سوله های HSS به سوله هایی گفته می شوند که در ساخت آنها از ساختارهای HSS استفاده شده است و در واقع به دلیل استفاده از چنین ساختارهایی به این نام معروف شده اند. برای اینکه با این سوله ها و کارکرد آنها بیشتر آشنا شوید بهتر است ابتدا ساختارهای HSS و ویژگی های آنها را بشناسید.
◊ ساختار HSS چیست؟
واژه HSS مخفف Hollow Structural Section به معنای سازه های دارای مقاطع تو خالی است. این ساختارهای فولادی با توجه به ماهیت خرپایی آنها مقاومت بالایی دارند و به عنوان یکی از اصلی ترین عناصر سازنده در سوله ها و سازه های مختلف استفاده می شوند. برای ساخت ساختارهای HSS فولادها را با سطح مقطع هایی نظیر دایره، مربع و یا مستطیل و در طول های متفاوت به هم جوش می دهند. به طور کلی می توان گفت این ساختارهای تو خالی فولادی دارای مزایای بسیاری از جمله جذابیت و زیبایی بالا، نسبت حجم به وزن بالا، مقاومت بالا، یکنواختی در طول کل سازه، مقرون به صرفه بودن و همچنین دارا بودن قابلیت بازیافت، هستند. لازم به ذکر است که به کارگیری مقاطع توخالی فولادی یا همان HSS سبب افزایش کیفیت سازه و کاهش زمان ساخت می شود.
کاربرد اساسی ساختارهای HSS در سازه هایی نظیر ساختمان های مسکونی، تجاری، سوله ها، استادیوم ها، پل ها، سازه های فضایی و دریایی، ایستگاه های مترو و یا سالن های فرودگاه، صنایع پتروشیمی و پارکینگ ها است. همچنین از لوله های با سطح مقطع دایره ای آنها نیز می توان برای انتقال آب استفاده کرد. به طور کلی می توان گفت به دلیل استحکام بسیار بالای این مقاطع، یکی از پرکاربرد ترین و متنوع ترین پروفیل های سازه ای هستند.
ساختارهای HSS با سطح مقطع مربع و یا دایره ای شکل با توجه به هندسه آن ها در امتداد دو یا چند محور دارای مقاومت یکنواخت و در نتیجه ویژگی های یکسان در طول کل سازه بوده و دارای توان بارگذاری چند محوره هستند و در نتیجه کارآمدتر از دیگر اشکال عمل می کنند. این توانایی باعث می شود که آنها گزینه مناسبی برای استفاده در ستون ها باشند. این نوع ساختارهای HSS مقاومت بسیار خوبی در برابر پیچش و تنش های متفاوت محیطی دارند. ساختارهای HSS با سطح مقطع مربع می توانند به عنوان “تیر” نیز مورد استفاده قرار بگیرند و با توجه به مقاومت بالایی که در برابر تنش های پیچشی جانبی دارند بسیار کارآمدتر از دیگر اشکال برای این منظور هستند. البته ساختارهای HSS با سطح مقطع بیضی برای استفاده به عنوان تیر، از دید زیبایی شناختی معماری نسبت به تیرهای با سطح مقطع مربع شکل عموما ترجیح داده می شوند و در قسمت های در معرض دید سازه، بیشتر از ساختارهای با سطح مقطع بیضی استفاده می شود.
◊ مزایای استفاده از مقاطع فولادی توخالی و ساخت سوله (HSS)
ساختارهای HSS در مقایسه با فلنج های پهن، نسبت قدرت به وزن در آنها بیشتر است و با توجه به اینکه فولاد کمتری در تولید آنها استفاده می شود وزن کمتری داشته و وزن کمتر برابر است با هزینه کمتر؛ بنابراین مقرون به صرفه تر هستند. در مجموع نسبت به سایر مصالح ساختمانی از لحاظ قیمت مناسب ترند.
- با استفاده از ساختارهای HSS در سازه ها و به علت فشرده سازی و مقاومت بالا در برابر تنش های پیچشی این ستون ها بسیار مقاوم تر و مناسب تر از انواع دیگر ستون های فولادی هستند.
- همان طور که گفتیم ساختارهای HSS از فولاد ساخته می شوند. این بدان معنی است که قابل بازیافت هستند و این یکی از مهمترین عوامل زیست محیطی است که سبب شده چنین ساختارهایی بسیار مورد توجه قرار گیرند و در ساخت و سازها استفاده شوند.
- ساختارهای HSS نسبت به سایر ساختارها بیش از 200 برابر از مقاومت تنشی بیشتر و بالاتری برخوردار هستند.
- از دیگر مزیت های ساختارهای HSS این است که کمتر بودن سطح مقطع آنها نسبت به مقاطع باز، باعث کاهش هزینه های تمیزکاری و نقاشی می شود.
- با توجه به تنوع در سطح مقطع های ساختارهای HSS در ساخت دیوارها می توان اشکال و ضخامت های متنوعی داشت. از طرفی تهیه و ساخت سازه های HSS آسان بوده و برای کاربردهای معماری مناسب اند.
- یکی دیگر از خصوصیات منحصر به فرد این ساختارها قابلیت طراحی بیشتر در هر دو محور(اعم از کشتاور اینرسی، مدول مقطع و شعاع ژیراسیون) آن ها است.
- مقاومت بالا در برابر بارگذاری های پیچشی از دیگر مواردی است که می توان در خصوص ویژگی های HSS بیان کرد. همچنین برای ستون های فشرده مناسب هستند.
- ساختارهای HSS در فرم پذیری و مقاوم بودن در برابر خوردگی تنوع بالایی دارند.
- از طرفی ساختارهای HSS در برابر جریان آب و هوا مقاومت و اصطکاک کمتری دارند که این باعث کاهش مصرف انرژی می شود.
- از نگاه زیباشناختی و شکل ظاهری با توجه به طراحی های منحصر به فرد بصری سطح نهایی ایجاد شده توسط ساختارهای HSS کیفیت بالایی داشته و می توانند به یکی از بخش های هیجان انگیز سازه تبدیل شوند.
- با استفاده از ساختارهای HSS بهتر و راحت تر می توان خدمات ضروری داخلی سازه ها مانند لوله ها و سیم کشی ها را از معرض دید پنهان کرد.
- رنگ کردن و یا کاور کردن این ساختارها بسیار راحت تر، سریع تر و کم هزینه تر از سایر نمونه های دیگر است.
- و به عنوان نکته پایانی، جوشکاری و اتصال قطعات ساختار HSS در کارگاه هیچ گونه محدودیتی ندارد.
حال که با کلیات ساختارهای HSS آشنا شدید وقت آن است که نگاهی به سوله هایی بیندازیم که از چنین ساختارهایی تشکیل شده اند.
◊ انواع سوله های HSS
سوله هایی که با این ساختارهای فولادی تو خالی ساخته می شوند، به طور کلی در نوع و شکل مختلف هستند.
▪ سوله های قوسی HSS
سوله های قوسی HSS که شامل سوله قوسی HSS ساخته شده با تیر و ورق و سوله قوسی ساخته شده از مقاطع دایره ای HSS هستند. اما در این نمونه از سوله های HSS بیشتر از پروفیل های با سطح مقطع دایره ای استفاده می شود و از نظر وزنی بسیار سبک بوده و از استقامت و مقاومت بالایی برخوردار هستند. همچنین به دلیل سطح مقطع دایره ای در آنها، فاقد محدودیت های معماری اند.
▪ سوله های HSS سبک هشتی
سوله های هشتی HSS که شامل سوله هشتی HSS ساخته شده با تیر و روق، سوله های هشتی ساخته شده از مقاطع دایره ای و سوله های هشتی HSS ویژه دهانه های بزرگ می باشند.
این سوله ها معمولا ویژه دهانه های 12 تا 18 متر هستند و با استفاده از تیر و ورق ساخته می شوند. سوله های HSS هشتی نیز مانند سوله های قوسی از استقامت و مقاومت بالایی برخوردارند و فرآیند طراحی و اجرای آنها نیز به راحتی انجام می شود. لازم به ذکر است که طراحی سوله فرآیندی دقیق و تخصصی است و در این امر باید بسیاری از فاکتورها اعم از عوامل طبیعی، محیطی، کاربرد سوله و همچنین تخصص مهندسی سازه مد نظر گرفته شود. بدیهی است عدم توجه به هر یک از آنها می تواند خسارتی به همراه داشته باشد. همانگونه که در بخش مزایای استفاده از ساختارهای توخالی فولادی HSS عنوان شد؛ سوله های ساخته شده با ساختارها HSS نیز به دلیل مقاومت پیچشی بالا، ظاهر زیبا، عدم محدودیت طراحی و ساخت، هزینه و مدت زمان اجرا نسبت به سایر سوله ها بسیار ارزان تر و مقرون به صرفه تر هستند. بدیهی است هزینه ساخت این سازه ها بیشتر تحت تاثیر قیمت مصالح که عموما آهن آلات و اتصالات است و همچنین هزینه ساخت و ابعاد سازه، حمل و نقل و موارد متعدد دیگر می باشد؛ اما باید توجه داشت برخلاف تصور عموم، سوله های HSS در مواقعی که دارای طبقه دوم هستند به علت بار طبقه و افزایش ارتفاع کلی سوله به هیچ وجه اقتصادی نیستند و عکس آنچه که تصور میشود سوله های HSS اگر برای تحمل این بارها طراحی شوند میزان جوشکاری و هزینه ساخت آنها نیز افزایش یافته و از نظر مقدار وزنی فولاد بکار رفته در ساخت، تفاوت چندانی با سوله های تیرورقی قدیمی نخواهد داشت.که در زمان طراحی سازه و با بررسی بازار تا حدودی قابل تخمین خواهد بود.
آخرین دیدگاه‌ها