Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Тип металлического профиля
Type of metal profile
Полый структурный профиль (HSS) – это тип металлического профиля с полым поперечным сечением. Этот термин используется преимущественно в Соединенных Штатах и других странах, придерживающихся американской строительной или инженерной терминологии. Элементы HSS могут иметь круглую, квадратную или прямоугольную форму, хотя доступны и другие варианты, например, эллиптические. HSS изготавливается исключительно из конструкционной стали в соответствии с нормами. HSS иногда ошибочно называют полыми конструкционными стальными профилями. Прямоугольные и квадратные HSS также часто называют трубной сталью или коробчатым профилем. Круглые HSS иногда ошибочно принимают за стальные трубы, хотя настоящие стальные трубы имеют другие размеры и классификацию. (Размеры HSS определяются по внешним габаритам профиля; трубы также производятся с учетом внешних допусков, хотя и по другому стандарту.) Углы HSS имеют значительный радиус закругления, примерно в два раза превышающий толщину стенки. Толщина стенки равномерна по всему сечению. В Великобритании и других странах, использующих британскую строительную или инженерную терминологию, термин HSS не применяется. Вместо этого три основные формы обозначаются как CHS, SHS и RHS – круглые, квадратные и прямоугольные полые профили соответственно. Как правило, эти обозначения также соответствуют метрическим размерам, поэтому их габариты и допуски незначительно отличаются от HSS.
A hollow structural section (HSS) is a type of metal profile with a hollow cross section. The term is used predominantly in the United States, or other countries which follow US construction or engineering terminology. HSS members can be circular, square, or rectangular sections, although other shapes such as elliptical are also available. HSS is only composed of structural steel per code. HSS is sometimes mistakenly referenced as hollow structural steel. Rectangular and square HSS are also commonly called tube steel or box section. Circular HSS are sometimes mistakenly called steel pipe, although true steel pipe is actually dimensioned and classed differently from HSS. (HSS dimensions are based on exterior dimensions of the profile; pipes are also manufactured to an exterior tolerance, albeit to a different standard.) The corners of HSS are heavily rounded, having a radius which is approximately twice the wall thickness. The wall thickness is uniform around the section. In the UK, or other countries which follow British construction or engineering terminology, the term HSS is not used. Rather, the three basic shapes are referenced as CHS, SHS, and RHS, being circular, square, and rectangular hollow sections. Typically, these designations will also relate to metric sizes, thus the dimensions and tolerances differ slightly from HSS.
Использование в конструкциях
HSS, особенно прямоугольные профили, обычно используются в сварных стальных каркасах, где элементы подвергаются нагрузкам в нескольких направлениях. Квадратные и круглые HSS имеют очень эффективную форму для восприятия многоосевых нагрузок, поскольку обладают однородной геометрией по двум или более осям поперечного сечения и, следовательно, однородными прочностными характеристиками. Это делает их хорошим выбором для колонн. Они также обладают отличной устойчивостью к кручению. HSS также могут использоваться в качестве балок, хотя широкие фланцевые или тавровые профили во многих случаях являются более эффективными конструктивными решениями для этой цели. Однако HSS обладает превосходной устойчивостью к боковому кручению. Плоские квадратные поверхности прямоугольных HSS облегчают монтаж, и они иногда предпочтительнее с точки зрения архитектурной эстетики в открытых конструкциях, хотя эллиптические HSS становятся все более популярными в подобных конструкциях по тем же соображениям. В прошлом HSS обычно поставлялись из низкоуглеродистой стали, например марки A500 класса B. Сегодня HSS обычно доступны из низкоуглеродистой стали марки A500 класса C. Другие марки стали, доступные для HSS, включают A847 (атмосферостойкая сталь), A1065 (крупногабаритные профили до 50 квадратных дюймов, изготовленные методом SAW) и недавно утвержденную A1085 (более высокая прочность и более жесткие допуски по сравнению с A500).
HSS, especially rectangular sections, are commonly used in welded steel frames where members experience loading in multiple directions. Square and circular HSS have very efficient shapes for this multiple axis loading as they have uniform geometry along two or more cross sectional axes, and thus uniform strength characteristics. This makes them good choices for columns. They also have excellent resistance to torsion. HSS can also be used as beams, although wide flange or I beam shapes are in many cases a more efficient structural shape for this application. However, the HSS has superior resistance to lateral torsional buckling. The flat square surfaces of rectangular HSS can ease construction, and they are sometimes preferred for architectural aesthetics in exposed structures, although elliptical HSS are becoming more popular in exposed structures for the same aesthetic reasons. In the recent past, HSS was commonly available in mild steel, such as A500 grade B. Today, HSS is commonly available in mild steel, A500 grade C. Other steel grades available for HSS are A847 (weathering steel), A1065 (large sections up to 50 inch sq made with SAW process), and recently approved A1085 (higher strength, tighter tolerances than A500).
Производство
Квадратный HSS производится тем же способом, что и труба. В процессе производства плоская стальная плита постепенно деформируется, принимая круглую форму, при этом кромки подготавливаются для сварки. Затем эти кромки свариваются вместе, образуя исходную трубу. В процессе производства исходная труба проходит через серию прокатных станов, которые придают ей окончательную квадратную или прямоугольную форму из первоначальной круглой. Большинство американских производителей придерживаются стандартов ASTM A500 или недавно принятого ASTM A1085, а канадские производители соответствуют как ASTM A500, так и CSA G40.21. Европейские полые профили обычно соответствуют стандарту EN 10210.
Square HSS is made the same way as pipe. During the manufacturing process flat steel plate is gradually changed in shape to become round where the edges are presented ready to weld. The edges are then welded together to form the mother tube. During the manufacturing process the mother tube goes through a series of shaping stands which form the round HSS (mother tube) into the final square or rectangular shape. Most American manufacturers adhere to the ASTM A500 or newly adopted ASTM A1085 standards, while Canadian manufacturers follow both ASTM A500 and CSA G40.21. European hollow sections are generally in accordance with the EN 10210 standard.
Наполненные HSS
HSS часто заполняют бетоном для повышения огнестойкости и прочности. В этом случае изделие называют колонной Лалли по имени ее изобретателя Джона Лалли из Уолтэма, штат Массачусетс. (Произношение часто искажают до "колонки лолли".) Например, ограждения вокруг парковочных мест (столбики) из HSS часто заполняют бетоном, по крайней мере, до высоты бампера. Это экономичный (с учетом стоимости замены) способ повышения сопротивления столбика сжатию, что может помочь предотвратить неэстетичные локальные вмятины, хотя это обычно не оказывает существенного влияния на общие несущие характеристики столбика.
HSS is often filled with concrete to improve fire rating, as well as robustness. When this is done, the product is referred to as a Lally column after its inventor John Lally of Waltham, Massachusetts. (The pronunciation is often corrupted to lolly column.) For example, barriers around parking areas (bollards) made of HSS are often filled, to at least bumper height, with concrete. This is an inexpensive (when replacement costs are factored in) way of adding compressive strength to the bollard, which can help prevent unsightly local denting, though it does not generally significantly increase the overall structural properties of the bollard.