مقاطع ساختمانی توخالی-Hollow structural section-فولاد HSS-فولاد ساختمانی

مقاطع ساختمانی توخالی H.S.S نوعی پروفیل فلزی با سطح مقطع توخالی است. واژه H.S.S مخفف (Hollow structural section) مقطع بسته‌ای (تیوبلار) است.

که به شیوه نورد سرد (کلد فرم) تولید می‌شود و در ساختمان پل‌ها، استادیوم‌ها، مراکز خرید و تجاری. و همچنین واحدهای مسکونی به کارگیری می‌شود. این مقاطع در فرم‌های مربع، مستطیل و دایروی تولید می‌شوند. در سال‌های اخیر استفاده از مقاطع ساختمانی توخالی به خاطر ویژگی‌های ظاهری و خواص مکانیکی آن، شاهد پیشرفت چشمگیری بوده است. معماران به این مقاطع به خاطر خواص ویژه آن، لقب متریال قرن بیست و یک را داده‌اند.

روش‌های تولید مقاطع ساختمانی توخالی

فرایند تولید ورق به مقاطع ساختمانی (H.S.S) نتیجه فرایندی شامل فرمینگ، جوش و سایزینگ می‌باشد. در حال حاضر از سه شیوه برای تولید این مقاطع استفاده می‌گردد.

مقایسه روش رایج با مقاطع ساختمانی توخالی

جهت آشنایی بیشتر با مزایای استفاده از مقاطع H.S.S در این قسمت به مقایسه جزئیات اجرای این روش با روش سنتی ساخت ستون باکس می‌پردازیم.

حجم جوش در شیوه مرسوم به علت داشتن 4 خط جوش و لزوم نصب استیفنرها. بیش از 4 برابر جوشکاری در شیوه تولید H.S.S است که دارای تنها یک درز جوش است و بدون استیفنر ساخته می‌شود.

کیفیت جوش در شیوه سنتی، به دلیل زیر پودری (SAW) یا دستی (CAW) بودن جوشکاری. بسیار پایین‌تر از جوش مورد استفاده در تولید مقاطع ساختمانی H.S.S (جوش ERW) است.

هزینه نهایی، می‌توان مهم‌ترین مزیت استفاده از مقاطع ساختمانی را، کاهش هزینه نهایی عنوان نمود. با رشد روز افزون هزینه‌های تولید، استفاده از مقاطع ساختمانی به جای ستون‌های تولیدی از ورق چهار وجه. تأثیر غیر قابل انکاری بر روی هزینه تمام شده اسکلت دارد.

سرعت تولید در شیوه سنتی، بسیار زمان بر و کند است. به طور مثال ساخت هر ستون 12 متری در سایز 400×400 توسط یک تیم 5ذ نفره، حدود 2 روز کاری به طول می‌انجامد. در شیوه تولید H.S.S به علت ماشینی بودن تولید، می‌توان ستون با ابعاد ذکر شده را در مدت زمان کمتر از 2 دقیقه تولید نمود.

تولید در طول دلخواه، از آنجایی که طول ورق‌های موجود معمولاً 6 متر است. تولید ستون با طول بیشتر، در شیوه سنتی مستلزم برش‌کاری، تسمه‌سازی و جوش چند قطعه به یکدیگر است. در نتیجه امکان تولید ستون‌های یکپارچه در طول زیاد وجود ندارد. ولی در شیوه H.S.S به دلیل استفاده از رول در فرایند تولید، می‌توان ستون یکپارچه به اندازه دلخواه تولید نمود.

تنش گوشه‌ها، در شیوه مرسوم ساخت ستون، چهار درز جوش طولی در گوشه‌های ستون. پلیت‌ها را به هم وصل می‌کنند که این امر باعث ایجاد تنش در مقطع، مخصوصاً در چهار گوشه ستون می‌گردد. در فرایند تولید H.S.S تنها یک درز جوش در وسط یکی از اضلاع وجود دارد که کمترین میزان تنش را در مقطع ایجاد می‌کند.

تأثیرات زیست‌محیطی، به خاطر کمتر بودن حجم جوشکاری. (تولید گازهای آلاینده کمتر و تولید پسماند جوشکاری پایین‌تر) و مصرف انرژی کمتر، شیوه تولید H.S.S. نسبت به شیوه سنتی بسیار پاک‌تر و دوست‌دار محیط زیست می‌باشد.

امکان پر کردن مقاطع H.S.S با بتن (ستون کامپوزیت). به دلیل الزام نصب استیفنر داخلی در تولید ستون به شیوه رایج، عملاً پر کردن این مقاطع با بتن امکان‌پذیر نمی‌باشد. ولی در به کارگیری مقاطع ساختمانی H.S.S این محدودیت وجود ندارد.