هل تساءلت من قبل عن كيفية اختيار العارضة I-beam المثالية لمشروعك الإنشائي أو التصنيعي؟ في منشور المدونة هذا، سيرشدك مهندسنا الميكانيكي الخبير خلال عملية اختيار مواصفات وطراز العارضة I-beam المناسب بناءً على تطبيقك المحدد. اكتشف العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها واكتشف أسرار تحسين نجاح مشروعك.
العوارض I-beams، والمعروفة أيضًا باسم عوارض H أو عوارض W، هي أعضاء فولاذية هيكلية ذات مقطع عرضي على شكل حرف I. تُستخدم على نطاق واسع في الإنشاءات والتصنيع نظراً لقدرتها الممتازة على تحمل الأحمال، ونسبة القوة إلى الوزن العالية، والثبات الالتوائي.
يتم إنتاج عوارض I-beams المدرفلة على الساخن من خلال عملية درفلة خاضعة للتحكم وتأتي بأحجام قياسية مختلفة، مثل 8#، و10#، و12#، و14#، و16#، و18#، و20a، و20b، و22a، و22b، و22b، و25a، و25b، و28a، و28b، و28b، و30a، و30b، لتلبية المتطلبات الهيكلية وظروف التحميل المختلفة.
عادةً ما يتم تمثيل أبعاد العارضة I-beam بارتفاع اللوح (h)، وعرض الحافة (b)، وسُمك اللوح (d)، وجميعها تقاس بالملليمتر.
على سبيل المثال، يمكن الإشارة إلى العارضة على شكل حرف I بارتفاع 160 مم، وعرض شفة 88 مم، وسُمك 6 مم على أنها "I-160x88x6".
يسمح نظام الترميز الموحد هذا بالتواصل الدقيق بين المهندسين والمصنعين والموردين.
وبدلاً من ذلك، يمكن أيضًا تحديد عوارض I-beams من خلال ارتفاعها بالسنتيمتر متبوعًا برمز "#"، مثل I-16# لنفس العارضة، والذي يستخدم عادةً في سيناريوهات المراجع السريعة.
قد يكون للعوارض على شكل حرف I ذات ارتفاعات متماثلة للفتحات سماكة متفاوتة للفتحات وعرض الحافة وسماكة الحافة لتحسين الأداء لظروف تحميل محددة. للتمييز بين هذه الاختلافات، يتم إلحاق الأحرف "أ" أو "ب" أو "ج" بتسمية الحجم.
على سبيل المثال، تمثل العوارض 32a# و32b# و32c# عوارض I-عوارض بنفس ارتفاع الشبكة 320 مم ولكن بخصائص مقاطع عرضية مختلفة. يوفر هذا النظام مرونة للمهندسين في اختيار العارضة الأكثر ملاءمة لتطبيقاتهم المحددة، وموازنة عوامل مثل سعة التحميل وحدود الانحراف وكفاءة المواد.
تُستخدم عوارض I-beams على نطاق واسع في مختلف الصناعات نظرًا لقدرتها الفائقة على تحمل الأحمال، وثباتها الهيكلي، وتعدد استخداماتها. وفي مجال الإنشاءات، يتم استخدامها في المقام الأول كأعضاء دعم أساسية في الهياكل الكبيرة مثل المباني الصناعية والمستودعات والمباني متعددة الطوابق والجسور. كما أن قدرتها على مقاومة عزوم الانحناء وقوى القص تجعلها مثالية لامتداد مسافات كبيرة.
في قطاع التصنيع، تلعب عوارض I-beams دورًا حاسمًا في إنتاج المركبات والسفن والآلات الثقيلة، حيث تعمل كمكونات هيكلية أساسية، مما يوفر القوة والصلابة مع تقليل الوزن.
بالإضافة إلى ذلك، كثيرًا ما تستخدم عوارض I-beams في أنظمة مناولة المواد، مثل الرافعات العلوية ودعامات الناقل، نظرًا لخصائصها الممتازة في توزيع الأحمال ومقاومتها للالتواء الجانبي الالتوائي.
يمكن استخدام الرسم البياني المرفق كدليل مرجعي للأحجام القياسية بالملليمتر ووزن العوارض I بالكيلوغرام.
المواصفات. | الارتفاع (مم) | عرض الحافة (مم) | سُمك الشبكة (مم) | الوزن النظري (كجم/متر) |
---|---|---|---|---|
10 | 100 | 68 | 4.5 | 11.261 |
12.6 | 126 | 74 | 5 | 14.223 |
14 | 140 | 80 | 5.5 | 16.89 |
16 | 160 | 88 | 6 | 20.513 |
18 | 180 | 94 | 6.5 | 24.143 |
20a | 200 | 100 | 7 | 27.929 |
20b | 200 | 102 | 9 | 31.069 |
22a | 220 | 110 | 7.5 | 33.07 |
22b | 220 | 112 | 9.5 | 36.524 |
25a | 250 | 116 | 8 | 38.105 |
25b | 250 | 118 | 10 | 42.03 |
28a | 280 | 122 | 8.5 | 43.492 |
28b | 280 | 124 | 10.5 | 47.888 |
32a | 320 | 130 | 9.5 | 52.717 |
32b | 320 | 132 | 11.5 | 57.741 |
32c | 320 | 134 | 13.5 | 62.765 |
36a | 360 | 136 | 10 | 60.037 |
36b | 360 | 138 | 12 | 65.689 |
36c | 360 | 140 | 14 | 71.341 |
40a | 400 | 142 | 10.5 | 67.598 |
40b | 400 | 144 | 12.5 | 73.878 |
40c | 400 | 146 | 14.5 | 80.158 |
45a | 450 | 150 | 11.5 | 80.42 |
45b | 450 | 152 | 13.5 | 87.485 |
45c | 450 | 154 | 15.5 | 94.55 |
50a | 500 | 158 | 12 | 93.654 |
50b | 500 | 160 | 14 | 101.504 |
50c | 500 | 162 | 16 | 109.354 |
56a | 560 | 166 | 12.5 | 106.316 |
56b | 560 | 168 | 14.5 | 115.108 |
56c | 560 | 170 | 16.5 | 123.9 |
63a | 630 | 176 | 13 | 121.407 |
63b | 630 | 178 | 15 | 131.298 |
63c | 630 | 180 | 17 | 141.189 |
المواصفات. | الارتفاع (مم) | عرض الحافة (مم) | سُمك الشبكة (مم) | الوزن النظري (كجم/متر) |
---|---|---|---|---|
8 | 80 | 50 | 4.5 | 7.52 |
10 | 100 | 55 | 4.5 | 9.46 |
12 | 120 | 64 | 4.8 | 11.5 |
14 | 140 | 73 | 4.9 | 13.7 |
16 | 160 | 81 | 5 | 15.9 |
18 | 180 | 90 | 5.1 | 18.4 |
18a | 180 | 100 | 5.1 | 19.9 |
20 | 200 | 100 | 5.2 | 21 |
20a | 200 | 110 | 5.2 | 22.7 |
22 | 220 | 110 | 5.4 | 24 |
22a | 220 | 120 | 5.4 | 25.8 |
24 | 240 | 115 | 5.6 | 27.3 |
24a | 240 | 125 | 5.6 | 29.4 |
27 | 270 | 125 | 6 | 31.5 |
27a | 270 | 135 | 6 | 33.9 |
30 | 300 | 135 | 6.5 | 36.5 |
30a | 300 | 145 | 6.5 | 39.2 |
33 | 330 | 140 | 7 | 42.2 |
36 | 360 | 145 | 7.5 | 48.6 |
40 | 400 | 155 | 8 | 56.1 |
45 | 450 | 160 | 8.6 | 65.2 |
50 | 500 | 170 | 9.5 | 76.8 |
55 | 550 | 180 | 10.3 | 89.8 |
60 | 600 | 190 | 11.1 | 104 |
65 | 650 | 200 | 12 | 120 |
70 | 700 | 210 | 13 | 138 |
70a | 700 | 210 | 15 | 158 |
70b | 700 | 210 | 17.5 | 184 |
مخطط أحجام العوارض الخشبية I Beam SAPP Chart PDF تنزيل:
من المهم أن نفهم أن الوزن النظري المحسوب بواسطة أداتنا قد يختلف قليلاً عن الوزن الفعلي للعارضة I-beam. يقع هذا التباين عادةً ضمن نطاق تفاوت يتراوح بين 0.2% إلى 0.7%. تساهم عدة عوامل في هذا التباين:
بالنسبة لمعظم التطبيقات العملية، يكون هذا الفرق الضئيل ضئيلًا بالنسبة لمعظم التطبيقات العملية. ومع ذلك، بالنسبة للمشاريع الهندسية عالية الدقة، أو الإنشاءات واسعة النطاق، أو إدارة المخزون الدقيق، فمن المستحسن:
تذكر أن تأخذ هذه العوامل في الاعتبار عند استخدام الوزن المحسوب لحسابات الحمولة الحرجة أو تقديرات تكلفة المواد أو تخطيط النقل. احرص دائمًا على توخي الحذر واستشر مهندس إنشائي للمشاريع التي تكون فيها حسابات الوزن الدقيقة ضرورية للسلامة والأداء.
قراءة ذات صلة:
يختلف الوزن النظري للعوارض I-العوارض المصنوعة من مواد مختلفة (مثل Q235 و Q345 وغيرها)، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى اختلاف محتواها من السبائك. Q235 هو فولاذ كربوني عادي، بينما Q345 هو فولاذ منخفض السبائك. هذا يعني أن Q345 يحتوي على عناصر سبيكة أكثر من Q235، والتي يمكن أن تعزز من قوة الفولاذ وصلابته وخصائصه الأخرى.
ولذلك، نظرًا للاختلاف في محتوى السبيكة، عادةً ما يكون الوزن النظري ل Q345 أثقل من وزن Q235.
بالنسبة للصيغة الحسابية، يمكن حساب الوزن النظري للعارضة I-الحزمة باستخدام الصيغة W = 0.00785 (W = 0.00785 [hd +2t (bd) +0.615 (r2 r12)]حيث W يمثل W الوزن النظري (بالكيلوجرام/متر)، و h هو الطول، و b هو طول الساق، و d هو سمك الخصر، و t هو متوسط سمك الساق، و r هو نصف قطر القوس الداخلي، و r1 هو نصف قطر القوس الطرفي.
تنطبق هذه المعادلة على عوارض I-beams من مواد مختلفة، ولكن في الحسابات الفعلية، ستختلف قيمة الكثافة بسبب اختلاف المادة. على سبيل المثال، يتم حساب كثافة الفولاذ منخفض الكربون (مثل Q235) على أنها 7.85 جم/سم3بينما قد تكون كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ أقل قليلاً.
يرجع الاختلاف في الوزن النظري للعوارض I-العوارض المصنوعة من مواد مختلفة في المقام الأول إلى اختلاف محتواها من السبائك. على الرغم من أن الوزن النظري المحدد يجب تحديده وفقًا للأبعاد والخصائص المادية المحددة للحزمة I-beam من خلال معادلة الحساب، بشكل عام، فإن الوزن النظري للصلب منخفض السبائك (مثل Q345) سيكون أثقل من وزن الفولاذ الكربوني العادي (مثل Q235).
يتطلب اختيار حجم ونموذج العارضة I-العارضة المناسبين فهم المعلمات الأساسية وسيناريوهات تطبيق العارضة I-العارضة. يمكن تمثيل مواصفات العارضة I-beam من خلال ارتفاعها/عمقها (h)، وعرضها (b)، ووزنها أو كتلتها (w). بالإضافة إلى ذلك، يمكن تمثيل نموذج العارضة I-beam أيضًا بعدد السنتيمترات في ارتفاع الخصر، على سبيل المثال، I16# يمثل عارضة I-beam بارتفاع خصر 160 مم.
في سيناريوهات التطبيق المختلفة، مثل الإنشاءات والتصنيع الميكانيكي، يحتاج اختيار عوارض I-beams أيضًا إلى مراعاة خصائصها الميكانيكية ونطاق حجمها. على سبيل المثال، يجب أن يتراوح وزن العارضة I-beam القياسية الوطنية 18# بين 39.2-79.5 كجم/م مع نطاق حجم يتراوح بين 100-400 مم، وهو مناسب للسيناريوهات التي تتطلب قدرة تحمل أكبر وطولًا معينًا. تتميز المعايير النموذجية لعوارض I-beams القياسية الأوروبية بشكل أساسي بناءً على أحجام مقاطعها العرضية وارتفاعات ألواح البطن، مع وجود نماذج شائعة تشمل IPE80 و IPE100 وما إلى ذلك، وهي مناسبة للسيناريوهات ذات متطلبات شكل وحجم معين.
بالنسبة للهياكل الكابولية، يحتاج اختيار العوارض الكابولية أيضًا إلى مراعاة السُمك لأنه يؤثر بشكل مباشر على استقرار وسلامة الهيكل الكابولي. وعلاوةً على ذلك، يجب أن يتوافق اختيار العوارض I-العوارض مع المعايير واللوائح الوطنية ذات الصلة لضمان أدائها الآمن والموثوق.
عند اختيار حجم وطراز العارضة I-beam المناسب، من الضروري مراعاة سيناريو التطبيق المحدد، وقدرة التحمل المطلوبة، واستقرار الهيكل، بالإضافة إلى المعايير واللوائح ذات الصلة التي يجب الالتزام بها. على سبيل المثال، في هياكل المباني، قد تحتاج إلى اختيار عوارض I-beams ذات قدرة تحمل أكبر ونطاق حجم محدد، بينما في مجالات مثل التصنيع الميكانيكي، قد يكون شكل وحجم العارضة I-beam لتناسب متطلبات التصميم المحددة أكثر تأكيدًا.
تتم معالجة عوارض I-العوارض القياسية من الفولاذ العادي، بينما تُصنع عوارض I-العوارض الخفيفة من سبائك خفيفة الوزن مثل الألومنيوم والمغنيسيوم. عند مقارنتها بعوارض I-beams القياسية، فإن عوارض I-beams الخفيفة لها حواف أعرض وشبكات وشفاه أرق. وبالنظر إلى نفس العمق، توفر عوارض I الخفيفة ثباتًا أفضل مع ضمان نفس قدرة التحميل، وبالتالي توفير المعادن وتوفير كفاءة اقتصادية أفضل.
وبغض النظر عما إذا كانت قياسية أو خفيفة، تميل عوارض I-beams إلى أن تكون ذات أبعاد مقطعية عالية وضيقة نسبيًا، مما يؤدي إلى اختلاف كبير في عزم القصور الذاتي حول المحورين الرئيسيين.
ولذلك، فإنها عادةً ما تستخدم مباشرةً للأعضاء المعرضة للانحناء داخل مستوى شبكتها أو كجزء من عضو قوة شبكية. عند استخدامها بشكل منفرد، يمكن استخدامها فقط كأعضاء ثني عامة وأعضاء ضغط غير مركزية، مثل العوارض الثانوية أو الأعمدة غير المركزية في منصات العمل.
ومع ذلك، عند استخدامها كأقسام مركبة، يمكن أن تعمل كأعضاء ضغط رئيسية.
تأتي عوارض I-beams في أنواع قياسية وخفيفة.
بالمقارنة مع نفس الطراز من عوارض I-beam القياسية، تتميز عوارض I-beams الخفيفة بسماكة أصغر ووزن أخف. ويختلف عرض الشفة باختلاف حجم الطراز: فالطرازات الأصغر (I32# وما دونها) لها عرض شفة أضيق من عوارض I-beams القياسية، بينما الطرازات الأكبر (I40# وما فوقها) لها عرض شفة أوسع.