सही स्टील बॉक्स कॉलम आकार कैसे चुनें

स्टील बॉक्स कॉलम, जिन्हें वेल्डेड बॉक्स सेक्शन या क्लोज्ड बिल्ट अप सेक्शन भी कहा जाता है, एक खोखले वर्गाकार या आयताकार प्रिज्म में चार प्लेटों को वेल्डिंग करके बनाए जाते हैं। उनकी बंद ज्यामिति दोनों अक्षों के बारे में सममित कठोरता, उच्च मरोड़ प्रतिरोध और भारी अक्षीय भार के तहत उत्कृष्ट प्रदर्शन देती है, जो उन्हें उच्च {{2}वृद्धि वाले कोर, लंबे -स्पैन पुलों और औद्योगिक फ्रेम के लिए एक मानक विकल्प बनाती है। प्रत्येक प्रोजेक्ट टीम के सामने सबसे पहले यह प्रश्न आता है कि कॉलम का आकार क्या होना चाहिए? उत्तर किसी कैटलॉग से नहीं, बल्कि संरचनात्मक डिज़ाइन से आता है और यह मार्गदर्शिका उन कारकों और जांचों की व्याख्या करती है जो इसे निर्धारित करते हैं।

स्टील बॉक्स कॉलम क्या है?

स्टील बॉक्स कॉलम एक बंद, खोखला संरचनात्मक सदस्य होता है, जो आमतौर पर एक वर्गाकार या आयताकार क्रॉस सेक्शन बनाने के लिए चार स्टील प्लेटों को एक साथ वेल्डिंग करके बनाया जाता है। खुले अनुभागों जैसे कि I- या H{3}}बीम की तुलना में, बॉक्स अनुभाग प्रदान करता है:

सममित द्विअक्षीय कठोरता:कोई मजबूत या कमजोर धुरी नहीं है, इसलिए स्तंभ सभी दिशाओं में समान रूप से झुकने का विरोध करता है।

उच्च मरोड़ प्रतिरोध:बंद सेल खुले खंडों की तुलना में कहीं अधिक प्रभावी ढंग से टॉर्क का प्रतिरोध करता है।

उच्च संपीड़न दक्षता:सामग्री को केन्द्रक से दूर वितरित किया जाता है, जिससे अनुभाग क्षेत्र के लिए घुमाव का एक बड़ा दायरा मिलता है।

उत्कृष्ट स्थानीय बकलिंग नियंत्रण:चार प्लेट की दीवारों को गवर्निंग कोड की कॉम्पैक्टनेस सीमा को पूरा करने के लिए आनुपातिक किया जा सकता है।

बॉक्स कॉलम का उपयोग व्यापक रूप से ऊंचे फ्रेमों में बिल्डिंग कॉलम के रूप में, पुल के खंभों और तोरणों के रूप में, और औद्योगिक और सार्वजनिक भवनों में प्राथमिक सदस्यों के रूप में किया जाता है।

बॉक्स कॉलम के आकार को प्रभावित करने वाले कारक

डिज़ाइन भार

क्रॉस को गवर्निंग कोड के अनुसार फैक्टर वाले अक्षीय भार, गुरुत्वाकर्षण और पार्श्व भार से झुकने वाले क्षणों और कतरनी का प्रतिरोध करना चाहिए। ताकत और सेवाक्षमता सीमा दोनों राज्यों को संतुष्ट किया जाना चाहिए।

अनब्रेस्ड ऊंचाई और प्रभावी लंबाई

लंबी अनब्रेस्ड लंबाई स्तंभ की पतलापन को बढ़ाती है और इसकी संपीड़न क्षमता को कम करती है। प्रभावी लंबाई वास्तविक लंबाई और K - कारक का उत्पाद है जो अंतिम प्रतिबंधों को दर्शाता है: सदस्य के ऊपर और नीचे निश्चित, पिन किए गए या आंशिक रूप से प्रतिबंधित कनेक्शन।

प्रतिबंध और सीमा शर्तें समाप्त करें

निश्चित आधार और मोमेंट - से जुड़े शीर्ष प्रभावी लंबाई कारक को कम करते हैं, जबकि पिन किए गए आधार और सरल कनेक्शन इसे बढ़ाते हैं। समर्थन शर्तों को सटीक रूप से तैयार किया जाना चाहिए क्योंकि वे सीधे बकलिंग चेक को नियंत्रित करते हैं।

इस्पात श्रेणी

उच्च - शक्ति ग्रेड जैसे कि S355 (EN 10025-2), ASTM A572 ग्रेड 50 या Q355B (GB/T 1591) उच्च इकाई मूल्य और सख्त वेल्डिंग और निर्माण आवश्यकताओं की कीमत पर, समान लोड के लिए अधिक कॉम्पैक्ट अनुभाग की अनुमति देते हैं। ग्रेड का चयन डिज़ाइन की मजबूती और निर्माण क्षमता को ध्यान में रखकर किया जाना चाहिए।

चौड़ाई-से-मोटाई अनुपात (स्थानीय बकलिंग)

अनुभाग की पूरी ताकत तक पहुंचने से पहले स्थानीय बकलिंग को रोकने के लिए बॉक्स कॉलम की प्लेट की दीवारों को आनुपातिक होना चाहिए। कोड चौड़ाई-से-मोटाई अनुपात के संदर्भ में कॉम्पैक्टनेस सीमा को परिभाषित करते हैं; उदाहरण के लिए, एआईएससी 360 एकसमान संपीड़न के तहत पतले तत्वों के लिए एक सीमित चौड़ाई से - तक की मोटाई का अनुपात निर्धारित करता है, और जीबी 50017 और ईएन 1993-1-1 समतुल्य स्थानीय बकलिंग आवश्यकताएं प्रदान करते हैं। डिज़ाइन को यह सत्यापित करना होगा कि चयनित प्लेट की मोटाई लागू सीमा से मेल खाती है।

बॉक्स कॉलम के लिए डिज़ाइन की जाँच

एक बॉक्स कॉलम को आकार देना एक सेक्शन को मानने, उसकी जाँच करने और समायोजित करने की एक पुनरावृत्तीय प्रक्रिया है। गवर्निंग कोड (उदाहरण के लिए AISC 360, EN 1993-1-1 या GB 50017) के साथ की जाने वाली प्रमुख जाँचें हैं:

अक्षीय शक्ति:डिज़ाइन संपीड़ित ताकत उचित प्रतिरोध कारक द्वारा कम की गई नाममात्र ताकत है, जहां नाममात्र ताकत महत्वपूर्ण धुरी के बारे में फ्लेक्सुरल बकलिंग के लिए होती है और प्रभावी पतलापन केएल / आर पर आधारित होती है।

संयुक्त अक्षीय और झुकने:अक्षीय भार प्लस क्षणों के तहत सदस्यों को कोड के इंटरैक्शन समीकरणों के साथ सत्यापित किया जाता है, जो अक्षीय बल और क्षण के उपयोग अनुपात को जोड़ते हैं।

दुबलेपन की सीमाएँ:संपीड़न सदस्य आम तौर पर अधिकतम पतलापन अनुपात तक सीमित होते हैं (उदाहरण के लिए एआईएससी 360 के तहत मुख्य संपीड़न सदस्यों के लिए केएल/आर 200 से अधिक नहीं; जीबी 50017 में समतुल्य सीमा प्रमुख संपीड़न सदस्यों पर लागू होती है)।

स्थानीय बकलिंग:प्लेट की चौड़ाई से लेकर - तक की मोटाई के अनुपात की जाँच कोड की सघनता सीमा के अनुसार की जाती है ताकि अनुभाग अपनी प्लास्टिक या लोचदार क्षमता विकसित कर सके जैसा कि डिज़ाइन में माना गया है।

सेवाक्षमता:पार्श्व बहाव, अक्षीय लघुकरण और कंपन की जाँच परियोजना सीमाओं के विरुद्ध की जाती है।

क्योंकि ज्यामिति ताकत की जांच के साथ इंटरैक्ट करती है, अंतिम आकार की पुष्टि एक योग्य संरचनात्मक इंजीनियर द्वारा मान्यता प्राप्त डिजाइन सॉफ्टवेयर का उपयोग करके की जाती है, जिसमें अनुमोदित गणना से तैयार की गई दुकान की ड्राइंग होती है।

अनुप्रयोग द्वारा व्यावहारिक आकार मार्गदर्शन

तालिका केवल सांकेतिक है: गवर्निंग लोड केस, प्रभावी लंबाई और कोड आवश्यकताओं को हमेशा प्राथमिकता दी जाती है, और सटीक आयाम संरचनात्मक गणना से आने चाहिए।

निर्माण और गुणवत्ता नियंत्रण

वेल्डेड बॉक्स कॉलम अनुशासित निर्माण की मांग करते हैं क्योंकि बंद अनुभाग असेंबली के बाद आंतरिक वेल्ड को दुर्गम बना देता है:

वेल्डिंग:चार कोने वाले सीम को आमतौर पर नियंत्रित अनुक्रमों के साथ जलमग्न आर्क वेल्डिंग (एसएडब्ल्यू) द्वारा वेल्ड किया जाता है; वेल्डिंग प्रक्रियाएं AWS D1.1, EN 1090 या लागू कोड के अनुरूप होनी चाहिए।

आंतरिक कठोरता:लोड परिचय बिंदुओं पर अनुप्रस्थ डायाफ्राम और, जहां आवश्यक हो, अनुदैर्ध्य स्टिफ़नर स्थानीय बकलिंग को नियंत्रित करते हैं और केंद्रित बलों को फैलाते हैं।

गैर-विनाशकारी परीक्षण:महत्वपूर्ण वेल्ड की जांच अल्ट्रासोनिक परीक्षण (यूटी), चुंबकीय कण (एमटी) या रेडियोग्राफिक परीक्षण (आरटी) के साथ की जाती है, जहां विनिर्देश के लिए इसकी आवश्यकता होती है।

सामग्री का पता लगाने की क्षमता:EN 10204 (प्रकार 3.1) के अनुसार मिल परीक्षण प्रमाणपत्र प्लेट रसायन विज्ञान और यांत्रिक गुणों का दस्तावेजीकरण करते हैं।

संक्षारण संरक्षण:सतहों को Sa 2.5 तक ब्लास्ट क्लीन किया जाता है और एक्सपोज़र श्रेणी के लिए ISO 12944 पर लेपित किया जाता है, या जहां निर्दिष्ट किया गया हो वहां हॉट डिप गैल्वेनाइज्ड किया जाता है।

ट्रायल असेंबली:शिपिंग से पहले छेद संरेखण और ज्यामिति को सत्यापित करने के लिए जटिल या अत्यधिक सहनशील स्तंभों को दुकान में परीक्षण के तौर पर इकट्ठा किया जाता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

प्रश्न: बॉक्स कॉलम के कौन से आकार उपलब्ध हैं?
वर्गाकार और आयताकार खोखले खंड सबसे आम हैं; टेपर्ड और स्टेप्ड बॉक्स कॉलम तब तैयार किए जाते हैं जब आर्किटेक्चरल या लोड आवश्यकताओं के लिए ऊंचाई के साथ अलग-अलग सेक्शन की आवश्यकता होती है।

प्रश्न: बॉक्स कॉलम के लिए मुझे कौन सा स्टील ग्रेड चुनना चाहिए?
मध्यम भार के लिए, Q235B (GB/T 1591) या S235JR (EN 10025-2) किफायती है। ऊंची इमारतों, पुलों और भारी औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए, Q355B/Q420 (GB/T 1591), S355 (EN 10025-2) या ASTM A572 ग्रेड 50/60 विशिष्ट हैं। ग्रेड को डिज़ाइन की मजबूती और निर्माण आवश्यकताओं के साथ चुना जाता है।

प्रश्न: दीवार की मोटाई कैसे निर्धारित की जाती है?
दीवार की मोटाई अक्षीय और झुकने की ताकत की जांच, कोड की स्थानीय बकलिंग (चौड़ाई{0}}से-मोटाई) सीमा और पर्यावरण के लिए आवश्यक किसी संक्षारण भत्ता द्वारा निर्धारित की जाती है। जहां पतलापन या स्थानीय बकलिंग जांच नियंत्रित होती है वहां मोटी दीवारों का उपयोग किया जाता है।

प्रश्न: एक बॉक्स कॉलम के लिए अच्छी चौड़ाई-से-मोटाई का अनुपात क्या है?
कोई एक निश्चित मूल्य नहीं है. सीमित चौड़ाई-से-मोटाई अनुपात को गवर्निंग कोड द्वारा परिभाषित किया गया है (उदाहरण के लिए एआईएससी 360, जीबी 50017 या ईएन 1993-1-1 में कॉम्पैक्टनेस सीमा) और स्टील की उपज ताकत और दीवार के तनाव स्तर पर निर्भर करता है। डिज़ाइन को लागू सीमा के विरुद्ध अनुभाग को सत्यापित करना होगा।

प्रश्न: क्या बॉक्स कॉलम को साइट पर जोड़ा जा सकता है?
हाँ। फ़ील्ड स्प्लिस को बोल्टेड स्प्लिस प्लेटों या पूर्ण {{1}पेनेट्रेशन ग्रूव वेल्ड के साथ बनाया जाता है, कोड के अनुसार विस्तृत और जांचा जाता है। शॉप {{3}फैब्रिकेटेड एंड प्रिपरेशन और ट्रायल असेंबली ब्याह पर संरेखण की गारंटी देने में मदद करती है।

प्रश्न: निर्मित बॉक्स कॉलम के साथ कौन सा दस्तावेज़ जुड़ा होता है?
विशिष्ट दस्तावेज़ीकरण में मिल परीक्षण प्रमाणपत्र (EN 10204 प्रकार 3.1), वेल्डिंग प्रक्रिया योग्यता और वेल्डर रिकॉर्ड, एनडीटी रिपोर्ट, आयामी निरीक्षण रिपोर्ट और अनुमोदित दुकान चित्र शामिल हैं।