Hule stålprofiler: typer, standarder, designegenskaber og modulære broapplikationer

Hule stålprofiler, ofte kaldet hule strukturelle sektioner (HSS) i Nordamerika og hule sektioner i Europa, er stålelementer med lukket tværsnit fremstillet i kvadratiske, rektangulære og cirkulære former. De findes i brospær, byggesøjler, krankonstruktioner, transmissionstårne, midlertidige arbejder og modulære stålbroer. Den enkleste måde at se deres fordele på: En firkantet hul sektion med samme højde og samme stålmasse som en varmvalset HEA- eller IPE-søjle giver typisk en gyrationsradius på omkring 20 til 30 procent større, hvilket direkte reducerer risikoen for knækning og øger den anvendelige aksiale belastningskapacitet uden at tilføje stål. Disse tal kommer fra åbent offentliggjorte sektionsegenskabstabeller som dem, der bruges i Eurocode 3 designeksempler og standard møllekataloger. Denne artikel forklarer de reelle forskelle mellem kvadratiske, rektangulære og cirkulære hule profiler, hvordan fremstillingsruten ændrer mekanisk adfærd, hvilke materialestandarder der gælder, hvordan man læser sektionsegenskaber, hvordan hule sektioner bruges i modulære stålbroprodukter, hvordan korrosionsbeskyttelse er specificeret, og hvad der skal stå på en indkøbstjekliste, før du afgiver en ordre.

Det direkte svar på det mest almindelige spørgsmål er dette: vælg en firkantet hul sektion, når du har brug for forudsigelig bøjningsstivhed og rene forbindelser, vælg en rektangulær hul sektion, når den ene retning dominerer belastningen, vælg en cirkulær hul sektion, når belastninger kan ankomme fra enhver retning, og bekræft altid fremstillingsruten og materialekvaliteten, før du sammenligner priser. Fremstillingsruten påvirker restspænding, sejhed og knækkurven, der bruges i design, så det er ikke kun en produktionsdetalje.

Hvad er hule stålprofiler? Typer og grundformer

Hule stålprofiler er dannet af en flad stålstrimmel eller fra en opvarmet rund barre til et lukket tværsnit uden frie kanter. De tre standardfamilier er kvadratiske hulprofiler (SHS), rektangulære hulprofiler (RHS) og cirkulære hulprofiler (CHS). Hver familie har en særskilt bærende karakter, så det første trin i enhver udvælgelsesproces er at matche tværsnitsformen til den dominerende type last.

En hulprofil er betegnet ved sin familie, ydre dimension eller dimensioner og vægtykkelse, for eksempel SHS 150 x 150 x 8 eller RHS 200 x 100 x 6,3. I europæisk praksis er fremstillings- og tolerancekravene angivet i EN 10210 for varmbehandlede sektioner og EN 10219 for koldformede svejsede sektioner. I nordamerikansk praksis er ASTM A500 stadig den mest almindelige specifikation for svejsede hule konstruktionssektioner af kulstofstål, mens ASTM A1085 i stigende grad specificeres, hvor der er behov for snævrere tolerancer og ensartet sejhed. I Kina dækker GB/T 6728 mange koldformede svejsede hulsektioner. At vide, hvilken standard dit projekt vil blive kontrolleret i forhold til, er lige så vigtigt som at kende stålkvaliteten.

Sådan fremstilles hule stålprofiler

Fremstillingsruten ændrer den indre spændingstilstand, placeringen af svejsesømmen, hjørnegeometrien og materialets adfærd under kompression og udmattelse. To profiler med identiske ydermål kan opføre sig forskelligt, hvis den ene er varmbehandlet og den anden er koldformet, så det er ikke en ren akademisk skelnen.

1. Varmbehandlet formning (EN 10210 rute): stålet opvarmes til over omkrystallisationstemperaturen, formes til en rund eller firkantet form og afsluttes ved en temperatur, der aflaster de fleste formningsspændinger. Resultatet er en mere ensartet mikrostruktur, lavere restspænding og bedre sejhed i hjørnerne, hvilket kan forbedre knækevnen af ​​en søjle med de samme nominelle dimensioner.
2. Koldformning fra strimmel (EN 10219 eller ASTM A500 rute): en flad strimmel koldvalses til et rundt rør, lukkes ved højfrekvent induktionssvejsning og tumles derefter til firkantede eller rektangulære former. Koldformning øger flydespændingen i hjørnerne på grund af arbejdshærdning, men det efterlader også højere restspændinger, og designreglerne behandler sektionen forskelligt i knækkontrol.
3. Varmformning efter svejsning: nogle møller normaliserer eller bratkøler-og-temperer det svejsede rør for at genoprette duktilitet og konsistens. Dette kombinerer de lavere omkostninger ved båndbaseret produktion med en mere gunstig intern stresstilstand, men tilgængeligheden er mere begrænset, og gennemløbstiden er længere.

For en brokomponent, der vil bære gentagne spændingsbelastninger, er en varmbehandlet eller normaliseret sektion ofte det sikreste udgangspunkt, fordi udmattelsesydelsen i høj grad afhænger af svejsesømmen og af spændingskoncentrationer i hjørnerne. Til midlertidige arbejder, falskarbejde, scener og ikke-udmattende strukturer er en koldformet sektion normalt tilstrækkelig og mere økonomisk. Prisforskellen mellem koldformede og varmbehandlede sektioner af samme størrelse ligger typisk i intervallet 5 til 10 procent afhængigt af markedet og vægtykkelsen, men ydeevneforskellen i en udmattelsesbelastet samling kan være meget større end dette tal.

Stålkvaliteter og -standarder, der betyder noget

Tabellen nedenfor opsummerer de standarder, der almindeligvis anvendes til hule stålprofiler, og de materialekvalitetsfamilier, der er knyttet til dem. Den hyppigste ingeniørbeslutning er mellem S235, S275 og S355 i Europa og mellem ASTM A500 Grade B og Grade C i Nordamerika.

Når du sammenligner tilbud fra forskellige møller, skal du sørge for, at standard, kvalitet og slagkraft er skrevet på samme linje. En almindelig fejl er at sammenligne en koldformet S275-profil med en varmbehandlet S355-profil alene på pris. Den koldformede sektion kan være billigere pr. ton, men den varmbehandlede sektion kan tillade en tyndere væg og lettere element i et søjledesign, hvilket ofte gør den endelige fabrikerede konstruktion billigere, når omkostningerne sammenlignes pr. meter installeret konstruktion frem for pr. ton råmateriale.

Sektionsegenskaber, der driver strukturelt design

Når du åbner et hulsektionskatalog, er de tal, der betyder noget, ikke alene de ydre dimensioner. Nedenstående egenskaber er dem, en konstruktionsingeniør bruger til at kontrollere styrke, stivhed og stabilitet. De bør kun sammenlignes mellem sektioner af samme fremstillingsrute og materialekvalitet.

Gyrationsradius fortjener særlig opmærksomhed. For et fast tværsnitsareal spreder en firkantet eller cirkulær hul sektion materialet længere fra tyngdepunktet end en åben I-sektion af samme areal, hvilket hæver gyrationsradius og sænker slankhedsforholdet for en given elementlængde. Kort sagt kan en hul søjle være længere eller tyndere end en søjle med åbent snit, før udbukning styrer designet. Det er grunden til, at hule stålprofiler dominerer højhuse afstivende rammer, gittertårne ​​og modulære brosystemer, der skal transporteres som store præfabrikerede komponenter og opstilles med et minimum af byggepladsarbejde.

Torsion er den anden praktiske fordel. En åben I-sektion fordeler torsionsspænding ineffektivt og kræver ofte yderligere afstivning eller en lukket boks fremstillet ved at svejse plader sammen. En firkantet eller rektangulær hul sektion modstår vrid direkte gennem dens lukkede væg. For en brokonstruktionsplatform, en udkraget støtteramme eller enhver struktur, der modtager vind fra skiftende retninger, reducerer denne lukkede sektions adfærd mængden af ​​yderligere afstivningsstål, der er nødvendig.

Hule sektioner i modulære stålbroer og tunge konstruktioner

Modulære stålbroer er et stærkt eksempel på, hvordan hule stålprofiler bruges i praksis. En typisk Bailey-bro eller panel-type modulær bro er afhængig af højstyrke stiftforbundne trusspaneler til sine hoveddragere, men det omgivende strukturelle system bruger en stor mængde hule sektioner til tværgående bjælker, sideafstivninger, vindstrenge, brystværn, gelændere og forbindelseselementer. De vigtigste truss-elementer er ofte ikke hule sektioner, fordi de skal stiftes og standardiseres for hurtig montering. Imidlertid er de sekundære elementer og hele bærerammen på en modulær bro ofte lavet af SHS- og RHS-profiler, fordi de modstår de laterale kræfter og vridningsmomenter, der opstår, når tunge køretøjer krydser broen.

Til CB-100-serien bruger systemet standardiserede modulære paneler, der kan samles i enkeltsporede, dobbeltsporede og forstærkede konfigurationer. Det gennemgående dragerdesign skaber den klassiske spærprofil, mens de tværafstivede og lodrette stolper bruger lukkede sektioner for at holde vindmodstanden lavere og for at undgå den lokale knæk, som tynde åbne kanaler lider under gentagne tunge belastninger. Hvis man sammenligner en modulær bro bygget med lukket sektions sekundær afstivning mod et ældre design bygget med åbne kanaler, viser den lukkede sektions version normalt mindre vibrationer ud af planet og kræver mindre vedligeholdelse over tid, primært fordi der ikke er åbne kanter, hvor vand og vejsalte samler sig.

CB 100 (321) Bailey Bridge Modular System Leverandør CB 100 (321) Bailey Bridge kombinerer standardiserede paneler med lukket tværsektion for at sænke vindmodstanden og vibrationer ud af planet, hvilket gør den til en holdbar mulighed for enkeltsporede, dobbeltsporede og forstærkede midlertidige brolayouts. Se produkt →

Forholdet mellem hulprofiler og modulbroer virker i begge retninger. På den ene side anvender selve brosystemet lukkede profiler til sin bærekonstruktion og tunge belastningselementer, hvorfor højkapacitets modulære broer måles ikke kun på spærdybden, men også ved den lukkede tværafstivning og de lastspredende elementer. På den anden side er hule stålprofiler råmaterialet til mange præfabrikerede brokomponenter, herunder fodgængerbroer, rørledningsstøttebroer, midlertidige ramper og ståltilkørselsbroer. Hvor en bro skal være korrosionsbestandig og let at transportere, reducerer det lukkede tværsnit det ydre overfladeareal pr. styrkeenhed, så der forbruges mindre maling eller galvanisering for samme ydeevne. For en gennemgang af, hvordan specifikationer og lastdata håndteres i en standard modulær bro, er lastkapacitetsguiden og systemsammenligningsnoterne nyttige udgangspunkter, før du forpligter dig til en sektionsstørrelse. Til større krydsninger øger CB-200-serien panelstyrken og tillader længere spændvidder, og de fire-rækkede forstærkede versioner viser, hvordan modulære systemer kombinerer de samme hulprofil-afstivningsprincipper med højere spærkapacitet.

I større brokonstruktioner bærer hule profiler vindafstivningen af det nederste dæk og det øvre sidesystem. En rektangulær hul sektion bruges ofte til kordeelementer af gitterdragere, fordi fladsidede profiler forenkler svejsede forbindelser. Designreglerne for gitterbroer behandler den lukkede sektion mere fordelagtigt end en åben vinkel eller kanal, når elementet udsættes for kompression plus bøjning i to retninger. I nogle tunge brorammer anvendes betonfyldte cirkulære hulsektioner som søjler, der kombinerer betonens høje trykmodstand med stålrørets begrænsende effekt, hvilket øger betonens trykstyrke under aksial belastning med omkring 10 til 20 procent sammenlignet med samme beton i en uarmeret søjle. Denne forbedring er dokumenteret i internationale bestemmelser om sammensat søjledesign.

Designovervejelser for hule sektionsmedlemmer

Korrekt brug af en hul sektion betyder at forstå fire designområder: Tværsnitsklasse, valg af knækkurve, samlingsadfærd og lokal belastningsintroduktion. At få en af ​​disse forkerte kan gøre en effektiv hul sektion til en usikker.

Tværsnitsklasse og lokal knækning

Vægtykkelsen af en hulprofil bestemmer dens tværsnitsklasse. En klasse 1 sektion kan udvikle et plastisk hængsel, en klasse 2 sektion kan nå sit plastiske moment, en klasse 3 sektion opnår ydelse, men ikke plastisk moment, og en klasse 4 sektion ser lokal knæk, før flydespændingen nås, så der skal bruges et effektivt areal eller effektivt sektionsmodul. Grænserne udtrykkes sædvanligvis som en grænse for forholdet mellem bredde og tykkelse af den flade væg. Som en praktisk regel forbliver en firkantet hulsektion med en godstykkelse på omkring 5 procent af ydermålet komfortabelt i det kompakte område for S355 stål. For en tyndvægget rektangulær sektion er det begrænsende flade breddeforhold styret af længden af ​​den længere flade væg, ikke gennemsnittet af de to retninger.

Knækkurve og fremstillingsrute

Fremstillingsruten påvirker knækkurven, der bruges i design. Varmbehandlede hulprofiler kvalificerer sig generelt til en mere gunstig knækkurve end koldformede profiler med samme nominelle styrke, fordi formningsprocessen ændrer formen på restspændingsfordelingen og hjørneflydespændingen. Denne forskel har størst betydning for søjler med mellemslankhed, hvor bøjningsmodstanden er mellem 5 og 15 procent højere for det varmebehandlede element. I et langt modulopbygget spænd kan brug af varmebehandlede sektioner reducere den nødvendige vægtykkelse lige nok til at sænke både materialeomkostninger og transportvægt.

Fælles adfærd i bindingsværk

I en truss lavet af kvadratiske eller rektangulære hule sektioner styres samlingskapaciteten sædvanligvis af kordevægsstanseforskydningen snarere end af svejsningen. Et afstivningselement, der ankommer i en moderat vinkel, skaber en oval spændingszone på kordefladen. Designkontrollen skal bekræfte, at kordefladen kan bære den lokale kraft. I et cirkulært hulsnit opstår samme problem med et mere ensartet spændingsflow, hvorfor CHS-forbindelser nogle gange er nemmere at designe til høje aksiale belastninger, selvom skæring og montering af runde rør koster mere i fremstillingen. For modulære broafstivninger fremstillet af hule sektioner fører brugen af ​​en nyere forbindelsesdesignmetode til færre kileplader og enklere fremstilling.

Introduktion til lokal belastning

En hul sektion kan udsættes for en stor koncentreret belastning fra et leje, en stift eller et andet element. Den lukkede væg deformeres lokalt, når belastningen indføres over et for lille område. Hvor lejekraften er høj, bør sektionen kontrolleres for lokal eftergivelse og om nødvendigt forstærkes med indvendige membraner eller en tykkere væg i tilslutningszonen. Det er præcis her, CB-450 og tunge belastningssystemerne viser deres fordele: De tungere lukkede sektionselementer og forstærkede paneler er designet til at acceptere de koncentrerede kræfter fra en belastet lastbilaksel eller en levende last fra en kran.

Når en hul sektion er betonfyldt, forbedres både brandmodstanden og den lokale bæreevne betydeligt. Betonkernen forhindrer stålvæggen i at bukke indad, og stålrøret begrænser betonen, hvilket giver en sammensat søjle meget højere aksial kapacitet end summen af ​​dens dele. Fyldte CHS-søjler er standard i højhusbyggeri og bliver mere almindelige i tunge bropiller og midlertidige støttetårne. I midlertidige brounderkonstruktioner kan en betonfyldt hulsektion genbruges efter dræning af betonen, selvom den fyldte søjle i praksis normalt efterlades på plads, fordi det ikke er økonomisk at skære stålet for at fjerne betonen.

CB 200 Bailey Bridge til fleksible spændkombinationer CB 200 Bailey Bridge tilpasser sig spændvidder fra 21 til 60 meter gennem modulære kombinationer, overholder GB-, ANSI- og EN-standarder og kan adskilles gentagne gange til genbrug, så den passer til nød- og semipermanente broapplikationer. Se produkt →

Korrosionsbeskyttelse og overfladebehandling

En hul stålprofil vil korrodere udefra og, hvis enderne ikke er tætte, også indefra. Det mest almindelige beskyttelsessystem til udendørs broer og tunge konstruktioner er varmgalvanisering, hvor det fremstillede element renses, flusses og nedsænkes i smeltet zink. Zinkbelægningen danner et metallurgisk bundet lag, der giver både barrierebeskyttelse og katodisk beskyttelse ved ridser og afskårne kanter. Ifølge den udbredte ISO 1461 galvaniseringsspecifikation er den mindste gennemsnitlige belægningstykkelse for stål tykkere end 6 mm omkring 85 mikrometer, og et typisk broelement med 8 til 10 mm vægtykkelse modtager mellem 85 og 115 mikrometer zinkbelægning. I marine miljøer forlænger et duplekssystem med galvanisering plus en maling topcoat vedligeholdelsesintervallet til omkring to til tre gange så meget som for maling alene.

Der er en vedvarende debat om, hvorvidt man skal galvanisere før eller efter fremstilling. For mange hulprofilstrukturer er det rigtige svar at galvanisere efter svejsning og boring, fordi hver skærekant, boret hul og svejsesøm bliver belagt med zink. Hvis sektionen er galvaniseret før fremstillingen, mister svejseområderne deres zink og har brug for en tyk zinkrig malingsreparation. Hulsektionen har også brug for ventilationshuller, når den er galvaniseret: det indre og ydre tryk skal udlignes, så den varme gas indeni ikke tvinger zinken ud eller forårsager eksplosionsfare. En almindelig detalje er to små huller nær enderne af en lukket sektion, placeret således, at regn ikke kan trænge ind og samle sig inde i røret.

Til applikationer, hvor galvanisering ikke er praktisk på grund af størrelse, temperatur eller omkostninger, er et alternativ et tokomponent malingssystem med en zinkrig primer. Overfladen skal forberedes til en høj standard, såsom sandblæsning til renhed Sa2.5 og en overfladeruhed på ca. 40 til 80 mikrometer. Den samlede malingssystemtykkelse for et C3- eller C4-atmosfærisk miljø ligger generelt i området 160 til 240 mikrometer, afhængigt af belægningsleverandøren og den forventede levetid. I stærkt korrosive miljøer som kystbroer eller tunneler er forvitringsstål en anden mulighed, men svejsede lukkede sektioner fremstillet af forvitringsstål kræver omhyggelig opmærksomhed på svejsetilsatsmetallet og vandlåsens detaljer, fordi indespærret vand forårsager den værste type korrosion inde i en lukket profil.

For præfabrikerede broprodukter er zink-galvaniserede hulprofiler ofte standard. Den galvaniserede finish beskytter elementet under transport, opbevaring på stedet og montering, hvilket er præcis, når bart stål lider mest af håndteringsskader og rustfarvning. En fabrikspåført zinkbelægning betyder også, at stedet kun behøver efterbehandlingsmaling ved boltforbindelserne. Den galvaniserede version af modulbroen og kundetilpassede galvaniserede broløsninger demonstrerer, hvordan lukkede rustfri stålprofiler eller galvaniserede hulprofiler kan kombineres til en komplet bropakke med en levetidsmål på 50 år eller mere. En praktisk pointe: Når en galvaniseret hulsektion skal svejses på stedet, mister svejsezonen sin zinkbeskyttelse, så området bør renses og genbelægges med zinkrig maling lige efter svejsningen.

Galvaniseret tilpasset Bailey Bridge til monteringsklar montering Denne varmgalvaniserede Bailey-bro er specialdesignet og fabriksmonteret for at forenkle montering på stedet med korrosionsbestandig belægning, der passer til udfordrende naturlige miljøer og standardiserede komponenter for pålidelig ydeevne. Se produkt →

Indkøbstjekliste for projektingeniører

Den mest almindelige indkøbsfejl med hule stålprofiler er at bestille et standard mølleprodukt uden at fikse de detaljer, der styrer den strukturelle ydeevne. Tjeklisten nedenfor dækker de punkter, der bør skrives ind i enhver købsspecifikation for hule stålprofiler.

• Bekræft først fremstillingsruten. Skriv om varmbehandlet, koldformet eller normaliseret er acceptabelt. Tillad ikke substitution uden en designgennemgang.
• Angiv standard og karakter nøjagtigt. For eksempel EN 10219 S355J2H, ASTM A500 Grade C eller GB/T 6728 Q355B. Tjek tilsvarende karakterer på mølletestdokumentet før accept.
• Ret tolerancerne. Ydre dimension, vægtykkelse, rethed og sektionslængde påvirker alle fabrikationspasningen. En rethedsafvigelse på 0,2 procent af længden er et almindeligt krav til strukturelle hule sektioner, men projekter med høj tolerance kan have brug for 0,1 procent.
• Angiv overfladeforberedelse. For malingssystemer definerer blæsestandarden og ruheden. For galvaniserede elementer bekræftes belægningstykkelseskravet, og om de indvendige huller er nødvendige.
• Definer fremstillingsomfanget. Bestem, om leverandøren skærer i længden, klargør affasninger, borer huller og svejser endeplader. Hver tilføjet operation ændrer inspektionsplanen og omkostningerne.
• Angiv inspektionskravene. For brokomponenter angiv svejseklassen og omfanget af ikke-destruktiv prøvning. En rutinemæssig bygningsstruktur kan acceptere visuelle kontroller, mens en fodgængerbro eller en tung støtteramme kan kræve ultralyds- eller magnetisk-partikelundersøgelse af kritiske svejsninger.
• Tjek endeforseglingsdetaljen. Beslut om hule sektioner skal have forseglede ender eller drænhuller. Denne lille detalje forhindrer indvendig korrosion og fryse-tø-skader i udsatte strukturer.
• Sammenlign tilbud på den installerede pris, ikke prisen pr. ton. En lidt dyrere varmbehandlet S355-sektion kan tillade et mindre element, færre afstivninger og billigere transport på grund af reduceret vægt.

I en brosammenhæng skal du også bekræfte, at profilmålene passer til det modulære system, du bruger. En ekstern korde, der er 5 mm for bred, kan forstyrre forbindelsesgeometrien for hele panellinjen. Den sikreste tilgang er at vælge hulprofilstørrelserne fra brosystemets dokumentation, hvor forbindelsesafstanden og stiftdiametrene allerede er faste.

Ofte stillede spørgsmål om hule stålprofiler

Hvad er forskellen mellem SHS, RHS og CHS?

SHS er en kvadratisk profil med lige stor bredde og højde, RHS er en rektangulær profil med to forskellige ydermål, og CHS er en cirkulær profil. SHS foretrækkes til søjler og momentforbindelser, RHS foretrækkes til bjælker og elementer med en stærk akse, og CHS foretrækkes til søjler belastet fra enhver retning, marine pæle og arkitektonisk udsatte strukturer. Valget påvirker tilslutningsomkostninger, bøjningseffektivitet og vridningsmodstand.

Er hulprofiler billigere eller dyrere end I-profiler?

Hule sektioner koster generelt mere pr. ton end varmvalsede I-sektioner, fordi formningsprocessen bruger ekstra energi. Men for en søjle eller et element, der er læsset i to retninger, kan en hul sektion med samme kapacitet veje 10 til 30 procent mindre, så de samlede fabrikerede omkostninger kan være lavere. Omkostningssammenligningen skal altid foretages på den installerede medlemsomkostning, herunder fremstilling, transport, overfladebehandling og tilslutninger.

Kan en hul stålprofil bruges som bukkebjælke?

Ja. Et rektangulært hulprofil er en rigtig god bjælke, når belastningen primært er i én retning, fordi den dybe snitform giver en høj momentmodstand og den lukkede væg giver vridningsstabilitet. Firkantede og cirkulære sektioner bruges også som bjælker i gitterdragere og rammer, men deres bøjningseffektivitet er lavere end ved en tilsvarende bred RHS, fordi materialet ikke er så langt fra den neutrale akse i bøjningsretningen.

Hvad er tværsnitsklasse i hulprofildesign?

Tværsnitsklasse er et klassifikationssystem, der definerer, hvor langt et medlem kan gå, før der opstår lokal knæk i dets vægge. Klasse 1 tillader plastanalyse og plasthængsler, Klasse 2 tillader plastisk momentmodstand, Klasse 3 tillader kun den elastiske momentmodstand, og Klasse 4 kræver, at et effektivt areal skal beregnes. Klassen bestemmes hovedsageligt af forholdet mellem bredde og tykkelse af de flade vægge og stålets flydespænding. Enkelt sagt, jo tykkere væggen er i forhold til bredden, jo højere er klassen og jo mere bøjningskapacitet kan bruges.

Hvor tyk skal væggen på en hul sektion være?

For en typisk kvadratisk søjle i en bygning er vægtykkelsen ofte mellem 4 og 8 procent af ydermålet. For en rektangulær bjælke er vægtykkelsen normalt mellem 3 og 6 procent af den større dimension. En tyndere væg er tilladt, hvis sektionen er klasse 3 eller klasse 4, men udformningen bliver mindre effektiv på grund af reduceret effektiv bredde. En vægtykkelse under 3 mm bruges sjældent i primær brokonstruktion, fordi den er sårbar over for lokale skader og geometriske ufuldkommenheder under svejsning.

Har en hul sektion brug for drænhuller?

Ja, hvis afsnittet er vejrudsat. En forseglet hul sektion fanger kondens og vand, der trænger ind gennem knækkede sømme eller forkert forseglede svejsninger. Indvendigt vand forårsager korrosion indefra og kan spalte røret, når der opstår frysning. Drænhuller med en diameter på ca. 10 til 15 mm ved de lave punkter tillader vand at undslippe, samtidig med at tabet af sektionsareal minimeres. Når en hul sektion anvendes som udvendigt frilagt element med galvanisering, er ventilationshullerne også nødvendige under selve galvaniseringsprocessen.

Er hule stålprofiler velegnede til modulære broer?

Ja. Modulære panelbroer bruger i vid udstrækning lukkede profiler til sekundære elementer, afstivninger, brystværn og støtterammer. Den høje vridningsmodstand af en lukket profil er værdifuld til at modstå sidevindbelastninger og belastningsexcentriciteter. Derudover reducerer lukkede sektioner overfladearealet og dermed belægningsomkostningerne, hvilket betyder noget i en stor præfabrikeret bropakke. De vigtigste truss akkorder på en standard Bailey-bro er ikke hule sektioner, fordi stiftforbindelsesdesignet er baseret på pressede stålpaneler, men støtteelementerne og tungere bærende varianter bruger lukkede profiler for at opnå højere kapaciteter. Den guide til Bailey-broens belastningskapacitet forklarer, hvordan systemet er tilpasset spændvidde og belastningskrav.

Hule stålprofiler er ikke et enkelt produkt, men en familie af strukturelle løsninger, der skal vælges, specificeres og beskyttes med samme omhu som enhver anden konstrueret komponent. Fremstillingsruten, materialekvaliteten, vægtykkelsen og overfladebehandlingen påvirker hver især den endelige kapacitet, holdbarhed og installationsomkostninger. For en søjle giver et rektangulært eller kvadratisk hult tværsnit bedre bøjningsmodstand end en åben sektion af samme masse. For en truss reducerer hule sektioner vindareal og forenkler forbindelser. For en bro udsat for vejrlig og gentagne belastninger modstår galvaniserede lukkede sektioner korrosion og træthed bedre end de fleste åbne sektioner. Når du angiver en hul stålprofil, skal du starte med designscenariet, bekræfte fremstillingsruten og -kvaliteten og derefter sammenligne den installerede pris pr. funktionel enhed. Denne sekvens giver ensartede resultater for bygninger, midlertidige arbejder, tunge støttekonstruktioner og modulære broer.