Benefícios de diferentes seções de aço

Quantas vezes prestamos atenção à forma geométrica das seções de aço usadas na construção, e perceber a importância da forma? Todos design de aço e os códigos de construção em todo o mundo identificam algumas formas comuns a serem usadas como um membro de aço. Essas seções são notadas por seu perfil de forma de seção transversal. Abaixo mencionadas estão algumas seções comumente usadas.

TIPO DE SEÇÃO	FIGURA
Eu formo / Forma W / Forma de H
Forma C / Canais
Forma L / Ângulo
Forma de T
Praça, Retangular, e Seção Estrutural Oca Redonda (HSS)

Por que precisamos de diferentes tipos de seção?

Depois de passar pela lista acima, alguém pode se perguntar, por que precisamos moldar o seções de aço em diferentes formas, em vez disso, use formas sólidas (retangular, Praça, circular ou outros polígonos)? Para saber o motivo, precisamos entender um pouco sobre os aplicativos de carga, fenômenos estruturais submetidos ao membro, parâmetros que controlam a capacidade estrutural de um membro.

As aplicações de carga mais comuns que são encontradas na construção incluem uma ou uma combinação das seguintes:

• Point Loads
• Cargas uniformemente distribuídas
• Momento / flexão direta
• Rotação

Dependendo do tipo e maneira da (s) aplicação (ões) de carga, um membro está sujeito a um ou combinação de fenômenos estruturais, como:

• Compressão
• Tensão
• Cisalhamento
• Flexure
• Torção

Para avaliar um membro em relação aos fenômenos mencionados acima, existem poucos parâmetros (incluindo mas não limitado a) que indicam a resistência oferecida, como:

• Área de seção transversal
• Profundidade Total
• Espessura da teia, Flange / s, e pernas
• Momento de inércia e / ou módulo de seção
• Constante de Torção

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Circulando de volta para moldar uma seção sólida em diferentes perfis de aço; Com base em múltiplas combinações de carga, carga aplicada, fenômenos estruturais submetidos e parâmetro de resistência necessário, seções sólidas são moldadas e configuradas para vários perfis de forma. A moldagem de uma seção sólida em perfis de forma ajuda a alcançar uma alta proporção de material para capacidade. Por isso, conservando o consumo de aço (volume e peso).

Aqui, examinamos cada tipo de seção brevemente. Analisamos cada tipo de seção com base em critérios de projeto estrutural, benefícios de usabilidade e perfil de forma.

Eu formo / Forma W / Forma de H

O perfil de forma desta seção é semelhante ao alfabeto “I” ou “H”. A forma W é a notação comum usada em Aço AISC Manual de construção para este tipo de seção. Esta seção é usada para todos os tipos de combinações de carga, exceto rotação pura. Esta seção é altamente eficiente para resistir (em ordem) flexura, e compressão. Os usos mais comuns desta seção são vigas / vigas, colunas em edifícios e pontes.

Benefícios

• Alta conservação de aço em comparação com seção sólida retangular ou quadrada.
• Membro universal - pode ser usado para a maioria das aplicações de membros estruturais.
• Vasta gama de disponibilidade de seção definida em manuais de design de aço, permite um projeto estrutural ideal.
• Oferece boa compatibilidade para conexões com outros membros primários ou secundários.

Desvantagens

• Não pode ser carregado na direção X-X, como a seção oferece muito pouca capacidade estrutural em comparação com a direção Y-Y.
• Oferece menos resistência à torção, uma vez que é uma seção aberta.

Forma C / Canais

O perfil de forma desta seção é semelhante ao alfabeto “C”; portanto, nós os chamamos de forma C. Canal é a notação comum usada em Construção de aço AISC manual para este tipo de seção Esta seção é usada principalmente para aplicações de carga uniformemente distribuída com pequeno momento / flexão. Esta seção é altamente eficiente para ser usada como um membro estrutural secundário, onde a carga é transferida para outros membros estruturais primários. Os usos mais comuns da forma C / canais como membro estrutural secundário são vigas transversais de suporte do piso, terças para treliças de telhado, pregos na moldura da parede, membros de suporte para montagens de teto, etc.

Benefícios

• Substituto ideal para a forma de I quando a flexão não é um fator crítico, conservando quase metade do aço.
• Fornece alta capacidade estrutural quando usado um sistema de vários membros. Ex. Sistema de vigamento, Terças em treliça de telhado, etc.
• Pode ser colocado costas com costas para criar uma seção virtual em forma de I.
• Oferece boa compatibilidade para conexão com outros membros de aço e superfícies de concreto / tijolo.

Desvantagens

• Altamente instável quando carregado sem escorar o flange superior, devido à geometria assimétrica no eixo Y-Y.
• Não é adequado para aplicações de carga pesada.

Forma L / Ângulo

O perfil de forma desta seção é semelhante ao alfabeto “L”; portanto, os chamamos de forma de L. Esta seção também é chamada de "Ângulo", conforme observado no Manual de Construção de Aço AISC e também devido à sua viabilidade para acomodar conexões angulares. Esta seção é muito usada para aplicações de carga pontual para resistir ao cisalhamento, tensão e compressão. Esta seção é um ajuste perfeito para ser usado como um membro de conexão, componente principal de um membro integrado, etc.. Os usos mais comuns desta seção são a conexão entre formas I e / ou outras formas, reforçando os membros da treliça, Acordes, Barreiras e / ou cadarços de membro acumulado, Membros do diafragma no sistema de viga da ponte, Elementos de reforço da teia para seções em forma de I, etc.

Benefícios

• Fornece alta capacidade estrutural em conexões para resistir ao cisalhamento do parafuso / solda.
• Altamente preferido para ser usado como um membro de reforço para treliças, uma vez que oferecem uma boa combinação de capacidade axial-flexural (Tensão / Compressão).
• Pode ser colocado costas com costas para criar uma seção virtual em forma de T.

Desvantagens

• Geometria assimétrica nas direções X-X e Y-Y.
• Relação de capacidade material/estrutural muito baixa oferecida, em comparação com outras seções de forma

Forma de T / Tees Estruturais

O perfil de forma desta seção é semelhante ao alfabeto “T”; portanto, nós os chamamos de forma de T. T estrutural é uma notação comum usada no Manual de construção de aço AISC para este tipo de seção. Esta seção é geralmente dividida dos formatos I padrão, removendo o flange inferior. Esta seção pode ser usada para todas as aplicações de carga semelhantes à seção em forma de I. Esta forma oferece capacidade de flexão significativa no lado do flange em comparação com o lado sem flange. Os usos mais comuns desta seção são membros de conexão entre formas I ou outras formas, membros da viga secundária (vergas), Membro do acorde em treliças e membro principal do membro construído, Membros do diafragma final no sistema de viga da ponte, etc..

Benefícios

• Substituto ideal para seções em forma de I, onde uma flexão lateral não é significativa ou para reduzir a profundidade geral do membro.
• Oferece alta axial - capacidade de flexão em comparação com a forma de L, devido à profundidade e simetria da teia.

Desvantagens

• Não pode ser carregado na direção X-X, como a seção oferece muito pouca capacidade estrutural em comparação com a direção Y-Y.
• Aplicações muito limitadas devido à geometria assimétrica sobre o eixo X-X.

Praça, Retangular, e Seção Estrutural Oca Redonda (HSS)

A seção estrutural oca (HSS) é obtido por tubos de aço nas formas de Praça, Retangular e Redondo/Circular. Esta seção é uma aula fechada, em comparação com outras seções discutidas acima. Esta seção é altamente aplicável para cargas pontuais e rotação. Esta seção fornece alta capacidade estrutural contra compressão e torção. Os usos mais comuns desta seção são coluna estrutural, veios, etc.

Benefícios

• Oferece alta resistência à torção em comparação com I, C, eu, e formas T.
• Oferece alta capacidade estrutural em ambas as direções (X-X e Y-Y) comparado a eu, C, eu, e formas T.
• Pode ser usado como uma jaqueta para coluna de concreto para aumentar a capacidade axial.
• Peso relativamente benéfico:relação de capacidade (em axial)

Desvantagens

• Não comumente usado como membro de flexão devido ao uso de mais aço em comparação com uma seção em forma de I equivalente.
• Conexões como parafusos são difíceis de instalar, já que a seção está fechada.

Conclusão

Outras seções de forma que também são usadas como membro de aço são a seção de tubo, Seção de placa, e seções de barra. Com base na discussão acima, podemos agora entender as diferenças entre as diferentes seções de forma, seus benefícios relativos, suas resistências estruturais, etc.. Um projeto estrutural ideal inclui todas as seções de forma individuais acima para serem escolhidas corretamente, projetado para suportar e transmitir cargas de forma adequada em toda a estrutura.

Na próxima vez, veremos várias seções de aço em construção, agora sabemos por que uma forma específica é usada como um membro estrutural. Também podemos compreender a importância do perfil de forma da seção no projeto estrutural e construção.

Sam Carigliano
CEO e cofundador da SkyCiv
BEng (Civil), BCom
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