قوطی پروفیل ها دارای مقطع مستطیل یا مربع و به شکل توخالی میباشند. قوطی جزو مصالح پرکاربرد در صنایع مختلف است و در صنعت خودروسازی، تولید لوازم پزشکی، لوازم خانگی، عمران و ساختوساز و... کاربرد دارد. مقاومت بالا، کیفیت سطحی و جوشپذیری خوب این پروفیلها در عین فرمپذیری مناسب این محصول سبب شده است که در صنایع مختلف به کار گرفته شود. در اینجا ما به بحث و توضیح قوطی فلزی ساختمان میپردازیم و با این محصول فلزی بیشتر آشنا خواهیم شد.
همانطور که پیش از این اشاره کردیم، کاربردهای قوطی فلزی متنوع است و صنایع گوناگونی از آن در متریال خود استفاده میکنند. یکی از موارد استفاده از آنها در صنعت ساختوساز و عمران است که به شکلهای مختلفی از ان بهره میبرند.
در سازههای فولادی تنوع زیادی برای انتخاب مقاطع وجود دارد. در حالی که این تنوع در سازههای بتنی نیست زیرا در آنجا با بتن سروکار داریم و باید در اجرای بتن اجزا از یکدیگر جدا نشود و به همه قسمتهای قالب نفوذ کند. اگر قالب دارای شکل خاصی باشد، در تراکم بتن مشکل ایجاد میشود.
در ستونهای پلها یا ساختمانهای خاص معمولا از مقاطع دایره استفاده میشود. مقاطع L شکل، یکی از متداولترین مقاطع در سازههای فلزی است که به ویژه در تیرها از آن بهره میبرند. این مقاطع به صورت L شکل بهترین کارکرد را برای استفاده در سازههای فلزی دارد. چرا که بر اساس قضیه گشتاور، این سطح مقطع دارای بیشترین میزان ممان اینرسی است. ممان اینرسی به معنای آن است که صلابت و سختی مقطع به چه صورت است.
این نکته قابل ذکر است که در حالت کلی بهینه بودن و به صرفه بودن به لحاظ اقتصادی از موارد قابل توجه در انتخاب مقطع است و مقطعی بهینه و اقتصادی است که با حداقل مصالح بتواند بیشترین ممان اینرسی را ایجاد کند. با توجه به این نکته مقطع L بهترین عملکرد را حول محور اصلی خود دارد. هم جان تیر در برش و هم بالها در خمش بهترین عملکرد را دارند.
برخلاف سازههای بتنی در سازههای فلزی میتوان از مقاطع توخالی بهره برد. مقطع قوطی فلزی ساختمان یکی از بهترین مقاطع برای سازههای فولادی است. استفاده از آنها زمانی توصیه میشود که بخواهیم ممان اینرسی بالایی نسبت به هر دو محور و جهت داشته باشیم. مقطع L شکل تنها در محور اصلی دارای ممان اینرسی بالایی است و برای تیرها مناسب است اما این مقطع برای ستونها که از هر دو حهت تحت تاثیر نیروها هستند چندان مناسب نیست. در این صورت باید از مقطعی مانند مقاطع قوطی یا L شکل بال پهن استفاده شود که در دو جهت از ممان اینرسی بالایی برخوردار است.
قوطی فلزی ساختمان در ستون ساختمانهای چندطبقه استفاده نمیشود. زیرا باید در محل اتصال تیر به ستون، داخل مقطع ستون تقویت صورت گیرد و این کار در مقطع قوطی انجام نمیشود؛ چراکه دسترسی به داخل مقطع امکانپذیر نیست. از این رو تلاش سازندگان در سازههای فلزی بر این است که با حداقل مصالح و حداقل سطح مقطع بتوانند به بیشترین ممان اینرسی دسترسی پیدا کنند. به طور کلی هرچقدر یک مقطع طوری چیده شود که بتواند با مرکز سطح خود بیشترین فاصله را داشته باشد، بهتر است، چراکه در این صورت استحکام بیشتری خواهد داشت.
باتوجه به این نکته، قوطیها برای ستون ساختمانهای یک طبقه مناسب است. ضعف این پروفیلها در هنگام زلزله مشخص میشود زیرا امکان تغییر شکل مقطع در حین زلزله وجود دارد و مقاومت آن کم میشود. برخی بر این باورند که بهتر است در حین استفاده از قوطی فلزی در ساختمان داخل آن را با بتن و عیار مناسب پر کنند. به باور برخی دیگر مناسب است که از دوبل تیرآهن IPE استفاده شود و قوطیهای موجود در بازار برای بار ساختمان پاسخگو نیست.
تنها وقتی استفاده از آنها در اولویت است که نورد شوند و بر روی آنها تقویتهایی انجام گیرد تا با تیرآهنهای IPE برابر شوند ولی فراهم ساختن این شرایط دشوار است.