قدرة تحمّل المقطع U (UPN) — جداول البحور للمقطع المفرد والمزدوج
Channels are beams with a catch: loaded on the web plane they twist, so the tables below assume the load acts through the shear centre or the channel is restrained (bolted to a floor, boxed or paired). Values are working (unfactored) loads for S235JR, EN 1993-1-1 with a factor of about 1.4, deflection L/250. Paired channels (back-to-back, welded or bolted with spacers) carry twice the single value and do not twist.
خواص المقاطع (المحور القوي)
| المقطع | كجم/م | Ix (سم⁴) | Wel,x (سم³) | Wpl,x (سم³) | ix (سم) |
|---|---|---|---|---|---|
| UPN 50 | 5.6 | 26.4 | 10.6 | 13.1 | 1.92 |
| UPN 65 | 7.1 | 57.5 | 17.7 | 21.7 | 2.52 |
| UPN 80 | 8.6 | 106 | 26.5 | 31.8 | 3.10 |
| UPN 100 | 10.6 | 206 | 41.2 | 49.0 | 3.91 |
| UPN 120 | 13.4 | 364 | 60.7 | 72.6 | 4.62 |
| UPN 140 | 16.0 | 605 | 86.4 | 103 | 5.45 |
| UPN 160 | 18.8 | 925 | 116 | 138 | 6.21 |
| UPN 180 | 22.0 | 1 350 | 150 | 179 | 6.95 |
| UPN 200 | 25.3 | 1 910 | 191 | 228 | 7.70 |
| UPN 220 | 29.4 | 2 690 | 245 | 292 | 8.48 |
| UPN 240 | 33.2 | 3 600 | 300 | 358 | 9.22 |
| UPN 260 | 37.9 | 4 820 | 371 | 442 | 9.99 |
| UPN 300 | 46.2 | 8 030 | 535 | 632 | 11.7 |
الحمل الموزّع التشغيلي (كيلونيوتن/م) — مقطع مفرد مقيَّد من S235JR
| المقطع | بحر 1 م | 1,5 م | 2 م | 3 م | 4 م | 5 م | 6 م |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UPN 50 | 17.6 | 7.8 | 3.6 | 1.1 | — | — | — |
| UPN 65 | 29.1 | 12.9 | 7.3 | 2.3 | 1.0 | — | — |
| UPN 80 | 42.7 | 19.0 | 10.7 | 4.3 | 1.8 | — | — |
| UPN 100 | 65.8 | 29.2 | 16.4 | 7.3 | 3.5 | 1.8 | — |
| UPN 120 | 97.5 | 43.3 | 24.4 | 10.8 | 6.1 | 3.2 | 1.8 |
| UPN 140 | 138 | 61.5 | 34.6 | 15.4 | 8.7 | 5.2 | 3.0 |
| UPN 160 | 185 | 82.4 | 46.3 | 20.6 | 11.6 | 7.4 | 4.6 |
| UPN 180 | 240 | 107 | 60.1 | 26.7 | 15.0 | 9.6 | 6.7 |
| UPN 200 | 306 | 136 | 76.5 | 34.0 | 19.1 | 12.2 | 8.5 |
| UPN 220 | 392 | 174 | 98.0 | 43.6 | 24.5 | 15.7 | 10.9 |
| UPN 240 | 481 | 214 | 120 | 53.4 | 30.0 | 19.2 | 13.4 |
| UPN 260 | 593 | 264 | 148 | 65.9 | 37.1 | 23.7 | 16.5 |
| UPN 300 | 848 | 377 | 212 | 94.2 | 53.0 | 33.9 | 23.6 |
المقاطع المزدوجة (ظهرًا لظهر): اضرب في 2. والمقطع المفرد غير المقيَّد المحمَّل على الجناح: اخفضه 30–50 % وتحقّق من الالتواء. والحمل النقطي في منتصف البحر P ≈ الحمل الموزّع × الطول ÷ 2.
أمثلة محلولة
جانب سلّم: طول مائل 4 أمتار وعرض درج 1,2 متر وحمل حي 3 كيلونيوتن/م² ← 1,8 كيلونيوتن/م لكل جانب مع الدرجات (0,5) ← 2,3 كيلونيوتن/م ← يفي UPN 120 (6,1) بهامش واسع؛ ويُعتاد UPN 140 لأجل الصلابة. عتب فوق باب 2,5 متر في جدار 200 مم: حمل الجدار نحو 12 كيلونيوتن/م ← مقطعا UPN 100 ظهرًا لظهر (2 × 11) مع لوح. قضيب قاعدة ماكينة: بحر مترين وماكينة 20 كيلونيوتن كحمل نقطي ← P ≈ الحمل الموزّع × الطول ÷ 2 ← UPN 120 (24,4 × 1 = 24 كيلونيوتن) أو UPN 140 بهامش. كابول رفّ مواسير: عالجه ككابول — فالقدرة نحو ربع قيمة الارتكاز البسيط للطول نفسه.
الالتواء والتقييد الجانبي
المقطع U المحمَّل على جناحه (أي بحمل لا يمرّ بمركز القصّ الواقع خلف الجسم) يلتوي؛ والجداول تفترض التقييد — بسطح مثبّت إلى الجناح العلوي، أو بمقاطع مزدوجة أو مصندَقة أو مقوّاة كل 1–1,5 متر. وللمقاطع المفردة غير المقيّدة استعمل نصف القيمة أو انتقل إلى مقطع مجوّف أو إلى IPE. وصندقة مقطعين وجهًا لوجه باللحام تعطي عنصرًا صلبًا التواءً مثاليًا للأعمدة والقوائم.
أعمدة من المقاطع U
المقطع UPN المفرد عمود رديء (نصف قطر التقوّس حول المحور الضعيف 1,5–3 سم)؛ أما مقطعان ظهرًا لظهر بتباعد 50–100 مم مع ألواح ربط فيعطيان عمودًا مركّبًا فعّالًا: فمقطعا UPN 100 عند 3 أمتار يحملان نحو 180 كيلونيوتن تشغيليًا، ومقطعا UPN 140 نحو 330 كيلونيوتن. وصمّم ألواح الربط وفق EN 1993-1-1 البند 6.4.
الأسئلة الشائعة
كم حملًا يتحمّل UPN 100؟
نحو 7,3 كيلونيوتن/م (730 كجم/م) على بحر 3 أمتار ككمرة مقيَّدة بارتكاز بسيط من S235، و16,4 كيلونيوتن/م على مترين؛ ويتضاعف ذلك لمقطعين ظهرًا لظهر.
أي مقطع لجانب السلّم؟
UPN 120–160 للجوانب المعتادة 3–5 أمتار، ويُختار للصلابة (الاهتزاز) لا للمقاومة؛ وUPN 140 هو المقاس التصديري الشائع.
لماذا تلتوي المقاطع U تحت الحمل؟
لأن مركز القصّ في المقطع U يقع خارج المقطع خلف الجسم، فيُحدث الحملُ على الجناح التواءً. فقيّد الجناح أو ازدوج المقاطع أو صندقها.
UPN أم UPE للبحر نفسه؟
UPE قدرته مقاربة أو أعلى قليلًا عند العمق نفسه بوزن أقل 5–10 % وبأجنحة متوازية؛ واستعمل جدول UPN دليلًا متحفّظًا لـ UPE.