중공 강철 프로파일: 유형, 표준, 설계 특성 및 모듈형 교량 응용 분야

북미에서는 중공 구조 단면(HSS), 유럽에서는 중공 단면이라고 불리는 중공 강철 프로파일은 정사각형, 직사각형 및 원형 모양으로 생산되는 폐쇄형 단면 강철 부재입니다. 이는 교량 트러스, 건물 기둥, 크레인 구조물, 송전탑, 임시 작업 및 모듈식 강철 교량에서 발견됩니다. 장점을 확인하는 가장 간단한 방법: 열간 압연 HEA 또는 IPE 기둥과 동일한 높이와 동일한 강철 질량의 정사각형 중공 섹션은 일반적으로 약 20~30% 더 큰 회전 반경을 제공하여 좌굴 위험을 직접 줄이고 강철을 추가하지 않고도 사용 가능한 축 하중 용량을 높입니다. 이러한 숫자는 Eurocode 3 설계 예 및 표준 압연 카탈로그에 사용된 것과 같이 공개적으로 게시된 단면 속성 테이블에서 나온 것입니다. 이 기사에서는 정사각형, 직사각형 및 원형 중공 프로파일 간의 실제 차이점, 제조 경로가 기계적 동작을 변경하는 방법, 재료 표준이 적용되는 방법, 단면 특성을 읽는 방법, 모듈식 강철 교량 제품에서 중공 단면이 사용되는 방법, 부식 방지가 지정되는 방법 및 주문하기 전에 조달 체크리스트에 있어야 하는 사항에 대해 설명합니다.

가장 일반적인 질문에 대한 직접적인 대답은 다음과 같습니다. 예측 가능한 굽힘 강성과 깔끔한 ​​연결이 필요할 때 정사각형 중공 단면을 선택하고, 한 방향이 하중을 지배할 때 직사각형 중공 단면을 선택하고, 모든 방향에서 하중이 도달할 수 있는 경우 원형 중공 단면을 선택하고, 가격을 비교하기 전에 항상 제조 경로와 재료 등급을 확인하십시오. 제조 경로는 잔류 응력, 인성 및 설계에 사용되는 좌굴 곡선에 영향을 미치므로 이는 단순한 생산 세부 사항이 아닙니다.

중공 강철 프로파일이란 무엇입니까? 유형 및 기본 모양

중공 강철 프로파일은 편평한 강철 스트립이나 가열된 원형 빌렛에서 자유 가장자리가 없는 폐쇄된 단면으로 형성됩니다. 세 가지 표준 제품군은 정사각형 중공 형강(SHS), 직사각형 중공 형강(오른쪽) 및 원형 중공 형강(CHS)입니다. 각 제품군에는 고유한 하중 지지 특성이 있으므로 선택 프로세스의 첫 번째 단계는 단면 모양을 주요 하중 유형과 일치시키는 것입니다.

중공 프로파일은 제품군, 외부 치수 및 벽 두께로 지정됩니다(예: SHS 150 x 150 x 8 또는 RHS 200 x 100 x 6.3). 유럽에서는 제조 및 공차 요구 사항이 열간 가공 단면의 경우 EN 10210에, 냉간 성형 용접 단면의 경우 EN 10219에 나와 있습니다. 북미 지역에서는 ASTM A500이 여전히 용접 탄소강 중공 구조 단면에 대한 가장 일반적인 사양인 반면, ASTM A1085는 더 엄격한 공차와 일관된 인성이 필요한 곳에서 점점 더 많이 지정되고 있습니다. 중국에서는 GB/T 6728이 많은 냉간 성형 용접 중공 단면을 다루고 있습니다. 귀하의 프로젝트가 어떤 표준에 따라 검사되는지 아는 것은 강철 등급을 아는 것만큼 중요합니다.

중공 강철 프로파일이 제조되는 방법

제조 경로는 내부 응력 상태, 용접 이음새의 위치, 모서리 형상, 압축 및 피로 시 재료 거동을 변경합니다. 외부 치수가 동일한 두 프로파일은 하나는 열간 가공되고 다른 하나는 냉간 가공되는 경우 다르게 작동할 수 있으므로 이는 순전히 학술적인 차이가 아닙니다.

1. 열간 가공(EN 10210 경로): 강철은 재결정 온도 이상으로 가열되어 원형 또는 사각형 모양으로 성형되고 대부분의 성형 응력이 완화되는 온도에서 마무리됩니다. 그 결과 미세 구조가 더욱 균일해지고 잔류 응력이 낮아지며 모서리의 인성이 향상되어 공칭 치수가 동일한 기둥의 좌굴 성능이 향상될 수 있습니다.
2. 스트립 냉간 성형(EN 10219 또는 ASTM A500 경로): 평평한 스트립을 냉간 압연하여 원형 튜브로 만들고 고주파 유도 용접으로 닫은 다음 회전식 압연하여 정사각형 또는 직사각형 모양으로 만듭니다. 냉간 성형은 가공 경화로 인해 모서리의 항복 강도를 증가시키지만 잔류 응력도 더 높으며 설계 규칙은 좌굴 검사에서 단면을 다르게 처리합니다.
3. 용접 후 열간 성형: 일부 공장에서는 연성과 일관성을 복원하기 위해 용접된 튜브를 표준화하거나 담금질 및 템퍼링합니다. 이는 스트립 기반 생산의 저렴한 비용과 보다 유리한 내부 응력 상태를 결합하지만 가용성이 더욱 제한되고 리드 타임이 길어집니다.

반복되는 활하중을 전달하는 교량 구성 요소의 경우 피로 성능이 용접 이음새와 모서리의 응력 집중에 크게 좌우되기 때문에 열간 마감 또는 표준화된 단면이 더 안전한 시작점이 되는 경우가 많습니다. 임시 작업, 허위 작업, 단계 및 비피로 구조의 경우 일반적으로 냉간 성형 단면이 적합하고 경제적입니다. 동일한 크기의 냉간 성형 섹션과 열간 완성 섹션 간의 가격 차이는 일반적으로 시장과 벽 두께에 따라 5~10% 범위에 있지만, 피로 하중 접합의 성능 차이는 그 숫자보다 훨씬 클 수 있습니다.

중요한 철강 등급 및 표준

아래 표에는 중공 강철 프로파일에 일반적으로 사용되는 표준과 그에 첨부된 재료 등급 제품군이 요약되어 있습니다. 가장 빈번한 엔지니어링 결정은 유럽에서는 S235, S275 및 S355 사이이고 북미에서는 ASTM A500 등급 B와 등급 C 사이입니다.

다른 공장의 견적을 비교할 때 표준, 등급 및 영향 요구 사항이 같은 줄에 기재되어 있는지 확인하십시오. 흔히 저지르는 실수는 냉간 성형 S275 프로파일과 열간 가공 S355 프로파일을 가격만으로 비교하는 것입니다. 냉간 성형 섹션은 톤당 가격이 더 저렴할 수 있지만 열간 마감 섹션은 기둥 설계에서 벽이 더 얇고 부재가 가벼울 수 있으므로 원재료 톤당이 아닌 설치된 구조물의 미터당 비용을 비교할 때 최종 제작 구조물이 더 저렴해지는 경우가 많습니다.

구조 설계를 주도하는 단면 속성

중공 단면 카탈로그를 열 때 중요한 숫자는 외부 치수만이 아닙니다. 아래 속성은 구조 엔지니어가 강도, 강성 및 안정성을 확인하는 데 사용하는 속성입니다. 동일한 제조 경로와 재료 등급의 섹션 간에만 비교해야 합니다.

회전 반경은 특별한 주의를 기울일 가치가 있습니다. 고정된 단면적의 경우 정사각형 또는 원형 중공 단면은 동일한 면적의 개방형 I 단면보다 중심에서 더 멀리 재료를 퍼뜨려 회전 반경을 높이고 주어진 부재 길이에 대한 세장비를 낮춥니다. 간단히 말해서, 좌굴이 설계를 지배하기 전에는 속이 빈 기둥이 개방형 기둥보다 길거나 얇을 수 있습니다. 이것이 바로 중공 강철 프로파일이 대형 조립식 구성 요소로 운송되고 최소한의 현장 작업으로 세워져야 하는 고층 보강 프레임, 격자 타워 및 모듈식 교량 시스템을 지배하는 이유입니다.

비틀림은 두 번째로 실용적인 이점입니다. 개방형 I-섹션은 비틀림 응력을 비효율적으로 분산하며 종종 추가 버팀대 또는 플레이트를 함께 용접하여 제작된 폐쇄형 상자가 필요합니다. 정사각형 또는 직사각형 중공 섹션은 닫힌 벽을 통해 직접 비틀림에 저항합니다. 교량 건설 플랫폼, 캔틸레버 지지 프레임 또는 방향 변경 시 바람을 받는 모든 구조물의 경우 이 폐쇄 섹션 동작으로 인해 필요한 추가 보강 강철의 양이 줄어듭니다.

모듈형 강철 교량 및 중량 구조물의 중공 단면

모듈식 강철 교량은 중공 강철 프로파일이 실제로 어떻게 사용되는지 보여주는 강력한 예입니다. 일반적인 베일리교 또는 패널형 모듈형 교량은 주 거더를 고강도 핀으로 연결한 트러스 패널에 의존하지만, 주변 구조 시스템은 횡보, 측면 버팀대, 윈드 코드, 난간, 난간 및 연결 요소에 많은 양의 중공 단면을 사용합니다. 메인 트러스 부재는 빠른 조립을 위해 핀으로 고정하고 표준화해야 하기 때문에 빈 부분이 아닌 경우가 많습니다. 그러나 모듈형 교량의 보조 부재와 전체 지지 프레임은 대형 차량이 교량을 건널 때 나타나는 횡력과 비틀림 모멘트에 저항하기 때문에 SHS 및 RHS 프로파일로 제작되는 경우가 많습니다.

CB-100 시리즈의 경우 시스템은 단일 레인, 이중 레인 및 강화 구성으로 조립할 수 있는 표준화된 모듈식 패널을 사용합니다. 관통 거더 디자인은 고전적인 트러스 프로파일을 생성하는 반면, 십자형 버팀대와 수직 포스트는 닫힌 섹션을 사용하여 바람 저항을 낮게 유지하고 반복적인 무거운 하중에서 얇은 개방형 채널이 겪게 되는 국부적인 좌굴을 방지합니다. 폐쇄형 2차 브레이싱으로 건설된 모듈식 교량을 개방형 채널로 건설된 구형 설계와 비교하면, 폐쇄형 버전은 일반적으로 면외 진동이 적고 시간이 지나도 유지 관리가 덜 필요합니다. 이는 주로 물과 도로 염분이 축적되는 열린 가장자리가 없기 때문입니다.

CB 100 (321) Bailey Bridge 모듈형 시스템 공급업체 CB 100(321) Bailey 교량은 표준화된 패널과 폐쇄 단면 교차 브레이싱을 결합하여 바람 저항과 면외 진동을 줄여 단일 차선, 이중 차선 및 강화된 임시 교량 레이아웃을 위한 내구성 있는 옵션을 제공합니다. 제품보기 →

중공 단면과 모듈형 교량 사이의 관계는 양방향으로 작동합니다. 한쪽에서는 교량 시스템 자체가 지지 구조와 고하중 부재를 위해 폐쇄형 프로파일을 사용합니다. 이것이 바로 고용량 모듈형 교량이 트러스 깊이뿐만 아니라 폐쇄형 단면 브레이싱 및 하중 분산 요소로 측정되는 이유입니다. 반면에 중공 강철 프로파일은 보행자 교량, 파이프라인 지지 교량, 임시 경사로 및 ​​강철 접근 교량을 포함한 많은 조립식 교량 구성 요소의 원자재입니다. 교량이 부식에 강하고 운반이 용이해야 하는 경우 폐쇄된 단면은 강도 단위당 외부 표면적을 줄여 동일한 성능을 위해 페인트나 아연 도금이 덜 소모됩니다. 표준 모듈형 교량에서 사양 및 하중 데이터가 처리되는 방식을 검토하려면 단면 크기를 결정하기 전에 하중 용량 가이드 및 시스템 비교 참고 사항이 유용한 출발점이 됩니다. 더 큰 교차점의 경우 CB-200 시리즈는 패널 강도를 높이고 더 긴 스팬을 허용하며, 4열 강화 버전은 모듈식 시스템이 동일한 중공 섹션 브레이싱 원리와 더 높은 트러스 용량을 결합하는 방법을 보여줍니다.

더 큰 교량 구조에서는 중공 프로파일이 하부 데크와 상부 측면 시스템의 바람 버팀대를 전달합니다. 평평한 측면 프로파일이 용접 연결을 단순화하기 때문에 직사각형 중공 단면이 래티스 거더의 현 부재에 자주 사용됩니다. 격자 교량의 설계 규칙은 부재가 두 방향으로 압축과 굽힘을 받을 때 열린 각도나 채널보다 닫힌 부분을 더 유리하게 처리합니다. 일부 무거운 교량 프레임에서는 콘크리트로 채워진 원형 중공 단면이 기둥으로 사용됩니다. 이는 콘크리트의 높은 압축 저항과 강철 튜브의 구속 효과를 결합하여 축 하중 하에서 콘크리트 압축 강도를 비보강 기둥의 동일한 콘크리트에 비해 약 10~20% 증가시킵니다. 이러한 개선 사항은 국제 복합 기둥 설계 조항에 문서화되어 있습니다.

중공 단면 부재에 대한 설계 고려 사항

중공 단면을 올바르게 사용한다는 것은 단면 클래스, 좌굴 곡선 선택, 접합 동작 및 국부 하중 도입이라는 네 가지 설계 영역을 이해하는 것을 의미합니다. 이들 중 하나라도 잘못되면 효율적인 속이 빈 섹션이 안전하지 않은 섹션으로 바뀔 수 있습니다.

단면 클래스 및 국부 좌굴

중공 단면의 벽 두께에 따라 단면 클래스가 결정됩니다. Class 1 단면은 소성 힌지를 형성할 수 있고, Class 2 단면은 소성 모멘트에 도달할 수 있고, Class 3 단면은 항복에 도달하지만 소성 모멘트는 발생하지 않으며, Class 4 단면은 항복 응력에 도달하기 전에 국부적인 좌굴이 발생하므로 유효 면적이나 유효 단면 계수를 사용해야 합니다. 경계는 일반적으로 평평한 벽의 너비 대 두께 비율에 대한 제한으로 표현됩니다. 실제 규칙에 따라 벽 두께가 외부 치수의 약 5%인 정사각형 중공 단면은 S355 강철의 컴팩트 범위에서 편안하게 유지됩니다. 벽이 얇은 직사각형 단면의 경우 평면 폭 제한 비율은 두 방향의 평균이 아니라 더 긴 평면 벽의 길이에 따라 결정됩니다.

좌굴곡선과 제조경로

제조 경로는 설계에 사용되는 좌굴 곡선에 영향을 미칩니다. 열간 가공된 중공 단면은 일반적으로 동일한 공칭 강도의 냉간 성형 단면보다 더 유리한 좌굴 곡선을 갖습니다. 왜냐하면 성형 공정이 잔류 응력 분포와 코너 항복 강도의 모양을 변경하기 때문입니다. 이 차이는 열간 마감 부재의 좌굴 저항이 5~15% 더 높은 중간 세장 기둥의 경우 가장 중요합니다. 긴 모듈 범위에서 열간 마감 섹션을 사용하면 재료 비용과 운송 중량을 모두 낮출 수 있을 만큼 필요한 벽 두께를 줄일 수 있습니다.

트러스의 공동 동작

정사각형 또는 직사각형 중공 단면으로 만들어진 트러스에서 접합 용량은 일반적으로 용접보다는 코드 벽 펀칭 전단에 의해 결정됩니다. 적절한 각도에 도달하는 브레이싱 부재는 현 면에 타원형 응력 영역을 만듭니다. 설계 점검에서는 현 면이 국부적인 힘을 지탱할 수 있는지 확인해야 합니다. 원형 중공 섹션에서는 보다 균일한 응력 흐름과 함께 동일한 문제가 나타나며, 이는 원형 튜브의 절단 및 피팅 비용이 제작에 더 많이 들더라도 CHS 연결이 높은 축 하중에 대해 설계하기가 더 쉬운 이유입니다. 중공 단면으로 제작된 모듈식 교량 브레이싱의 경우 최근 연결 설계 방법을 사용하면 거셋 플레이트 수가 줄어들고 제작이 더 간단해졌습니다.

국부 부하 소개

중공 단면은 베어링, 핀 또는 다른 부재로부터 큰 집중 하중을 받을 수 있습니다. 너무 작은 영역에 하중이 가해지면 닫힌 벽이 국부적으로 변형됩니다. 지지력이 높은 경우 단면의 국부적 항복 여부를 확인하고 필요한 경우 내부 다이어프램이나 연결 영역의 더 두꺼운 벽으로 보강해야 합니다. 이것이 바로 CB-450과 고하중 시스템이 장점을 보여주는 부분입니다. 더 무거운 폐쇄 섹션 부재와 강화 패널은 적재된 트럭 축이나 크레인 활하중의 집중된 힘을 수용하도록 설계되었습니다.

중공 단면을 콘크리트로 채우면 내화성과 국부 지지 저항이 모두 크게 향상됩니다. 콘크리트 코어는 강철 벽이 안쪽으로 휘어지는 것을 방지하고 강철 튜브는 콘크리트를 가두어 합성 기둥에 부품의 합보다 훨씬 더 높은 축 용량을 제공합니다. 충전된 CHS 기둥은 고층 건축의 표준이며 무거운 교각 및 임시 지지 타워에서 점점 더 보편화되고 있습니다. 임시 교량 하부구조에서는 콘크리트를 배수한 후 콘크리트로 채워진 중공 부분을 재사용할 수 있지만 실제로 콘크리트를 제거하기 위해 강철을 절단하는 것은 경제적이지 않기 때문에 채워진 기둥은 일반적으로 제자리에 남아 있습니다.

유연한 경간 조합을 위한 CB 200 Bailey Bridge CB 200 베일리 교량은 모듈식 조합을 통해 21~60미터 범위에 적응하고 GB, ANSI 및 EN 표준을 준수하며 재사용을 위해 반복적으로 해체할 수 있어 비상 및 반영구 교량 응용 분야에 적합합니다. 제품보기 →

부식 방지 및 표면 처리

속이 빈 강철 프로파일은 외부에서 부식되며 끝이 밀봉되지 않은 경우 내부에서도 부식됩니다. 실외 교량 및 무거운 구조물에 대한 가장 일반적인 보호 시스템은 용융 아연 도금으로, 제작된 부재를 세척하고 플럭스 처리한 후 용융 아연에 담그는 방식입니다. 아연 코팅은 금속학적으로 결합된 층을 형성하여 스크래치와 절단 모서리에 대한 장벽 보호 및 음극 보호 기능을 모두 제공합니다. 널리 사용되는 ISO 1461 아연도금 사양에 따르면, 6mm보다 두꺼운 강철의 최소 평균 코팅 두께는 약 85마이크로미터이며, 벽 두께가 8~10mm인 일반적인 브리지 부재는 85~115마이크로미터의 아연 코팅을 받습니다. 해양 환경에서 아연 도금 이중 시스템과 페인트 상도 코팅을 사용하면 유지 관리 간격이 페인트만 사용할 때보다 약 2~3배 정도 늘어납니다.

제작 전 또는 후에 아연도금을 해야 하는지에 대한 지속적인 논쟁이 있습니다. 많은 중공 단면 구조의 경우 모든 절단 모서리, 드릴 구멍 및 용접 이음매가 아연으로 코팅되기 때문에 정답은 용접 및 드릴링 후에 아연 도금하는 것입니다. 제작 전에 단면을 아연 도금한 경우 용접 부위의 아연이 손실되므로 아연이 풍부한 두꺼운 페인트 수리가 필요합니다. 중공 부분에는 아연 도금 시 환기 구멍도 필요합니다. 내부의 뜨거운 가스가 아연을 밀어내거나 폭발 위험을 일으키지 않도록 내부 및 외부 압력이 동일해야 합니다. 일반적인 세부 사항은 폐쇄된 부분의 끝 부분 근처에 있는 두 개의 작은 구멍으로, 비가 들어가 튜브 내부에 모일 수 없도록 배치됩니다.

크기, 온도 또는 비용으로 인해 아연 도금이 실용적이지 않은 응용 분야의 경우 아연이 풍부한 프라이머를 사용한 2액형 페인트 시스템이 대안이 됩니다. 표면은 청결도 Sa2.5 및 대략 40~80 마이크로미터의 표면 거칠기에 대한 분사 연마와 같은 높은 기준에 따라 준비되어야 합니다. C3 또는 C4 대기 환경에 대한 총 페인트 시스템 두께는 일반적으로 코팅 공급업체 및 예상 서비스 수명에 따라 160~240마이크로미터 범위입니다. 해안 교량이나 터널과 같이 부식성이 높은 환경에서는 내후성 강철이 또 다른 선택 사항이지만 내후성 강철로 만든 용접 폐쇄 단면은 용접 필러 금속과 워터 트랩 세부 사항에 세심한 주의가 필요합니다. 갇힌 물은 폐쇄 프로파일 내부에서 최악의 부식 유형을 유발하기 때문입니다.

조립식 교량 제품의 경우 아연 도금 중공 단면이 기본값인 경우가 많습니다. 아연 도금 마감재는 운송, 현장 보관 및 설치 중에 부재를 보호합니다. 이때는 철재가 취급 시 가장 큰 손상과 녹 얼룩이 발생하는 바로 그 순간입니다. 또한 공장에서 적용된 아연 코팅은 현장에서 볼트 연결부에 터치업 페인트만 필요하다는 것을 의미합니다. 모듈형 교량의 아연 도금 버전과 맞춤형 아연 도금 교량 솔루션은 폐쇄형 스테인리스강 프로파일 또는 아연 도금 중공 섹션을 사용 수명 목표가 50년 이상인 전체 교량 패키지로 결합할 수 있는 방법을 보여줍니다. 한 가지 실용적인 점: 아연 도금 중공 부분을 현장에서 용접해야 하는 경우 용접 영역의 아연 보호 기능이 상실되므로 용접 직후 해당 부분을 청소하고 아연 함량이 높은 페인트로 다시 코팅해야 합니다.

현장 조립을 위한 아연 도금 맞춤형 베일리 브리지 이 용융 아연 도금 베일리 교량은 현장 설치를 단순화하기 위해 맞춤 설계되고 공장에서 사전 조립되었으며 까다로운 자연 환경에 적합한 부식 방지 코팅과 안정적인 성능을 위해 표준화된 구성 요소를 갖추고 있습니다. 제품보기 →

프로젝트 엔지니어를 위한 조달 체크리스트

속이 빈 강철 프로파일과 관련된 가장 일반적인 조달 오류는 구조 성능을 제어하는 세부 사항을 수정하지 않고 표준 압연 제품을 주문하는 것입니다. 아래 체크리스트에는 중공강 단면의 구매 사양에 기록해야 하는 사항이 포함되어 있습니다.

• 먼저 제조 경로를 확인하세요. 열간 가공, 냉간 성형 또는 표준화가 허용되는지 여부를 기록합니다. 설계 검토 없이 대체를 허용하지 마십시오.
• 규격과 등급을 정확하게 기재하세요. 예를 들어 EN 10219 S355J2H, ASTM A500 등급 C 또는 GB/T 6728 Q355B입니다. 승인 전에 밀 테스트 문서에서 동등한 등급을 확인하십시오.
• 공차를 수정합니다. 외부 치수, 벽 두께, 직진도 및 단면 길이는 모두 제작 맞춤에 영향을 미칩니다. 길이의 0.2% 직진도 편차는 구조적 중공 단면의 일반적인 요구 사항이지만 공차가 높은 프로젝트에는 0.1%가 필요할 수 있습니다.
• 표면 준비를 지정합니다. 페인트 시스템의 경우 폭파 표준과 거칠기를 정의합니다. 아연 도금 부재의 경우 코팅 두께 요구 사항과 내부 구멍이 필요한지 여부를 확인하십시오.
• 제작 범위를 정의합니다. 공급업체가 길이에 맞게 절단하고, 베벨을 준비하고, 구멍을 뚫고, 끝판을 용접하는지 확인합니다. 작업이 추가될 때마다 검사 계획과 비용이 변경됩니다.
• 검사 요구 사항을 나열하십시오. 교량 구성요소의 경우 용접 등급과 비파괴 테스트 범위를 지정합니다. 일상적인 건물 구조에서는 육안 검사가 허용되는 반면, 보행자용 교량이나 무거운 지지 프레임에서는 중요한 용접 부위에 대한 초음파 또는 자분 검사가 필요할 수 있습니다.
• 끝단 씰링 세부 사항을 확인하십시오. 빈 부분에 밀봉된 끝이 필요한지 또는 배수구가 필요한지 결정하십시오. 이 작은 디테일은 노출된 구조물의 내부 부식과 동결-융해 손상을 방지합니다.
• 톤당 가격이 아닌 설치 비용으로 견적을 비교하세요. 약간 더 비싼 열간 마감 S355 단면은 더 작은 부재, 더 적은 보강재 및 무게 감소로 인해 운송 비용이 저렴할 수 있습니다.

교량의 경우 프로파일 치수가 사용 중인 모듈형 시스템에 맞는지 확인하십시오. 5mm 너비가 너무 넓은 외부 코드는 전체 패널 라인의 연결 형상을 방해할 수 있습니다. 가장 안전한 접근 방식은 연결 간격과 핀 직경이 이미 고정되어 있는 교량 시스템 문서에서 중공 단면 크기를 선택하는 것입니다.

중공 강철 프로파일에 대해 자주 묻는 질문

SHS, RHS 및 CHS의 차이점은 무엇입니까?

SHS는 너비와 높이가 동일한 정사각형 프로파일이고, RHS는 외부 치수가 서로 다른 직사각형 프로파일이며, CHS는 원형 프로파일입니다. SHS는 기둥과 모멘트 연결에 선호되고, RHS는 강한 축을 가진 보와 부재에 선호되며, CHS는 모든 방향에서 하중을 받는 기둥, 해양 파일 및 건축 노출 구조물에 선호됩니다. 선택은 연결 비용, 굽힘 효율 및 비틀림 저항에 영향을 미칩니다.

중공형 단면이 I형 단면보다 저렴합니까, 아니면 더 비쌉니까?

중공 형강은 일반적으로 열간 압연 I형 형강보다 톤당 비용이 더 많이 듭니다. 성형 공정에서 추가 에너지가 소비되기 때문입니다. 그러나 기둥이나 부재가 양방향으로 하중을 받는 경우에는 같은 용량의 중공단면 무게가 10~30% 정도 가벼워서 총 제작비용을 낮출 수 있습니다. 비용 비교는 항상 제작, 운송, 표면처리, 연결 등을 포함한 설치 부재 비용을 기준으로 이루어져야 합니다.

중공 강철 프로파일을 벤딩 빔으로 사용할 수 있습니까?

예. 직사각형 중공 단면은 하중이 주로 한 방향일 때 매우 좋은 보입니다. 왜냐하면 깊은 단면 형상이 높은 모멘트 저항을 제공하고 닫힌 벽이 비틀림 안정성을 제공하기 때문입니다. 정사각형 및 원형 단면은 격자 거더 및 프레임의 보로도 사용되지만 굽힘 방향에서 재료가 중립 축에서 멀지 않기 때문에 동등한 폭의 RHS보다 굽힘 효율이 낮습니다.

중공단면설계의 단면등급은 무엇인가요?

단면 클래스는 벽에 국부 좌굴이 나타나기 전에 부재가 얼마나 멀리 갈 수 있는지를 정의하는 분류 시스템입니다. Class 1은 소성해석과 소성힌지, Class 2는 소성모멘트 저항, Class 3은 탄성모멘트만 허용, Class 4는 유효면적 계산이 필요합니다. 등급은 주로 평평한 벽의 너비 대 두께 비율과 강철 항복 강도에 의해 결정됩니다. 간단히 말하면, 폭에 비례하여 벽의 두께가 두꺼울수록 등급이 높아지고 굽힘 능력도 더 많이 사용할 수 있습니다.

속이 빈 부분의 벽은 얼마나 두꺼워야 합니까?

건물의 일반적인 정사각형 기둥의 경우 벽 두께는 외부 치수의 4~8%인 경우가 많습니다. 직사각형 빔의 경우 벽 두께는 일반적으로 큰 치수의 3~6%입니다. 단면이 Class 3 또는 Class 4인 경우 더 얇은 벽이 허용되지만 유효 폭이 줄어들어 설계 효율성이 떨어집니다. 3mm 미만의 벽 두께는 용접 중 국부적 손상과 기하학적 결함에 취약하기 때문에 기본 교량 구조에서는 거의 사용되지 않습니다.

속이 빈 부분에는 배수구가 필요합니까?

예, 해당 구간이 날씨에 노출된 경우 가능합니다. 밀봉된 중공 부분은 깨진 솔기나 부적절하게 밀봉된 용접부를 통해 유입되는 응축수와 물을 가두어 줍니다. 내부 물은 내부에서 부식을 일으키고 동결 시 튜브가 갈라질 수 있습니다. 낮은 부분에 직경 10~15mm 정도의 배수구를 설치해 단면적 손실을 최소화하면서 물이 빠져나갈 수 있도록 해준다. 중공부를 아연도금하여 외부노출부재로 사용하는 경우 아연도금 공정 자체에서도 통풍구가 필요합니다.

중공 강철 프로파일이 모듈형 교량에 적합합니까?

예. 모듈식 패널 교량은 보조 부재, 버팀대, 난간 및 지지 프레임에 폐쇄형 프로파일을 광범위하게 사용합니다. 닫힌 프로파일의 높은 비틀림 저항은 측면 풍하중 및 하중 편심에 저항하는 데 유용합니다. 또한 폐쇄된 단면은 표면적을 줄여서 대형 조립식 교량 패키지에 중요한 코팅 비용을 절감합니다. 표준 베일리 교량의 메인 트러스 현은 핀 연결 설계가 압축된 강철 패널을 기반으로 하기 때문에 속이 빈 부분이 아니지만, 지지 요소와 더 무거운 하중 지지 변형은 더 높은 용량을 달성하기 위해 폐쇄형 프로파일을 사용합니다. 는 Bailey 교량 하중 용량 안내 시스템이 범위 및 부하 요구 사항에 어떻게 부합하는지 설명합니다.

중공 강철 프로파일은 단일 제품이 아니라 다른 엔지니어링 구성 요소와 동일한 주의를 기울여 선택, 지정 및 보호해야 하는 구조 솔루션 제품군입니다. 제조 경로, 재료 등급, 벽 두께 및 표면 처리는 각각 최종 용량, 내구성 및 설치 비용에 영향을 미칩니다. 기둥의 경우 직사각형 또는 정사각형 중공 단면이 동일한 질량의 개방형 단면보다 좌굴 저항이 더 좋습니다. 트러스의 경우 빈 단면이 바람의 면적을 줄이고 연결을 단순화합니다. 날씨와 반복적인 하중에 노출된 교량의 경우 아연도금 폐쇄 섹션은 대부분의 개방 섹션보다 부식과 피로에 더 잘 견딥니다. 중공강 프로파일을 지정할 때 설계 시나리오부터 시작하여 제조 경로와 등급을 확인한 다음 기능 단위당 설치 비용을 비교하십시오. 이 순서는 건물, 임시 작업, 무거운 지지 구조물 및 모듈식 교량에 대해 일관된 결과를 생성합니다.