در ساخت و سازهای مدرن ، مهندسی پل و امکانات صنعتی ، سازه های لوله ای فولادی با خصوصیات مکانیکی منحصر به فرد و استفاده از مواد کارآمد ، به یک سیستم پشتیبانی اساسی اساسی تبدیل شده اند. اگرچه غالباً در زیر نمای ساختمان پنهان یا تحت پوشش مواد تزئینی پنهان است ، اما آنها در انتقال بارها و حفظ پایداری نقش اصلی را ایفا می کنند. از قاب های فولادی آسمان خراش ها گرفته تا ستون های پشتیبانی از پل های دریایی صلیب {{2} ، سازه های لوله ای فولادی ، با استحکام بالا ، مقاومت در برابر خوردگی و سهولت ساخت و ساز ، پایه و اساس محکمی برای مهندسی معاصر تشکیل داده اند.
مزایای مکانیکی سازه های لوله ای فولادی
رقابت اصلی سازه های لوله ای فولادی در خصوصیات مکانیکی عالی آنها نهفته است. در مقایسه با ستون های سنتی فولادی یا سازه های بتونی ، سازه های لوله ای فولادی مواد را در حاشیه متمرکز می کنند و یک بخش کارآمد "صلیب لوله ای {{1}" ایجاد می کنند. این طرح نه تنها به طور قابل توجهی وزن مرده را کاهش می دهد بلکه در فشرده سازی محوری و بارهای خمشی ثبات بیشتری نیز فراهم می کند. به عنوان مثال ، در زیر فشرده سازی ، بخش Corculor Cross-} یک لوله فولادی به طور موثری از کمبودهای محلی جلوگیری می کند ، در حالی که لوله های مستطیل یا مربع می توانند با استفاده از طراحی سفت و سخت ، ظرفیت تحمل 5 {5} را افزایش دهند.
علاوه بر این ، سفتی پیچشی لوله های فولادی به مراتب فراتر از آن است که سازه های فولادی بخش - بخش های متقاطع مشابه- ، آنها را قادر می سازد تا یکپارچگی ساختاری را تحت نیروهای پویا مانند زمین لرزه ها و بارهای باد حفظ کنند. این ویژگی منجر به کاربرد گسترده آنها در لوله های اصلی ساختمانهای بلند- ظهور ، سیستم های خرپایی برای مکان های بزرگ- و ستون های پشتیبانی برای سیستم عامل های خارج از کشور شده است.
تکامل مواد و فن آوری های تولید
محبوبیت سازه های لوله های فولادی مدرن از پیشرفت در فن آوری های ذوب و پردازش فولاد جدا نیست. استفاده از فولادهای آلیاژ بالا- کم - (مانند Q345 و Q460) ضمن حفظ استحکام ، نیاز به ضخامت را کاهش داده است. فرآیندهای بالغ لوله های فولادی بدون درز- نورد و لوله های فولادی جوش داده شده فرکانس بالا {7} بالا گزینه های انعطاف پذیر را برای برنامه های مختلف فراهم می کند. اولی مناسب برای حمل و نقل سیال فشار بالا- یا اجزای ساختاری دقیق {10} بالا است ، در حالی که دومی با هزینه کم و تولید سریع بر بازار حاکم است.
در سالهای اخیر ، پیشرفت های مربوط به فناوری خوردگی ضد-}} بیشتر مرزهای کاربردی سازه های لوله های فولادی را گسترش داده است. استفاده از مواد گالوانیزه ، پوشش اپوکسی ، و مواد فولادی ضد زنگ ، لوله های فولادی را قادر به مقاومت در برابر خدمات طولانی {3} در ساحلی 4}}}} محیط های اسپری نمکی ، مناطق خوردگی شیمیایی و حتی سرماخوردگی از مناطق قطبی می کند. به عنوان مثال ، شمع لوله های فولادی از هنگ کنگ - zhuhai - bridge macao با استفاده از یک سیستم anti- -}}}}}}}}}}} into از یک قرن-} طولانی مدت علی رغم اروپای آب دریا.
شیوه های نوآورانه در برنامه های مهندسی
مقدار سازه های لوله فولادی نه تنها در عملکرد اجزای فردی بلکه در هم افزایی آنها با سایر مواد نهفته است. در سیستم های ساختاری هیبریدی ، لوله های فولادی اغلب با بتن ترکیب می شوند تا "بتن {1} tube لوله فولادی پر شده" اجزای کامپوزیت: بتن بالا- ریخته شده در داخل ، شکاف های تغییر شکل شعاعی را در لوله های فولادی تحت فشرده سازی پر می کند ، در حالی که لوله های فولادی باعث محدودیت جانبی جانبی می شوند. این ترکیب می تواند ظرفیت یاتاقان را بیش از 30 ٪ افزایش دهد. ستون های غول پیکر برج شانگهای از این فناوری استفاده می کنند و به پشتیبانی پایدار در ارتفاع 632 متر دست می یابند.
در مناطقی که تقاضای زیاد برای سبک وزن دارند ، مانند استادیوم ها و مراکز همایش ، سازه های خرپا لوله های فلزی مکانی از طریق گره های جوش داده شده یا پیچ خورده به هم وصل می شوند تا یک سیستم هندسی خود - ایجاد کنند. اسکیت سرعت "روبان یخ" در المپیک زمستانی پکن از یک زین - شکل تشکیل شده از خرپاهای لوله ای- تنظیم شده استفاده می کند. این نه تنها نیاز به یک فضای طولانی - ، ستون-} فضای آزاد را برآورده می کند ، بلکه زیبایی شناسی فناوری را نیز از طریق لوله های فولادی نقره ای در معرض ارائه می دهد.
چالش های آینده و جهت های توسعه
اگرچه سازه های توبولار فولادی کاملاً بالغ هستند ، مهندسان هنوز در حال کشف راه حل های بهینه شده تر هستند . 3 D-}}} فناوری گره توبولار استیل در حال دستیابی به پیشرفت ها در آزمایشگاه است و امکان قالب گیری دقیق سازه های توپولوژیکی پیچیده را از طریق تولید افزودنی فراهم می کند. ادغام سیستم های نظارت هوشمند به سنسورها اجازه می دهد تا بازخورد واقعی {3} واقعی را در مورد استرس داخلی و شرایط خوردگی در لوله های فولادی فراهم کنند ، و به طور قابل توجهی ایمنی عملیاتی و نگهداری را بهبود بخشند.
از ساختمان امپراتوری امپراتوری نیویورک تا برج خلیفه دبی ، سازه های لوله ای فولادی همواره ستون نامرئی است که از جاه طلبی های معماری بشریت حمایت می کند. این زمینه اساسی با پیشرفت در علوم مواد و فناوری دیجیتال ، همچنان به مرزها فشار می آورد و راه حل های پشتیبانی سبک تر و باهوش تر را برای شهرهای آینده ارائه می دهد.
