعب، بينما يحافظ الفولاذ عالي الكثافة الدائري (HSS) بشكل طبيعي على توزيع إجهاد أكثر اتساقًا.
٤. التصميم والتطبيق
يوفر نظام HSS مرونة تصميمية أكبر، وهو مثالي للعوارض والجمالونات والأشكال المعمارية المنحنية. أما نظام SHS، بتناسقه المثالي، فيوفر قوة متوازنة، مما يجعله الخيار الأمثل للأعمدة والإطارات والمفاصل محدودة المساحة. من الناحية المعمارية، يوفر كلا النظامين جماليات عصرية أنيقة وملامح رفيعة تتناسب بسلاسة مع التصاميم المعاصرة.
الاختلافات في عمليات تصنيع مقاطع الفولاذ المجوفة (HSS) ومقاطع الفولاذ المجوفة المربعة (SHS) (AS/NZS 1163)
تتشابه مبادئ التشكيل في المقاطع الهيكلية المجوفة (HSS) والمقاطع المجوفة المربعة (SHS)، إلا أنها تختلف في تفاصيلها، خاصةً وفقًا لمعايير AS/NZS 1163. تؤثر هذه الاختلافات بشكل مباشر على أدائها الميكانيكي ودقتها البعدية.
تصنيع مقاطع الفولاذ المجوفة (HSS):
يشير مصطلح HSS إلى فئة واسعة تشمل المقاطع المربعة والمستطيلة والدائرية.
التشكيل بالدرفلة الباردة: تُشكل شرائح الفولاذ المسطحة باستخدام بكرات وتُلحم على طول خط التماس، وهي مثالية للمقاطع الصغيرة والمتوسطة.
التشكيل الساخن: يُستخدم للأقطار الأكبر أو الأنواع غير الملحومة، حيث يُشكل الفولاذ الساخن ويُلحم، مما يوفر سماكة وقوة أكبر.
تصنيع مقاطع الفولاذ المجوفة المربعة (SHS) (AS/NZS 1163):
عادةً ما تُشكل مقاطع الفولاذ المجوفة المربعة (SHS) على البارد وتُلحم مع تحكم دقيق في الأبعاد. تشمل العملية:
1. اختيار وتحضير الشرائح: تُختار لفائف الفولاذ وفقًا للمواصفات الكيميائية والميكانيكية لمعيار AS/NZS 1163. ٢. التشكيل واللحام: يُلف الشريط على شكل مربع ويُلحم باستخدام لحام المقاومة عالي التردد (HFW) أو لحام القوس المغمور (SAW).
٣. التحديد والتقويم: تضمن البكرات استقامة وتجانس سمك الجدار.
٤. المعالجة الحرارية: قد يتبع ذلك تخفيف الإجهاد أو التطبيع لتعزيز القوة وسلامة اللحام.
٥. القطع والفحص: تُقطع الأنابيب حسب الطول المطلوب وتخضع لاختبارات أبعادية وميكانيكية، لضمان مطابقتها للمعيار AS/NZS 1163.
تمنح عملية التشكيل على البارد أنابيب SHS قوتها ودقتها وثباتها الممتاز، مع زيادة مقاومة الخضوع المحلية من خلال تقوية الزوايا، وهي ميزة أساسية للتطبيقات الإنشائية.
English
Español
بالعربية
تلفون .:
واتساب:
البريد الإلكتروني:
