کدام یک ظرفیت تحمل بار بهتری دارد، لوله مربعی یا لوله مستطیلی؟

ظرفیت تحمل بار لوله‌های مستطیلی به طور کلی بهتر از لوله‌های مربعی است. 

لوله مربعی:
شکل مقطع عرضی لوله‌های مربعی پایدارتر است و برای صحنه‌هایی که نیاز به مقاومت در برابر بارهای عمودی بزرگ دارند، مناسب است. همچنین در موقعیت‌هایی که نیاز به مقاومت در برابر نیروهای برشی است، مزایایی دارند زیرا سطح مقطع عرضی آنها معمولاً بزرگتر از لوله‌های مستطیلی است و می‌توانند نیروهای برشی را بهتر پراکنده کنند. تولید لوله‌های مربعی نسبتاً ساده است و طیف وسیعی از کاربردها را دارد.

لوله مستطیلی:
لوله‌های مستطیلی از مقاومت خمشی و پایداری بالاتری برخوردارند که آنها را برای موقعیت‌هایی که بارهای زیادی را تحمل می‌کنند یا نیاز به مقاومت در برابر گشتاورها و لنگرهای خمشی دارند، مناسب‌تر می‌کند. طراحی ساختاری لوله‌های مستطیلی عموماً تنش‌های برشی و خمشی را بهتر تحمل می‌کند و آنها را به انتخاب بهتری در کاربردهایی تبدیل می‌کند که در آنها نیروهای افقی یا خمشی بزرگی مورد نیاز است.

مقایسه مقاومت خمشی لوله مستطیلی و لوله مربعی:

۱. تعریف مقاومت خمشی
مقاومت خمشی به عنوان حداکثر ظرفیت تحمل بار یک ماده تحت بار خمشی تعریف می‌شود. هرچه مقاومت خمشی بالاتر باشد، دوام و طول عمر ماده بیشتر است.

۲. مقایسه مقاومت خمشی لوله مستطیلی و لوله مربعی
رفتار مقاومتی لوله‌های مستطیلی و لوله‌های مربعی تحت بارهای خمشی متفاوت است. به طور کلی، مقاومت خمشی لوله‌های مستطیلی با جنس و اندازه یکسان، بیشتر از لوله‌های مربعی است. دلیل این امر توزیع مقاومت لوله مستطیلی یکنواخت‌تر است و ممان اینرسی و ضریب مقطع خمشی آن بزرگتر از لوله مربعی با سطح مقطع یکسان است.

مقایسه مقاومت فشاری لوله مستطیلی و لوله مربعی:

۱. تعریف مقاومت فشاری
مقاومت فشاری به توانایی یک ماده در مقاومت در برابر آسیب در هنگام قرار گرفتن در معرض بارگذاری فشاری اشاره دارد. هرچه مقاومت فشاری بیشتر باشد، ماده سخت‌تر و چقرمه‌تر است و ظرفیت تحمل بار بیشتری دارد.

۲. مقایسه مقاومت فشاری لوله مستطیلی و لوله مربعی
مقاومت فشاری لوله‌های مستطیلی و لوله‌های مربعی تفاوت چندانی ندارد. دلیل این امر این است که توزیع مقاومت لوله‌های مستطیلی و لوله‌های مربعی اساساً تحت بار فشاری یکسان است. هنگامی که تحت بار یکسان قرار می‌گیرند، عملکرد مقاومتی دو لوله فولادی نیز مشابه است.
اصول و توصیه‌های انتخاب:

۱. هنگام انتخاب لوله‌های مربعی یا مستطیلی، باید نیازهای واقعی و شرایط خاص کاربرد در نظر گرفته شود و عواملی مانند استحکام، سختی، مقاومت در برابر خوردگی، هزینه و غیره به طور جامع در نظر گرفته شوند.
۲. اگر نیاز به مقاومت در برابر نیروی افقی یا نیروی خمشی زیاد دارید، باید لوله مستطیلی را انتخاب کنید زیرا دارای سفتی و مقاومت خمشی بالایی است.
۳. اگر نیاز به تحمل مقدار زیادی بار عمودی دارید، باید لوله مربعی را انتخاب کنید زیرا شکل مقطع آن پایدارتر و اتصال آن آسان است.
۴. در برخی از سناریوهای کاربردی، می‌توان از لوله‌های مربعی و لوله‌های مستطیلی نیز به صورت ترکیبی برای دستیابی به اثرات تحمل بار بهتر استفاده کرد.

نتیجه‌گیری:

ظرفیت تحمل بار لوله‌های مستطیلی عموماً بهتر از لوله‌های مربعی است. عملکرد مقاومتی لوله‌های مستطیلی و لوله‌های مربعی تحت نیروهای مختلف متفاوت است. مقاومت خمشی لوله‌های مستطیلی با جنس و اندازه یکسان بیشتر از لوله‌های مربعی است، اما تحت بار فشاری، تفاوت مقاومت بین لوله‌های مستطیلی و لوله‌های مربعی قابل توجه نیست. هنگام انتخاب لوله‌های فولادی، نیازهای کاربردی عملی و الزامات طراحی باید به طور جامع در نظر گرفته شود و لوله‌های فولادی با جنس و شکل مقطع مناسب انتخاب شوند.