در این مقاله به تفاوت‌های ناودانی‌های UPN و UPE می‌پردازیم. اینکه کدام ناودانی سبک‌تر و کدام سنگین‌تر است و همچنین کاربرد، تحمل بار و مشخصات آن‌ها را بر اساس مطالعات صورت گرفته مقایسه می‌کنیم. بررسی مزیت‌های ساختاری، مقاومت و طول عمر هر کدام از این ناودانی‌ها دید وسیعی در مورد نحوه انتخاب ناودانی مناسب برای پروژه‌های ساختمانی و صنعتی ارائه می‌دهد. از این مقایسه و شناخت تفاوت ناودانی سبک و سنگین می‌توانید برای تصمیم‌گیری در خرید خود به نحو احسن استفاده کنید.
نسخه صوتی مقاله تفاوت ناودانی سبک و سنگین
تفاوت ناودانی سبک و سنگین
بررسی تفاوت ناودانی سبک و سنگین به مهندسین سازه کمک می‌کند انتخاب درستی برای مواد و اجزای مناسب پروژه خود داشته باشند و از ایمنی و عملکرد آن اطمینان پیدا کنند. به طور کل دو نوع نودانی با نام‌های ناودانی UPN و ناودانی UPE وجود دارد که برای تشخیص سبک و سنگین بودنشان اول باید آن‌ها را معرفی کنیم.
ناودانی UPN و UPE چیست؟ کدام سبک و کدام سنگین است؟
با اینکه هر دو ناودانی UPN و UPE پروفیل‌های فولادی U شکل هستند، اما از نظر طراحی، کاربرد، خواص مواد و عملکرد تفاوت قابل توجهی با یکدیگر دارند.
ناودانی UPE (ناودانی بال موازی): پروفیل U شکل با ابعاد نسبتا یکنواخت است؛ بال‌های موازی و ضخامت جان استانداردی دارد. این نوع ناودانی به دلیل ساختار معمولی‌تر در کاربردهای بیشتری استفاده می‌شود و به انتخابی همه کاره و مقرون‌به‌صرفه برای پروژه‌های مختلف و ساخت‌وساز تبدیل شده است.
ناودانی UPN (ناودانی بال شیبدار): مشابه نوع قبل، این ناودانی نیز U شکل است، اما یک تفاوت ظاهری مهم با نوع قبلی دارد؛ به این صورت که از بال‌های شیبدار و جان ضخیم ساخته شده است. این نوع ناودانی برای کاربردهای خاص مانند سازه‌های صنعتی سنگین و سیستم‌های پشتیبانی مناسب‌تر است.
کدام ناودانی سبک و کدام سنگین است؟
اگر بخواهیم وزن این دو نوع ناودانی را مقایسه کنیم، دقیق‌ترین مرجع، استاندارد ملی ایران و جدول وزن درج شده در آن‌ها است.
- ناودانی بال شیب دار (UPN) طبق استاندارد INSO4477-2 تولید می‌شود.
- ناودانی بال موازی (UPE) طبق استاندارد INSO4477-1 تولید می‌شود.
در هر استاندارد دو جدول وزنی سبک و سنگین وجود دارد. یعنی در استاندارد ناودانی بال شیب دار یک «جدول وزن ناودانی بال شیب دار سبک» و یک «جدول وزن ناودانی بال شیب دار سنگین» وجود دارد. در استاندارد ناودانی بال موازی نیز به همین صورت است.
با مقایسه جداول سبک و سنگین یک ناودانی با جداول مشابه ناودانی دیگر متوجه می‌شیم وزن ناودانی UPN و UPE سبک برابر هستند، اما وزن ناودانی UPN سنگنین بیشتر از وزن ناودانی UPE سنگین است. به این صورت:
وزن ناودانی UPN سبک = وزن ناودانی UPE سبک
وزن ناودانی UPN سنگین > وزن ناودانی UPE سنگین
در نتیجه؛ منظور از ناودانی سبک همان ناودانی UPE (بال موازی) و منظور از ناودانی سنگین، همان ناودانی UPN (بال شیبدار) است.
از این رو در ادامه تفاوت ناودانی سبک و سنگین را با تفاوت ناودانی UPE و UPN جایگزین می‌کنیم.
کلیدی‌ترین تفاوت‌های ناودانی UPE و UPN
در ادامه تفاوت ناودانی سبک و سنگین را با ۶ پارامتر اصلی به صورت زیر، همراه با جدول مقایسه بررسی می کنیم.
- استاندارد تولید
- طراحی و ابعاد
- استحکام و تحمل بار
- وزن و قیمت
- عملکرد در سازه
- کابرد
۱- تفاوت در استاندارد تولید
ساختار هر دو پروفیل UPE و UPN طبق استاندارد آلمانی DIN 1026 تعریف شده‌اند. در این استاندارد مشخصات دقیقی برای ابعاد، ضخامت و خواص مکانیکی ناودانی‌ها ذکر شده است. اما در سازمان ملی استاندارد ایران، مشخصات و جزئیات این ناودانی‌ها در دو استاندارد مجزا به صورت زیر آمده است:
استاندارد ملی ایرن INSO4477-2: ناودانی فولادی گرم نوردیده – ناودانی بال موازی- ویژگی‌ها و روش‌های آزمون
استاندارد ملی ایرن INSO4477-1: ناودانی فولادی گرم نوردیده – ناودانی لبه گرد بال شیبدار- ویژگی‌ها و روش‌های آزمون
۲- تفاوت در طراحی و ابعاد
یکی از پارامترهای اصلی در تفاوت ناودانی UPN و UPE مربوط به ضخامت بال و طراحی جان آن‌ها است که مستقیما بر استحکام ناودانی و همچنین انحراف ناودانی تحت تنش تاثیر می‌گذارد.
| ویژگی‌ها | ناودانی UPE (بال موازی) | ناودانی UPN (بال شیبدار) |
| ضخامت بال | ضخامت یکنواخت بال از داخل به سمت لبه، ثبات بیشتر | در لبه‌ها نازک‌تر، به سمت داخل ضخیم‌تر می‌شود. |
| ضخامت جان | استاندارد، ضخامت ثابت در سراسر جان | ضخیم‌تر، که مقاومت خمشی و برشی را افزایش می‌دهد |
| ارتفاع | قابل تولید از ۵۰ تا ۴۰۰ میلی متر | قابل تولید از ۳۰ تا ۴۰ میلی‌متر، اما معمولا با نمای کلی ضخیم‌تر |
| نسبت عرض پایه به ارتفاع | بال‌ها کمی پهن‌تر از جان هستند | بال‌ها برای افزایش پایداری متعادل‌تر هستند |
| هدف طراحی | مناسب برای کاربردهای باربر عمومی | مناسب برای پروژه‌های سازه‌ای سنگین که به ظرفیت باربری بالا نیاز دارند |
ناودانی‌های UPE بال کمی پهن‌تر نسبت به جان خود دارند که می‌توانند برای نیازهای باربری پایین، مناسب باشند. اما ناودانی‌های UPN پایداری بالایی تحت بارهای زیاد ارائه می‌دهند و آن‌ها را برای کاربردهای ساختاری مناسب می‌سازند.
۳- تفاوت در استحکام مواد و ظرفیت تحمل بار
ضخامت جان در ناودانی‌های UPN در مقایسه با UPE بیشتر است که ظرفیت باربری بالاتری ایجاد می‌کند. مطالعات نشان می‌دهد ناودانی‌های UPN به دلیل افزایش ضخامت جان و طراحی ساختاری پیشرفته‌تر، می‌توانند ۲۵ تا ۳۰ درصد بار بیشتری نسبت به ناودانی‌های UPE تحمل کنند.
| ویژگی‌ها | UPE | UPN |
| ظرفیت تحمل بار | ظرفیت استاندارد | ۲۵ تا ۳۰ درصد ظرفیت باربری بالاتر |
| مقاومت تسلیم | متوسط | بالاتر به دلیل طراحی قوی‌تر |
| مقاومت برشی | متوسط | مقاومت برشی برتر |
این افزایش تحمل بار، ناودانی‌های UPN را برای پروژه‌هایی که به استحکام و دوام بالاتر نیاز دارند، مانند پل‌ها، تونل‌ها و تکیه‌گاه‌های صنعتی سنگین، مناسب می‌کند. برعکس، ناودانی‌های UPE برای کاربردهای سبک‌تر مانند ساختمان‌سازی مناسب هستند.
۴- تفاوت در وزن و قیمت
با توجه به اینکه ناودانی‌های UPN ضخامت جان بیشتری دارند، سنگین‌تر بوده و وزن بیشتری نسبت به ناودانی‌های UPE دارند. همچنین به دلیل استفاده از مواد بیشتر در تولید آن‌ها، قیمت بیشتری نیز دارند.
| ویژگی‌ها | UPE | UPN |
| وزن در هر متر | سبک تر | سنگین‌تر |
| هزینه مواد | مقرون به صرفه‌تر | گران‌تر |
| کارایی ساختاری | کارایی متوسط | کارایی بالاتر (نسبت استحکام به وزن بهتری ارائه می‌دهد) |
اگرچه قیمت ناودانی UPN که اصطلاحا در بازار به «ناودانی هم وزن اروپا» شناخته می‌شود، گران‌تر است، اما این قیمتِ بیشتر را می‌توان با بهبود عملکرد در کاربردهای سنگین توجه کرد. در مقابل در پروژه‌هایی که قیمت مقرون‌به‌صرفه همراه با وزن و استحکام اهمیت دارد، ناودانی‌های UPE ترجیح داده می‌شوند.
می‌توانید قیمت روز ناودانی‌ها و تفاوت قیمت آن‌ها را در لینک زیر مشاهده کنید.
۵- تفاوت عملکرد در سازه
در تفاوت ناودانی UPN و UPE، مهم‌ترین عواملی که عملکرد ساختاری آن‌ها را متمایز می‌کند، شامل ظرفیت باربری، مقاومت در برابر انحراف و میزان مقاومت برشی است.
ظرفیت تحمل بار
ناودانی‌های UPN با جان قوی‌تر و ضخیم‌تر در مقایسه با ناودانی‌های UPE، ظرفیت باربری بیشتری دارند. در نتیجه ناودانی‌های UPN برای کاربردهای سنگین‌تر مناسب هستند و ناودانی‌های UPE برای ساختمان‌سازی کاربرد بیشتری دارند.
طبق مطالعات، ناودانی‌های UPN در برابر نیروهای خمشی و برشی نیز مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهند. به طور مثال در یک پروژه ساختمانی معمولی با اسکلت فلزی، یک ناودانی UPN می‌تواند دهانه‌های بزرگ‌تر و بارهای سنگین‌تر را با کم‌ترین انحراف در مقایسه با ناودانی‌های UPE تحمل کند.
مقاومت در برابر انحراف
مقاومت در برابر انحراف، یک معیار عملکرد مهم در کاربردهای سازه‌ای است. مزیت قابل توجه ناودانی‌های UPN مقاومت بالای آن‌ها در برابر انحراف تحت بار است. به این معنی که به دلیل ساختار ضخیم‌تر، ناودانی UPN انحراف کمتری نسبت به ناودانی‌های UPE مشابه تحت بارهای معادل از خود نشان می‌دهند.
به طور مثال برای ساخت پل، ناودانی‌های UPN می‌توانند یکپارچگی ساختاری خود را با حداقل انحراف در دهانه‌های بلند حفظ کرده و ایمنی و دوام را در طول زمان تضمین کنند. در حالی که ناودانی‌های UPE با جان نازک‌تر، ممکن است در شرایط مشابه، انحراف بیش از حد نشان دهند که به طور بالقوه ایمنی سازه را به خطر می‌اندازد.
مقاومت برشی
مقاومت برشی یک ناودانی به میزان تحمل آن در برابر نیروهای برشی داخلی اشاره دارد. با توجه به تفاوت ناودانی UPE و UPN در ضخامت جان و ضخیم‌تر بودن جان ناودانی‌های UPN، در نتیجه این ناودانی مقاومت برشی بالاتری از خود نشان می‌دهد.
این باعث می‌شود برای محیط‌هایی که نیروهای برشی بیشتر هستند، مانند کاربردهای باربری سنگین در کارخانه‌های صنعتی و سازه‌های بزرگراهی، ناودانی UPN مناسب‌تر باشد.
۶- تفاوت در کاربرد
کاربردهای عملی کانال‌های UPN و UPE به دلیل تفاوت آن‌ها در استحکام، ظرفیت بار و مقاومت در برابر انحراف به طور قابل توجهی متفاوت است. در زیر مقایسه‌ای از کاربردهای معمولی آورده شده‌است:
کاربرد ناودانی‌های UPE: معمولا در ساخت‌وسازهای سبک تا متوسط استفاده می‌شود، مانند:
- اسکلت ساختمانی (سازه‌های فولادی سبک)
- سیستم‌های قفسه‌بندی و قفسه‌بندی صنعتی
- اعضای مهاربندی در سازه‌های سبک
- اسکلت‌بندی کلی در ساختمان‌های مسکونی و تجاری
کاربرد ناودانی‌های UPN: مناسب برای نیازهای ساختاری بیشتر مانند:
- ساخت‌وسازهای صنعتی سنگین (کارخانه‌ها، پل‌ها و غیره)
- کاربردهایی با باربری بالا (تیرهای نگهدارنده و دکل‌ها)
- زیرساخت‌های انرژی (پشتیبانی از نیروگاه‌ها و پل‌های بزرگراه)
- قفسه‌ها و قاب‌های سنگین برای انبارها یا تجهیزات صنعتی
سخن آخر
به عنوان خلاصه‌ای از تفاوت ناودانی سبک و سنگین (UPE و UPN) باید گفت با اینکه هر دو ناودانی از طراحی U شکل یکسانی برخوردار هستند، اما از نظر مقاومت، ظرفیت باربری، وزن و کاربرد به طور قابل توجه‌ای با هم تفاوت دارند. ناودانی‌های UPE برای پروژه‌های ساختمانی سبک‌تر و مقرون‌به‌صرفه که در آن به استحکام استاندارد و مقاومت در برابر انحراف متوسط نیاز است، مناسب هستند. از طرف دیگر ناودانی‌های UPN برای کاربردهای سنگین‌تر گزینه بهتری هستند و می‌توانند ظرفیت باربری بیشتر، مقاومت در برابر انحراف بهتر و یکپارچگی ساختاری طولانی مدت از خود نشان دهند.
