الفرق بين كمرات HEA وHEB: أيهما تختار؟
الارتفاع الاسمي نفسه وجسم مختلف: هندسة المقطع والوزن لكل متر ومعايير الاختيار العملية بين مقاطع HEA وHEB.
يتكرر سؤال واحد في كل مشروع إنشاءات فولاذية تقريبًا: "HEA أم HEB؟" فالعائلتان تمتلكان مقطع H عريض الشفة وتُنتجان وفق المواصفات نفسها (أبعاد EN 10365 ودرجات EN 10025). ومع ذلك يؤثر الفرق الهندسي بينهما تأثيرًا مباشرًا في قدرة التحمل وارتفاع الطابق وتكلفة التوناج.
الفرق الأساسي في هندسة المقطع
في سلسلة HEB يتساوى الارتفاع الاسمي مع الارتفاع الحقيقي، فمقطع HEB 200 ارتفاعه 200 مم بالضبط. أما في سلسلة HEA فيكون الجسم والشفتان أرق، ولذلك ينخفض الارتفاع الحقيقي عن المقاس الاسمي؛ فارتفاع HEA 200 هو 190 مم. وهذا التخفيف يجعل المقطع أخف لكنه يقلل عزم القصور الذاتي أيضًا.
وهناك عائلة ثالثة هي HEM ذات أسمك جسم وشفة عند المقاس الاسمي نفسه، وتُستخدم في أعمدة الصناعات الثقيلة والمواضع التي تتطلب أحمالًا محورية عالية.
مقارنة الوزن لكل متر
| المقاس الاسمي | HEA (كغ/م) | HEB (كغ/م) | فرق الوزن |
|---|---|---|---|
| 100 | 16.7 | 20.4 | 18% |
| 160 | 30.4 | 42.6 | 29% |
| 200 | 42.3 | 61.3 | 31% |
| 300 | 88.3 | 117.0 | 25% |
| 400 | 125.0 | 155.0 | 19% |
| 500 | 155.0 | 187.0 | 17% |
يتبين من الجدول أن HEA أخف بنسبة 17–31% ضمن فئة الارتفاع نفسها، وهو ما يتحول إلى ميزة تكلفة حقيقية في الشراء بالتوناج. لكن الأخف ليس دائمًا الأرخص، إذ يضطر المقطع الأضعف أحيانًا إلى الصعود مقاسًا واحدًا فتزول الميزة.
متى تختار كلًّا منهما؟
- اختر HEA: عندما تكون الأحمال متوسطة؛ وعندما يكون تحسين الوزن والتكلفة أولوية؛ وعندما يكون ارتفاع الطابق محدودًا (الارتفاع الحقيقي الأقل مفيد)؛ وعندما تكون بحور الكمرات معقولة.
- اختر HEB: عندما تحمل الأعمدة قوى محورية عالية؛ وعندما تطول أطوال الانبعاج؛ وعندما تحكم أحمال الزلازل؛ وعندما تتطلب الوصلات الناقلة للعزم شفات أسمك؛ وعندما تُطلب المقاومة حول المحورين القوي والضعيف.
لا تُهمل درجة الفولاذ
اختيار عائلة المقطع نصف المهمة، والنصف الآخر هو درجة الفولاذ: S235JR وS275JR وS355JR هي الأكثر شيوعًا. وتشير اللاحقة "JR" إلى طاقة صدم لا تقل عن 27 جول عند 20 درجة مئوية، أما المنشآت العاملة في درجات حرارة منخفضة فتُطلب لها الدرجات J0 أو J2.
وتوفر S355JR حد خضوع أعلى بنحو 50% من S235JR، مما يتيح في كثير من المشاريع استخدام مقطع أصغر بمقاس واحد ويقلل التوناج الإجمالي. ويجب أن يصدر القرار دائمًا عن الحساب الإنشائي.
قائمة تحقق قبل الطلب
- عائلة المقطع والمقاس: HEA / HEB / HEM والارتفاع الاسمي.
- درجة الفولاذ: S235JR أو S275JR أو S355JR، وJ0 / J2 عند الحاجة.
- الطول: قياسي 12 م أم قص خاص بالمشروع؟
- الكمية: بالعدد أم بالطن، وبكم شحنة تصل إلى الموقع؟
- الوثائق: هل تحتاج شهادة فحص وفق EN 10204 3.1؟
لا جدول يغني عن الحساب الإنشائي
تقدم هذه المقارنة إطارًا عامًا، أما المقطع النهائي فيُختار دائمًا وفق التحليل الإنشائي للمشروع، والجدول مخصص للتقييم الأولي وتقدير التوناج فقط.
كيف تغيّر تفاصيل الوصلات التكلفة؟
اختيار المقطع ليس مسألة وزن فحسب، بل مسألة عمالة وصلات أيضًا. فوصلات العزم بألواح طرفية في مقاطع HEB ذات الشفة السميكة تحتاج عادة تقوية أقل، في حين قد يتطلب نقل العزم نفسه عبر HEA إضافة ألواح تقوية للشفة أو ألواح استمرارية داخل العمود. وكل لوح إضافي في عقدة عمود-كمرة يزيد بنود القص والثقب واللحام والفحص غير الإتلافي والدهان معًا.
ولذلك تكون المقارنة المبنية على التوناج وحده مضللة. قيّم "فرق الكيلوغرامات" و"فرق ساعات التصنيع" في الجدول نفسه؛ ففي معظم المشاريع تزن ساعات الورشة أكثر من سعر الفولاذ.
المخزون والأطوال والهدر
تتوفر مقاطع HEA وHEB في السوق غالبًا بالطول القياسي 12 مترًا. فإذا كان طول المشروع 4.2 م أنتج القضيب قطعتين وبقي هدر مقداره 3.6 م، وعند 6 م يهبط الهدر إلى الصفر. وإعداد خطة القص قبل الطلب يوفر أحيانًا أكثر من تغيير مقاس المقطع.
والمقاسات الأقل شيوعًا ليست متوفرة دائمًا في المخزون. فإذا استخدم المشروع مقاسات وسيطة مثل HEA 180 أو HEB 260 فإن السؤال المبكر يحمي الجدول الزمني، وعند الضرورة تُقارن تكلفة الصعود مقاسًا واحدًا بتكلفة الانتظار.
تحضير السطح وشكل التسليم
تُشحن المقاطع عادة سوداء، أي غير معالجة. وإذا كانت ستُدهن فينبغي الاتفاق على درجة السفع (مثل Sa 2½) ونوع البطانة قبل التصنيع، مع إبقاء مدة بقاء القطعة المسفوعة في الهواء قصيرة. أما العناصر المتجهة إلى الجلفنة بالغمس الساخن فيجب مراعاة فتحات التصريف والتهوية في مرحلة التصميم، وإلا فلن يقبل مشغّل الجلفنة القطعة.
ويؤثر شكل التسليم في التخطيط مباشرة أيضًا. فالشحن بالأطوال الكاملة هو الأقل سعرًا للوحدة، لكن عندما تكون إمكانات القص في الموقع محدودة قد يخفض التسليم بأطوال مقصوصة التكلفة الإجمالية بعد احتساب النقل والعمالة.
راجع جداول المقاطع في صفحتي كمرات HEA وHEB وكمرات IPE، واعرض التوناج فورًا باختيار السلسلة والمقاس في حاسبة الوزن.