Quina és la densitat del tub estructural S355JR?
La densitat del material del tub estructural S355JR és d'aproximadament 7,85 g/cm3 (7850 kg/m3). Aquesta és la densitat estàndard de l'acer al carboni estructural i no canvia entre els graus: S235JR, S275JR i S355JR comparteixen el mateix valor perquè la densitat és una funció de l'estructura de cristall a base de ferro-, no de les petites addicions d'aliatge que distingeixen els graus. La conseqüència pràctica és que el pes d'una determinada secció S355JR es pot calcular amb les mateixes constants que s'utilitzen per a qualsevol altre membre d'acer al carboni.
El propi S355JR és un acer estructural definit a la norma EN 10025-2, amb un límit elàstic mínim de 355 MPa i una energia d'impacte mínima de 27 J a 20 graus C. Quan es produeix com a tub de secció buida quadrada (SHS), el producte segueix EN 10210-1 (acabat en calent) o EN 10219-1 (format en fred).
Propietats físiques clau
| Propietat | Valor típic |
|---|---|
| Densitat | 7,85 g/cm3 (7850 kg/m3) |
| Coeficient d'expansió tèrmica | 12 x 10-6 / grau C (12 micròmetres per metre per grau) |
| Conductivitat tèrmica a temperatura ambient | Aproximadament 50 W/(mK) |
| Mòdul d'elasticitat | Aproximadament 210 GPa |
Aquests valors signifiquen que una estructura feta de S355JR s'expandeix i es contrau de manera previsible amb la temperatura, condueix la calor de manera eficient i manté les seves dimensions de manera estable dins del rang de disseny normal. El mòdul d'elasticitat s'utilitza en tots els càlculs de deflexió i estabilitat; tingueu en compte que és essencialment el mateix per a tots els acers al carboni estructurals, de manera que escollir S355JR augmenta la resistència però no la rigidesa en comparació amb S235JR.
Procés de fabricació
El tub quadrat S355JR està fabricat amb cinta-laminada en calent. La tira es talla a l'amplada requerida i es forma en fred-a través d'una unitat de formació de rotlles-en una secció transversal-quadrada, després la costura es tanca mitjançant soldadura per resistència elèctrica{-d'alta freqüència, que fusiona les vores sense metall d'aportació. Els cordons de soldadura interns i externs es retallen de manera que el forat sigui llis i la superfície exterior sigui plana. A continuació, es dimensiona el tub i es redreça per tal que les dimensions laterals, l'esquadra i la rectitud estiguin dins de la classe de tolerància de la norma EN 10219-1, es talla a la longitud i se li dóna el tractament superficial especificat. Cada etapa està controlada per paràmetres: el corrent i la velocitat de soldadura determinen la qualitat de la costura, i els rotlles de mida determinen la geometria final.
Especificacions i mides
El tub quadrat S355JR està disponible habitualment amb longituds laterals de 20 mm a 400 mm i gruixos de paret d'1,5 mm a 16 mm, amb la combinació limitada per la capacitat de conformació del molí i les regles de disseny de la secció. Les desviacions permeses de longitud lateral, gruix de paret i rectitud compleixen la norma EN 10219-1 o l'especificació del projecte, i el radi de la cantonada es defineix en funció del gruix de la paret. Les mides especials es poden enrotllar per comanda quan la gamma estàndard no cobreix el requisit.
Com calcular el pes teòric
El pes teòric per metre d'un tub quadrat es pot calcular a partir de la-secció transversal: W=(4a - 4t) xtx 0,00785, on a és la longitud del costat en mil·límetres, t és el gruix de la paret en mil·límetres i W és el pes en quilograms per metre. Per a un tub quadrat amb una longitud lateral de 100 mm i un gruix de paret de 5 mm, el càlcul dóna (400 - 20) x 5 x 0.00785=14.9 kg/m. El pes real varia lleugerament amb les toleràncies de fabricació, el radi de la cantonada i la densitat exacta de la calor, de manera que el valor teòric s'utilitza per a l'estimació, la comanda i la logística, no per a la liquidació.
Característiques de rendiment
La secció quadrada té moments d'inèrcia iguals en els dos eixos principals, donant una resistència a la flexió uniforme en totes les direccions i un comportament torsional excel·lent en comparació amb perfils oberts del mateix pes. L'alta relació de resistència-a-pes de l'S355JR redueix la massa de l'estructura i les cares planes simplifiquen les connexions cargolades, soldades i empalmades. La superfície llisa accepta pintura, recobriment en pols i galvanitzat fàcilment. En la fabricació, el tub es pot tallar, perforar, doblegar i soldar amb mètodes convencionals; les juntes soldades desenvolupen una força comparable al material base i la pràctica normal de soldadura no degrada les propietats mecàniques del tub.
Aplicacions
Construcció: armadures de fàbrica, marcs de l'espai de l'estadi, sistemes de suport de murs cortina-i columnes, on la secció normal simplifica el disseny dels nodes i el perfil buit redueix el pes. Fabricació de maquinària: bastidors d'equips, rails transportadors i suports d'automatització, on la precisió dimensional fa que els muntatges siguin certs. Transport: bastidors de carrosseria de camions, separadors de contenidors i components de remolc, on la força fiable i el pes moderat milloren l'eficiència de la càrrega útil. Energia i infraestructura: estructures de suport de panells solars-, pòrtics de senyalització i plataformes d'accés que es beneficien de propietats de secció estandarditzades i de fàcil galvanització.
Preguntes freqüents
Quina és la densitat de l'acer S355JR?
Aproximadament 7,85 g/cm3 (7850 kg/m3), la densitat estàndard de l'acer al carboni estructural. És el mateix per a S235JR, S275JR i S355JR i s'utilitza en tots els càlculs de pes i enviament.
Com puc calcular el pes del tub quadrat S355JR?
Utilitzeu W=(4a - 4t) xtx 0,00785 per a un tub quadrat, amb a i t en mil·límetres, donant quilograms per metre. Per a un tub de 100 mm x 5 mm això és d'uns 14,9 kg/m. Per al tub rectangular, utilitzeu W=(2a + 2b - 4t) xtx 0,00785.
S355JR és més pesat que S235JR?
No. Els dos graus tenen la mateixa densitat de 7,85 g/cm3. S355JR és més fort (més rendiment i resistència a la tracció), de manera que per a la mateixa càrrega un dissenyador pot utilitzar sovint una secció més lleugera, però la densitat en si és idèntica.
Quina és la mida màxima del tub quadrat S355JR?
El subministrament comú cobreix longituds laterals d'uns 20 mm a 400 mm amb gruixos de paret d'1,5 mm a 16 mm. Es poden produir mides més grans o no-estàndards sota comanda, limitades per la capacitat de conformació del molí i l'estàndard aplicable.
Es pot soldar el tub quadrat S355JR després de galvanitzar?
S'ha d'evitar la soldadura després de la galvanització perquè el recobriment de zinc produeix fums i fragilitza la soldadura. La seqüència normal és fabricar i soldar primer, després galvanitzar el conjunt acabat. Si una soldadura és inevitable després de la galvanització, el recobriment s'ha d'eliminar localment i reparar després.
La densitat canvia amb la temperatura?
Sí, lleugerament. L'acer s'expandeix quan s'escalfa, de manera que la densitat disminueix marginalment amb la temperatura, però per al disseny estructural s'utilitza el valor de la temperatura ambient-de 7,85 g/cm3. L'expansió tèrmica es gestiona per separat mitjançant el coeficient d'expansió tèrmica en el disseny de línies llargues i marcs grans.