O que é uma coluna treliçada de aço?
Uma coluna treliçada de aço é um membro de suporte de carga vertical-composto por duas ou mais cordas principais conectadas por barras de amarração, placas de sarrafo ou uma combinação de ambas, formando uma coluna de treliça-aberta. As cordas são normalmente ângulos, seções H- ou seções ocas, enquanto os membros da alma transferem forças de cisalhamento entre as cordas para que a montagem se comporte como uma coluna monolítica. Como o material é espalhado para longe do centróide, a coluna ganha um grande raio de giração e alta resistência à flambagem com significativamente menos aço do que uma coluna de alma-sólida com a mesma capacidade. Colunas treliçadas são comuns em edifícios industriais pesados, estruturas de suporte-de guindastes, torres de transmissão e sistemas de escoramento de fundações profundas.
Principais tipos de colunas treliçadas de aço
| Tipo | Construção | Aplicação típica |
|---|---|---|
| Coluna treliçada angular | Ângulo, seção H-ou cordas HSS conectadas por amarrações ou sarrafos, aparafusadas ou soldadas | Plantas industriais pesadas, estruturas de pistas de guindastes, torres-autoportantes, pilares de escoramento temporário |
| Coluna treliçada CHS | Cordas e contraventamentos circulares de seção oca soldados ou unidos mecanicamente em uma estrutura de treliça | Torres eólicas, mastros de transmissão, postes de telecomunicações, estruturas expostas a fortes ventos |
| Coluna treliçada de seção H- | Cordas de seção H- laminadas ou soldadas com amarrações de placas ou sarrafos | Colunas de suporte-de carga pesada em fábricas de-vãos longos, plataformas de equipamentos, edifícios industriais de- andares |
Por que as colunas treliçadas são usadas em edifícios industriais pesados
Relação-/{1}}peso: a configuração-da treliça de alma aberta atinge um alto momento de inércia com menos aço, reduzindo o peso próprio-da coluna e, por sua vez, as cargas da fundação.
Resistência à carga lateral: o sistema de treliça transfere as forças eólicas e sísmicas de forma eficiente através de cordas e membros da alma, enquanto a grade aberta apresenta uma pequena superfície ao vento.
Aproveitamento de espaço: o interior do fuste da coluna pode transportar tubulações industriais, escadas de manutenção ou serviços auxiliares, e as conexões rígidas do fuste podem aumentar a-capacidade de vão livre da estrutura do edifício.
Personalização: configurações de duas-, três- ou quatro{2}}pernas podem ser projetadas para atender requisitos específicos de rigidez, resistência e arquitetura, e a geometria do membro pode ser ajustada variando o layout do laço.
Coluna de treliça versus coluna H-para quadros de workshop
| Recurso | H-Coluna | Coluna de treliça |
|---|---|---|
| Seção-transversal | Perfil da web único-sólido | Sistema web aberto-de acordes e amarrações |
| Custo de fabricação | Produção automatizada, menor mão-de-obra | Corte, soldagem e montagem personalizados, maior consumo de mão de obra |
| Comportamento de carga | Excelente capacidade axial e forte-flexão do eixo | Rigidez lateral superior em aplicações altas e delgadas |
| Instalação | Manuseio, transporte e montagem rápidos | Embalagem, transporte e montagem no local mais complexos |
| Proteção contra corrosão | Fácil de explodir, pintar e inspecionar | As superfícies internas da web são mais difíceis de acessar |
| Melhor usado para | Armazéns standard, oficinas de baixa a média altura | Edifícios altos-de vão longo, cargas pesadas de guindaste, condições de fundação fracas |
Na prática, as colunas-H costumam ser a primeira escolha para oficinas de-altura padrão, onde a velocidade e o custo da mão de obra dominam. As colunas treliçadas tornam-se atractivas quando as capacidades das gruas são elevadas, a capacidade de suporte da fundação é limitada ou a redução da tonelagem de aço estrutural é o principal factor económico.
Design, Fabricação e Controle de Qualidade
As colunas treliçadas para edifícios industriais são projetadas de acordo com códigos de estrutura de aço nacionais ou internacionais, como GB 50017, EN 1993-1-1 (Eurocódigo 3) ou AISC 360, dependendo da localização do projeto. A fabricação segue as classes de execução EN 1090-2 ou as regras locais correspondentes, com soldagem executada por soldadores certificados para qualificação AWS D1.1 ou EN ISO 9606. Soldas críticas entre cordas e membros da alma são verificadas por testes não{13}}destrutivos, como testes ultrassônicos ou testes de partículas magnéticas, e colunas complexas com várias pernas podem ser pré-montadas na loja para verificar as tolerâncias dimensionais antes do envio. As conexões com colunas e vigas são normalmente feitas com parafusos de alta resistência, o que simplifica a montagem e inspeção em campo.
A proteção contra corrosão é selecionada para a atmosfera da planta: jateamento até Sa 2.5 seguido de primer rico- em zinco e acabamento de poliuretano para ambientes químicos agressivos ou de fundição, ou galvanização-por imersão a quente conforme ISO 1461 onde é necessária longa vida útil-livre de manutenção.
Componentes complementares para estruturas completas de oficina
Vigas de guindaste-para serviço pesado e treliças-de telhado de longo vão, que se conectam às colunas treliçadas e transmitem cargas do guindaste e do telhado para o sistema de colunas.
Terças-formadas em C e Z formadas a frio para suporte de revestimento de telhados e paredes, com proteção-galvanizada por imersão a quente ou Galvalume.
Sistemas de contraventamento, incluindo contraventamento de colunas cruzadas, vigas de ligação rígidas e placas de reforço para travar colunas em uma estrutura tri-dimensional estável.
Parafusos de alta-resistência, incluindo parafusos de fricção-grau 10.9 e grupos de chumbadores, para conexões de coluna-a{4}}fundação e de coluna-a-coluna sob carga de fadiga.
Perguntas frequentes
Por que escolher uma coluna treliçada em vez de uma coluna de aço sólido?A estrutura aberta espalha o aço longe do centróide, aumentando o raio de giro e a resistência à flambagem, ao mesmo tempo que reduz o consumo de material. É uma solução-com peso eficiente para colunas altas e cargas pesadas.
Como as colunas treliçadas são conectadas e protegidas?As cordas e os membros da teia são unidos por soldagem ou aparafusamento. Colunas externas e industriais geralmente são protegidas por galvanização-por imersão a quente ou sistemas-de revestimento epóxi para serviço pesado selecionados para a atmosfera do local.
Como as colunas treliçadas são projetadas e fabricadas?O projeto segue códigos de estrutura de aço, como GB 50017, EN 1993-1-1 ou AISC 360. Os membros são pré-fabricados na oficina com corte CNC e soldagem automatizada, e depois montados no local com parafusos de alta resistência.
As colunas reticuladas são mais caras que as colunas H-?A mão de obra de fabricação por tonelada é geralmente maior devido ao corte, soldagem e montagem personalizados. No entanto, a tonelagem de aço reduzida e as fundações menores podem reduzir o custo total instalado para estruturas altas ou fortemente carregadas.
As colunas treliçadas podem suportar pontes rolantes?Sim. Colunas treliçadas são frequentemente usadas em estruturas de suporte-de guindastes, onde vigas de guindaste e sistemas de contraventamento são conectados à coluna para resistir às cargas dinâmicas e às forças de frenagem dos guindastes móveis.
Quais tipos de aço são usados para colunas treliçadas?As classes comuns são Q235B e Q355B para GB/T 1591, S235JR e S355JR/J0/J2 para EN 10025-2 e ASTM A36 ou A572 Grau 50. A seleção da classe segue as forças dos membros, a espessura e a especificação do projeto.