ناودانی چیست؟ بررسی کامل

نویسنده: تیم محتوای پیوان

تاریخ بروزرسانی: ۱۲ آبان ۱۴۰۵

ناودانی یکی از انواع مقاطع فولادی با سطح مقطع باز و شکل U یا C است که از یک جان و دو بال تشکیل می‌شود. این مقطع بر اساس شکل بال‌ها، روش تولید، وزن، جنس و پوشش سطحی به انواع مختلفی تقسیم می‌شود و در ساخت سازه‌های فلزی، قاب‌ها، پل‌ها، شاسی خودرو و تجهیزات صنعتی کاربرد دارد. انتخاب ناودانی مناسب به سایز، ضخامت، وزن، جنس و شرایط بارگذاری بستگی دارد. همچنین، برای برآورد هزینه خرید و مقایسه قیمت این مقطع در سایزها و برندهای مختلف، می‌توانید قیمت امروز ناودانی را بررسی کنید.

ناودانی چیست و چه ساختاری دارد؟

ناودانی (Steel Channel) نوعی پروفیل با سطح مقطع باز است که از یک بخش میانی به نام جان (Web) و دو بخش جانبی به نام بال (Flange) تشکیل می‌شود. این ساختار به شکل U یا C است و ابعاد آن بر اساس ارتفاع جان، عرض بال و ضخامت اجزای مقطع مشخص می‌شود. ناودانی برخلاف مقاطع بسته مانند قوطی پروفیل، دارای سطح مقطع باز است. این ویژگی دسترسی به سطوح مقطع را برای اتصال و نصب قطعات آسان‌تر می‌کند؛ اما مقاومت پیچشی آن در مقایسه با برخی مقاطع بسته با ابعاد و شرایط مشابه کمتر است.

جان ناودانی چیست؟

جان ناودانی (Web) بخش میانی مقطع است که دو بال را به یکدیگر متصل می‌کند. جان در تحمل نیروهای برشی و انتقال بار میان اجزای مقطع نقش دارد. ارتفاع جان یکی از ابعاد اصلی ناودانی است و معمولاً مبنای تعیین سایز اسمی آن قرار می‌گیرد. برای مثال، ناودانی سایز ۱۰ معمولاً دارای ارتفاع جان اسمی ۱۰۰ میلی‌متر است.

بال ناودانی چیست؟

بال ناودانی (Flange) به دو بخش امتدادیافته از جان گفته می‌شود که شکل U یا C مقطع را ایجاد می‌کنند. بال‌ها در تحمل تنش‌های خمشی نقش دارند و مشخصات آن‌ها با ویژگی‌های زیر تعیین می‌شود:

• عرض بال: فاصله امتداد بال از جان تا لبه آن
• ضخامت بال: ضخامت بخش جانبی مقطع
• شکل بال: موازی یا شیب‌دار بودن سطوح داخلی بال

عرض و ضخامت بال‌ها همراه با ارتفاع و ضخامت جان، بر وزن، ممان اینرسی و ظرفیت خمشی ناودانی تأثیر می‌گذارند.

چرا شکل مقطع ناودانی اهمیت دارد؟

شکل سطح مقطع ناودانی بر مقاومت خمشی، سختی پیچشی و رفتار آن در برابر بارگذاری تأثیر دارد. ناودانی به دلیل هندسه U یا C شکل، حول محورهای مختلف رفتار خمشی یکسانی ندارد. همچنین باز بودن سطح مقطع باعث می‌شود مقاومت آن در برابر پیچش، در مقایسه با بسیاری از مقاطع بسته، محدودتر باشد. در بارگذاری‌هایی که نیرو از مرکز برش مقطع عبور نمی‌کند، احتمال ایجاد پیچش نیز وجود دارد. بنابراین، انتخاب ناودانی برای کاربردهای سازه‌ای باید بر اساس ابعاد مقطع، ممان اینرسی، شرایط تکیه‌گاهی و نوع بارگذاری انجام شود.

انواع ناودانی کدام‌اند؟

انواع ناودانی بر اساس شکل بال‌ها، روش تولید، وزن، جنس و پوشش سطحی دسته‌بندی می‌شوند. هرکدام از این ویژگی‌ها بر مشخصات فنی و کاربرد نهایی مقطع تأثیر دارند.

انواع ناودانی بر اساس شکل بال‌ها

ناودانی‌ها از نظر شکل و ضخامت بال به دو گروه اصلی بال موازی و بال شیب‌دار تقسیم می‌شوند.

• ناودانی بال موازی

در ناودانی بال موازی، سطوح داخلی و خارجی بال‌ها تقریباً موازی هستند و ضخامت بال در بخش عمده عرض آن یکنواخت است.
این نوع ناودانی در استانداردهای متداول با مقاطعی مانند UPE شناخته می‌شود و برای برخی اتصالات و کاربردهای سازه‌ای مناسب است.

• ناودانی بال شیب‌دار

در ناودانی بال شیب‌دار، سطح داخلی بال‌ها دارای شیب است و ضخامت بال معمولاً از محل اتصال به جان به سمت لبه کاهش می‌یابد. مقاطع UPN از نمونه‌های شناخته‌شده این گروه هستند. تفاوت این دو نوع ناودانی در هندسه بال، ابعاد مقطع، وزن و مشخصات هندسی مؤثر در طراحی است.

انواع ناودانی بر اساس روش تولید

ناودانی از نظر روش تولید به دو نوع فابریک و پرسی تقسیم می‌شود.

• ناودانی فابریک

ناودانی فابریک از طریق نورد گرم فولاد و شکل‌دهی مستقیم آن در غلتک‌های نورد تولید می‌شود. در این روش، جان و بال‌ها به‌صورت یکپارچه شکل می‌گیرند و ابعاد محصول بر اساس مشخصات تولید و استاندارد مربوط تعیین می‌شود.

• ناودانی پرسی

ناودانی پرسی از طریق خم‌کاری ورق فلزی تولید می‌شود. در این روش، ورق با ضخامت مشخص به شکل U یا C درمی‌آید. ویژگی‌های ناودانی پرسی، از جمله شعاع خم، ضخامت و ابعاد مقطع، به مشخصات ورق و فرایند شکل‌دهی بستگی دارند. تفاوت اصلی ناودانی فابریک و پرسی در روش تولید، هندسه مقطع و محدوده ابعاد قابل‌ساخت است؛ نه برتری قطعی استحکام یکی بر دیگری.

انواع ناودانی بر اساس وزن

ناودانی سبک و سنگین دو اصطلاح رایج بازار برای تفکیک محصولات بر اساس وزن واحد طول هستند.

• ناودانی سبک

ناودانی سبک معمولاً به مقطعی گفته می‌شود که وزن هر متر آن نسبت به یک مقطع مرجع مشخص کمتر است.

• ناودانی سنگین

ناودانی سنگین معمولاً برای محصولاتی به کار می‌رود که وزن واحد طول بیشتری دارند و در بازار ممکن است با مقاطع مطابق جداول وزنی مشخص، مانند UPN، شناخته شوند.

نکته: سبک یا سنگین بودن به‌تنهایی نشان‌دهنده استاندارد یا غیراستاندارد بودن محصول نیست. برای مقایسه دقیق باید سایز، ضخامت، وزن هر متر و استاندارد ابعادی مشخص باشد. برای بررسی وزن سایزهای مختلف می‌توانید به صفحه جدول وزن ناودانی  مراجعه نمایید.

انواع ناودانی بر اساس جنس

ناودانی از نظر جنس ماده اولیه به انواع مختلفی تقسیم می‌شود.

• ناودانی فولادی

ناودانی فولادی از فولادهای ساختمانی یا صنعتی تولید می‌شود و در سازه‌های فلزی، قاب‌ها، شاسی و تجهیزات کاربرد دارد. استحکام و قابلیت جوشکاری آن به گرید فولاد، مانند ST37 یا ST52، و مشخصات محصول بستگی دارد.

• ناودانی استیل

ناودانی استیل از فولاد زنگ‌نزن تولید می‌شود و در محیط‌هایی کاربرد دارد که مقاومت خوردگی اهمیت دارد. میزان مقاومت خوردگی آن به گرید استیل و شرایط محیطی وابسته است.

• ناودانی آلومینیومی

ناودانی آلومینیومی از آلومینیوم یا آلیاژهای آن تولید می‌شود و نسبت به ناودانی فولادی هم‌اندازه، وزن کمتری دارد. این نوع ناودانی در برخی تجهیزات سبک، قاب‌ها و قطعات صنعتی کاربرد دارد.

انواع ناودانی بر اساس پوشش سطحی

ناودانی از نظر پوشش سطحی می‌تواند بدون پوشش یا دارای پوشش محافظ باشد.

• ناودانی گالوانیزه

ناودانی گالوانیزه، مقطع فولادی دارای پوشش روی است. این پوشش برای کاهش سرعت خوردگی فولاد در شرایط محیطی مشخص استفاده می‌شود. مقاومت خوردگی ناودانی گالوانیزه به روش گالوانیزاسیون، ضخامت پوشش و شرایط محیطی بستگی دارد. بنابراین، گالوانیزه بودن یک ویژگی مربوط به پوشش سطحی است و نباید به‌عنوان جنس مستقل ناودانی معرفی شود.

جدول مقایسه انواع ناودانی

معیار دسته‌بندی	انواع ناودانی	ویژگی متمایزکننده
شکل بال	بال موازی، بال شیب‌دار	هندسه و ضخامت بال
روش تولید	فابریک، پرسی	نورد گرم یا خم‌کاری ورق
وزن	سبک، سنگین	وزن واحد طول نسبت به مرجع مشخص
جنس	فولادی، استیل، آلومینیومی	ترکیب و خواص ماده اولیه
پوشش سطحی	بدون پوشش، گالوانیزه	نوع حفاظت سطح در برابر خوردگی

انتخاب نوع ناودانی باید با توجه به کاربرد، سایز، وزن، جنس، روش تولید و شرایط بارگذاری انجام شود.

تفاوت ناودانی UPN و UPE چیست؟

تفاوت ناودانی UPN و UPE در شکل بال‌ها و مشخصات هندسی مقطع است. ناودانی UPN دارای بال‌های شیب‌دار است، درحالی‌که ناودانی UPE با بال‌های موازی تولید می‌شود. این تفاوت بر ضخامت بال، ابعاد مقطع، وزن واحد طول و نحوه اجرای برخی اتصالات تأثیر می‌گذارد. هر دو نوع از سری‌های استاندارد ناودانی هستند و انتخاب میان آن‌ها باید بر اساس مشخصات هندسی، شرایط بارگذاری و الزامات طراحی انجام شود.

ناودانی UPN چیست؟

ناودانی UPN نوعی ناودانی استاندارد با بال‌های شیب‌دار است که سطح داخلی بال‌های آن از محل اتصال به جان به سمت لبه، شیب مشخصی دارد. در این مقطع، ضخامت بال معمولاً در نزدیکی جان بیشتر است و به سمت انتهای بال کاهش می‌یابد. ویژگی‌های اصلی ناودانی UPN عبارت‌اند از:

• شکل بال: شیب‌دار
• ضخامت بال: متغیر در امتداد عرض بال
• سطح مقطع: باز و U شکل
• ابعاد و وزن: مطابق مشخصات سری استاندارد و سایز انتخابی
• کاربرد: سازه‌های فلزی، قاب‌ها و قطعات صنعتی متناسب با طراحی

ناودانی UPN در سایزهای مختلف تولید می‌شود و مشخصات هر سایز، از جمله ارتفاع جان، عرض بال و وزن هر متر، در جدول ابعادی آن تعیین شده است.

ناودانی UPE چیست؟

ناودانی UPE نوعی ناودانی استاندارد با بال‌های موازی است که سطوح داخلی و خارجی بال‌های آن در بخش اصلی عرض بال تقریباً موازی هستند. در این مقطع، ضخامت بال در قسمت‌های اصلی آن نسبتاً یکنواخت است و هندسه بال می‌تواند اجرای برخی اتصالات را آسان‌تر کند.

ویژگی‌های اصلی ناودانی UPE عبارت‌اند از:

• شکل بال: موازی
• ضخامت بال: نسبتاً یکنواخت در بخش اصلی عرض بال
• سطح مقطع: باز و U شکل
• ابعاد و وزن: مطابق مشخصات سری استاندارد و سایز انتخابی
• کاربرد: اتصالات سازه‌ای، قاب‌ها و تجهیزات صنعتی متناسب با طراحی

جدول مقایسه ناودانی UPN و UPE

ویژگی	ناودانی UPN	ناودانی UPE
شکل بال	شیب‌دار	موازی
سطح داخلی بال	دارای شیب	تقریباً موازی با سطح خارجی
ضخامت بال	متغیر در عرض بال	نسبتاً یکنواخت
هندسه اتصال	ممکن است به تمهیدات اتصال متناسب با شیب نیاز داشته باشد	سطح مناسب‌تر برای برخی اتصالات تخت
ابعاد و وزن	مطابق جدول ابعادی UPN	مطابق جدول ابعادی UPE
معیار انتخاب	مشخصات هندسی و الزامات طراحی	مشخصات هندسی و الزامات طراحی

نکته: وزن و ظرفیت باربری UPN و UPE را نمی‌توان صرفاً بر اساس شکل بال مقایسه کرد. برای مقایسه دقیق باید سایز، مساحت مقطع، ممان اینرسی و سایر مشخصات هندسی هر دو محصول بررسی شود.

آیا UPN همان ناودانی سنگین است؟

ناودانی UPN الزاماً همان ناودانی سنگین نیست. UPN نام یک سری استاندارد ناودانی با بال‌های شیب‌دار است؛ اما ناودانی سنگین اصطلاحی رایج در بازار برای توصیف وزن مقطع نسبت به یک مرجع مشخص است.
در بازار آهن ممکن است برخی ناودانی‌های UPN با عنوان ناودانی سنگین عرضه شوند؛ بااین‌حال، این دو اصطلاح از نظر فنی مفهوم یکسانی ندارند. برای تشخیص وزن ناودانی باید سایز، وزن هر متر و جدول وزنی استاندارد مربوط بررسی شود.

ناودانی چگونه تولید می‌شود؟

ناودانی فولادی به دو روش اصلی نورد گرم و خم‌کاری ورق تولید می‌شود. محصول حاصل از نورد گرم معمولاً ناودانی فابریک و محصول حاصل از خم‌کاری ورق، ناودانی پرسی نام دارد. تفاوت این دو روش در نوع ماده اولیه، مراحل شکل‌دهی، هندسه مقطع و ویژگی‌های محصول نهایی است. برای کسب اطلاعات بیشتر میتوانید به مقاله تولید ناودانی مراجعه نمایید.

تولید ناودانی فابریک

ناودانی فابریک از طریق نورد گرم فولاد تولید می‌شود. در این روش، شمش یا بلوم فولادی پس از گرم‌شدن، از میان مجموعه‌ای از غلتک‌ها عبور می‌کند تا به‌تدریج سطح مقطع ناودانی شکل بگیرد. مراحل اصلی تولید ناودانی فابریک عبارت‌اند از:

• آماده‌سازی ماده اولیه: انتخاب شمش یا بلوم فولادی با ترکیب شیمیایی مشخص
• گرم‌کردن فولاد: افزایش دمای ماده اولیه تا محدوده مناسب نورد
• نورد و شکل‌دهی: عبور فولاد از قفسه‌های نورد برای ایجاد جان و بال‌ها
• خنک‌کاری: کاهش کنترل‌شده دمای مقطع پس از شکل‌دهی
• برش و کنترل کیفیت: برش محصول در طول مشخص و بررسی ابعاد و کیفیت نهایی

ویژگی ناودانی فابریک این است که جان و بال‌ها در فرایند نورد به‌صورت یکپارچه شکل می‌گیرند. هندسه گوشه‌ها، ضخامت جان و بال و تلرانس‌های ابعادی نیز به طراحی غلتک‌ها و مشخصات تولید بستگی دارند.

تولید ناودانی پرسی

ناودانی پرسی از طریق خم‌کاری ورق فولادی تولید می‌شود. در این روش، ورق با ضخامت و ابعاد مشخص به کمک دستگاه پرس‌برک یا تجهیزات شکل‌دهی سرد، به مقطع U یا C تبدیل می‌شود. مراحل اصلی تولید ناودانی پرسی عبارت‌اند از:

• انتخاب ورق: تعیین جنس، ضخامت و ابعاد ورق فولادی
• برش ورق: آماده‌سازی ورق با عرض و طول موردنیاز
• خم‌کاری: ایجاد دو خم برای تشکیل جان و بال‌ها
• کنترل ابعادی: بررسی زاویه خم، عرض بال، ارتفاع جان و شعاع گوشه‌ها
• عملیات تکمیلی: اجرای فرایندهای موردنیاز مانند سوراخ‌کاری یا پوشش‌دهی

ویژگی ناودانی پرسی این است که ضخامت اولیه ورق، ضخامت اسمی بخش‌های اصلی مقطع را تعیین می‌کند و شعاع گوشه‌ها به فرایند خم‌کاری وابسته است. خم‌کاری سرد می‌تواند باعث ایجاد کرنش پلاستیک، سخت‌شدن موضعی و تنش‌های پسماند در نواحی خم شود. میزان این تغییرات به جنس ورق، ضخامت و شرایط شکل‌دهی بستگی دارد.

تفاوت ناودانی پرسی و فابریک

تفاوت ناودانی پرسی و فابریک در روش شکل‌دهی، ماده اولیه، هندسه گوشه‌ها و محدوده ابعاد قابل‌تولید است.

معیار مقایسه	ناودانی فابریک	ناودانی پرسی
روش تولید	نورد گرم	خم‌کاری ورق
ماده اولیه	شمش یا بلوم فولادی	ورق فولادی
شکل‌دهی جان و بال	عبور از غلتک‌های نورد	ایجاد خم در ورق
ضخامت مقطع	تابع طراحی و فرایند نورد	وابسته به ضخامت ورق اولیه
شعاع گوشه‌ها	تابع هندسه نورد	تابع شعاع خم و تجهیزات
تنش پسماند	ممکن است بر اثر نورد و سردشدن ایجاد شود	ممکن است بر اثر خم‌کاری سرد ایجاد شود
ابعاد قابل‌تولید	وابسته به خطوط نورد و سری مقطع	وابسته به ابعاد ورق و ظرفیت تجهیزات
انتخاب برای کاربرد	بر اساس استاندارد و طراحی	بر اساس استاندارد و طراحی

نکته: ناودانی فابریک الزاماً از ناودانی پرسی مستحکم‌تر نیست. مقاومت نهایی هر مقطع به گرید فولاد، ابعاد، ضخامت، روش تولید و شرایط بارگذاری بستگی دارد. برای بررسی جزئیات بیشتر، می‌توانید مقاله «تفاوت ناودانی پرسی و فابریک» را مطالعه کنید.

سایز ناودانی چیست و چگونه مشخص می‌شود؟

سایز ناودانی نشان‌دهنده ارتفاع اسمی جان این مقطع است و معمولاً با اعدادی مانند ۶، ۸، ۱۰، ۱۲، ۱۴ و ۱۶ مشخص می‌شود. برای مثال، ناودانی سایز ۸ دارای ارتفاع جان اسمی ۸۰ میلی‌متر است. بااین‌حال، برای تعیین ابعاد دقیق و وزن ناودانی باید سری مقطع و استاندارد تولید آن نیز مشخص باشد.

منظور از سایز ناودانی چیست؟

سایز اسمی ناودانی بر اساس ارتفاع جان بر حسب سانتی‌متر بیان می‌شود؛ به‌طوری‌که ناودانی سایز ۱۰ دارای ارتفاع اسمی ۱۰۰ میلی‌متر و ناودانی سایز ۱۲ دارای ارتفاع اسمی ۱۲۰ میلی‌متر است. این عدد فقط یکی از ویژگی‌های هندسی مقطع را مشخص می‌کند. برای مثال، دو ناودانی UPN و UPE با سایز یکسان ممکن است عرض بال، ضخامت و وزن متفاوتی داشته باشند. بنابراین، برای شناسایی کامل ناودانی باید سایز اسمی، سری مقطع و مشخصات ابعادی آن بررسی شود.

ابعاد اصلی ناودانی کدام‌اند؟

ابعاد ناودانی شامل ارتفاع جان، عرض بال، ضخامت جان، ضخامت بال و شعاع گوشه‌ها است. این مشخصات، سطح مقطع و وزن هر متر ناودانی را تعیین می‌کنند و بر مقاومت خمشی و رفتار سازه‌ای آن تأثیر دارند.

مشخصه ابعادی	تعریف	تأثیر بر مقطع
ارتفاع جان (h)	فاصله خارجی بین دو بال	تعیین سایز اسمی و تأثیر بر مقاومت خمشی
عرض بال (b)	فاصله سطح خارجی جان تا لبه بال	تأثیر بر هندسه و مشخصات خمشی
ضخامت جان (s)	ضخامت بخش میانی مقطع	تأثیر بر مساحت مقطع و مقاومت برشی
ضخامت بال (t)	ضخامت بخش جانبی مقطع	تأثیر بر وزن و مقاومت خمشی
شعاع گوشه (r)	انحنای محل اتصال جان و بال	تأثیر بر هندسه و مساحت مقطع

در ناودانی‌های بال شیب‌دار مانند UPN، ضخامت بال در امتداد عرض آن تغییر می‌کند؛ بنابراین، مقدار ضخامت باید مطابق جدول استاندارد مربوط بررسی شود.

سایزهای رایج ناودانی کدام‌اند؟

سایزهای رایج ناودانی در بازار شامل ۶، ۸، ۱۰، ۱۲، ۱۴، ۱۶، ۱۸، ۲۰، ۲۲ و ۲۴ است. این اعداد به ارتفاع اسمی جان اشاره دارند.

سایز ناودانی	ارتفاع اسمی جان
۶	۶۰ میلی‌متر
۸	۸۰ میلی‌متر
۱۰	۱۰۰ میلی‌متر
۱۲	۱۲۰ میلی‌متر
۱۴	۱۴۰ میلی‌متر
۱۶	۱۶۰ میلی‌متر
۱۸	۱۸۰ میلی‌متر
۲۰	۲۰۰ میلی‌متر
۲۲	۲۲۰ میلی‌متر
۲۴	۲۴۰ میلی‌متر

نکته: این جدول فقط ارتفاع اسمی جان را نشان می‌دهد. عرض بال، ضخامت جان و بال و وزن هر متر در سری‌های مختلف مانند UPN و UPE متفاوت است. همچنین تمام سایزها الزاماً در همه سری‌ها تولید نمی‌شوند.

تفاوت ناودانی سبک و سنگین چیست؟

تفاوت ناودانی سبک و سنگین به وزن واحد طول آن‌ها نسبت به یک مقطع مرجع مشخص مربوط می‌شود. این اختلاف وزن معمولاً از تفاوت در ابعاد و ضخامت جان و بال ناشی می‌شود و می‌تواند بر وزن نهایی سازه، قیمت شاخه و مشخصات مقاومتی مقطع تأثیر بگذارد.

ناودانی سبک چیست؟

ناودانی سبک به مقطعی گفته می‌شود که وزن هر متر آن از وزن مقطع مرجع مورد مقایسه کمتر باشد. این اختلاف وزن ممکن است به دلیل ضخامت کمتر جان یا بال، عرض بال متفاوت یا سایر تفاوت‌های هندسی ایجاد شود. ناودانی سبک در کاربردهایی که کاهش وزن اهمیت دارد، قابل بررسی است؛ مشروط بر اینکه مشخصات مکانیکی و ظرفیت باربری آن با الزامات طراحی سازگار باشد.
سبک بودن ناودانی به‌تنهایی به معنای کیفیت پایین یا تولید غیراستاندارد نیست.

ناودانی سنگین چیست؟

ناودانی سنگین در اصطلاح بازار به مقطعی گفته می‌شود که وزن هر متر آن نسبت به ناودانی سبک هم‌سایز بیشتر باشد. این تفاوت می‌تواند ناشی از ضخامت بیشتر جان و بال یا سایر مشخصات هندسی باشد. در بازار آهن، برخی ناودانی‌های مطابق جداول وزنی UPN با عنوان ناودانی سنگین شناخته می‌شوند؛ اما UPN و ناودانی سنگین دو مفهوم یکسان نیستند. وزن بیشتر ممکن است در مقاطع قابل‌مقایسه با افزایش مساحت مقطع و برخی مشخصات مقاومتی همراه باشد، اما ظرفیت باربری نهایی باید با محاسبات سازه‌ای تعیین شود.

کدام نوع ناودانی مناسب‌تر است؛ سبک یا سنگین؟

انتخاب ناودانی سبک یا سنگین به میزان بارگذاری، طول عضو، نوع اتصال، محدودیت وزن و مشخصات مکانیکی فولاد بستگی دارد. در سازه‌هایی که کاهش وزن اهمیت دارد، ناودانی سبک می‌تواند گزینه مناسبی باشد؛ به شرط آنکه مقاومت و سختی موردنیاز را تأمین کند. در مقابل، برای کاربردهایی که به مساحت مقطع یا سختی بیشتری نیاز دارند، ممکن است استفاده از ناودانی سنگین‌تر ضروری باشد. بنابراین، انتخاب نباید فقط بر اساس وزن انجام شود؛ بلکه باید وزن واحد طول، ممان اینرسی، مدول مقطع، گرید فولاد و شرایط بارگذاری هم‌زمان بررسی شوند. برای بررسی دقیق‌تر این موضوع، می‌توانید مقاله «تفاوت ناودانی سبک و سنگین» را مطالعه کنید.

وزن ناودانی چگونه محاسبه می‌شود؟

وزن ناودانی بر اساس مساحت سطح مقطع، طول شاخه و چگالی جنس آن محاسبه می‌شود. در ناودانی فولادی، ابعادی مانند ارتفاع جان، عرض بال و ضخامت‌ها بر مساحت مقطع و در نتیجه وزن هر متر تأثیر دارند.
محاسبه وزن ناودانی برای برآورد قیمت خرید، هزینه حمل‌ونقل و تعیین بار مرده سازه اهمیت دارد.

عوامل مؤثر بر وزن ناودانی

وزن ناودانی فولادی به مشخصات هندسی مقطع، طول شاخه و چگالی فولاد بستگی دارد. مهم‌ترین عوامل عبارت‌اند از:

• ارتفاع جان: ارتفاع مقطع که یکی از عوامل تعیین‌کننده مساحت سطح مقطع است.
• عرض بال: عرض دو بخش جانبی ناودانی که بر مساحت و وزن مقطع تأثیر دارد.
• ضخامت جان: ضخامت بخش میانی ناودانی که با افزایش آن، مساحت مقطع و وزن بیشتر می‌شود.
• ضخامت بال: ضخامت بخش‌های جانبی که در تعیین وزن هر متر نقش دارد.
• شعاع گوشه‌ها: انحنای محل اتصال جان و بال که بر مساحت دقیق مقطع تأثیر می‌گذارد.
• طول شاخه: طول ناودانی که معمولاً در شاخه‌های ۶ یا ۱۲ متری عرضه می‌شود.
• چگالی فولاد: مقدار جرم در واحد حجم که برای فولاد ساختمانی معمولاً حدود ۷۸۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب در نظر گرفته می‌شود.

برای محاسبه وزن دقیق، باید ابعاد واقعی یا مساحت سطح مقطع مطابق جدول مشخصات محصول در دسترس باشد.

فرمول محاسبه وزن ناودانی

فرمول محاسبه وزن ناودانی فولادی از حاصل‌ضرب مساحت سطح مقطع، طول شاخه و ضریب چگالی فولاد به دست می‌آید:

وزن ناودانی (کیلوگرم) = مساحت مقطع (میلی‌متر مربع) × طول شاخه (متر) × ۰٫۰۰۷۸۵

این فرمول بر اساس چگالی تقریبی فولاد ساختمانی، معادل ۷٫۸۵ گرم بر سانتی‌مترمکعب است.

مثال: اگر ناودانی فولادی دارای مشخصات زیر باشد:

• مساحت سطح مقطع: ۱۵۰۰ میلی‌مترمربع
• طول شاخه: ۶ متر
• چگالی فولاد: ۷۸۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب

وزن نظری آن برابر است با:

۱۵۰۰ × ۶ × ۰٫۰۰۷۸۵ = ۷۰٫۶۵ کیلوگرم

بنابراین، وزن نظری این شاخه ناودانی ۷۰٫۶۵ کیلوگرم خواهد بود.

نکته: برای ناودانی‌های استاندارد، مساحت سطح مقطع را می‌توان از جدول مشخصات فنی استخراج کرد. در ناودانی‌های پرسی با ابعاد سفارشی، محاسبه مساحت باید با درنظرگرفتن ضخامت ورق و شعاع خم انجام شود.

جدول اشتال ناودانی چیست؟

جدول اشتال ناودانی مرجعی برای بررسی مشخصات هندسی و وزنی مقاطع استاندارد است. این جدول برای هر سایز و سری مقطع، اطلاعاتی مانند مساحت سطح مقطع، وزن هر متر، ممان اینرسی و مدول مقطع را ارائه می‌دهد. مهم‌ترین اطلاعات جدول اشتال ناودانی عبارت‌اند از:

مشخصه	کاربرد
ارتفاع جان	تعیین سایز اسمی ناودانی
عرض بال و ضخامت‌ها	بررسی ابعاد مقطع
مساحت سطح مقطع	محاسبه وزن و برخی مشخصات مقاومتی
وزن هر متر	محاسبه وزن شاخه و برآورد قیمت
ممان اینرسی	بررسی سختی خمشی مقطع
مدول مقطع	محاسبه تنش‌های خمشی

تفاوت وزن نظری و واقعی ناودانی به تلرانس‌های تولید و اختلاف ابعاد واقعی با ابعاد اسمی مربوط می‌شود. بنابراین، وزن اندازه‌گیری‌شده محصول ممکن است با وزن درج‌شده در جدول متفاوت باشد.

استانداردهای ناودانی چیست؟

استانداردهای ناودانی مشخصات ابعادی، جنس فولاد و تلرانس‌های مجاز تولید این مقطع را تعیین می‌کنند. این استانداردها برای شناسایی محصول، کنترل کیفیت و بررسی انطباق ناودانی با الزامات طراحی استفاده می‌شوند. استانداردهای ناودانی را می‌توان بر اساس موضوع به سه گروه اصلی تقسیم کرد: استاندارد ابعادی، استاندارد جنس فولاد و استاندارد تلرانس تولید.

استاندارد ابعادی ناودانی

استاندارد ابعادی ناودانی مشخصاتی مانند ارتفاع جان، عرض بال، ضخامت‌ها، شعاع گوشه‌ها و سری مقطع را تعیین می‌کند. استاندارد EN 10365 یکی از مراجع اروپایی برای ابعاد و جرم اسمی مقاطع فولادی نورد گرم، از جمله ناودانی‌های UPN و UPE است. در این استاندارد، مشخصات هندسی هر سری مقطع بر اساس سایز اسمی تعریف می‌شود. استانداردهای قدیمی‌تر خانواده DIN 1026 نیز در منابع فنی و بازار برای معرفی ابعاد برخی سری‌های ناودانی به کار می‌روند.

نکته: برای مقایسه ابعاد دو ناودانی، باید علاوه بر سایز، سری مقطع و استاندارد مرجع آن‌ها نیز مشخص باشد.

استاندارد جنس فولاد ناودانی

استاندارد جنس فولاد ناودانی ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی ماده اولیه را مشخص می‌کند. یکی از مراجع رایج برای فولادهای ساختمانی، مجموعه استانداردهای EN 10025 است. گریدهای متداول فولاد ساختمانی عبارت‌اند از:

• S235JR: فولاد ساختمانی با حداقل استحکام تسلیم اسمی ۲۳۵ مگاپاسکال برای ضخامت‌های مشخص‌شده در استاندارد؛ مناسب برای بسیاری از کاربردهای عمومی سازه‌ای.
• S355J2: فولاد ساختمانی با حداقل استحکام تسلیم اسمی ۳۵۵ مگاپاسکال برای ضخامت‌های مشخص‌شده در استاندارد؛ مناسب برای کاربردهای نیازمند استحکام بالاتر.

در بازار ایران، نام‌های ST37 و ST52 نیز رایج هستند. این نام‌گذاری‌ها معمولاً به خانواده‌هایی از فولادهای ساختمانی با سطوح استحکام متفاوت اشاره دارند؛ اما معادل‌بودن دقیق آن‌ها با گریدهای EN باید بر اساس مشخصات فنی محصول بررسی شود.

استاندارد تولید و تلرانس ناودانی

تلرانس ناودانی محدوده مجاز اختلاف ابعاد واقعی محصول با ابعاد اسمی آن است. استاندارد EN 10279 از مراجع مرتبط با تلرانس شکل، ابعاد و جرم ناودانی‌های فولادی نورد گرم است. مهم‌ترین ویژگی‌های قابل‌کنترل عبارت‌اند از:

• ارتفاع جان: اختلاف مجاز ارتفاع واقعی با مقدار اسمی
• عرض بال: اختلاف مجاز عرض بال‌ها
• ضخامت جان و بال: انحراف مجاز ضخامت‌ها
• طول شاخه: اختلاف مجاز طول محصول با طول سفارش
• راستایی و شکل مقطع: محدودیت انحنا و برخی تغییرشکل‌های هندسی
• جرم واحد طول: اختلاف مجاز جرم واقعی با مقدار اسمی

کنترل کیفیت سطح و خواص مکانیکی نیز باید مطابق استاندارد محصول و الزامات سفارش انجام شود.

نکته: استانداردهای مربوط به ناودانی نورد گرم را نباید بدون بررسی به ناودانی‌های پرسی تعمیم داد؛ زیرا روش تولید و الزامات ابعادی آن‌ها متفاوت است.

تفاوت ناودانی و نبشی چیست؟

تفاوت ناودانی و نبشی در شکل سطح مقطع، تعداد اجزای هندسی و رفتار آن‌ها در برابر بارگذاری است. ناودانی دارای مقطع U یا C شکل با یک جان و دو بال است؛ درحالی‌که نبشی از دو بال متصل به یکدیگر تشکیل می‌شود و سطح مقطع L شکل دارد. این تفاوت هندسی بر ممان اینرسی، مقاومت خمشی، رفتار پیچشی و نحوه اجرای اتصالات تأثیر می‌گذارد.

جدول مقایسه ناودانی و نبشی

معیار مقایسه	ناودانی	نبشی
شکل سطح مقطع	U یا C شکل	L شکل
اجزای اصلی	یک جان و دو بال	دو بال متصل
نوع مقطع	باز	باز
مشخصات هندسی	ارتفاع جان، عرض بال و ضخامت‌ها	طول بال‌ها و ضخامت
رفتار خمشی	وابسته به محور خمش و ابعاد مقطع	وابسته به محور خمش و ابعاد مقطع
رفتار پیچشی	وابسته به هندسه و شرایط بارگذاری	وابسته به هندسه و شرایط بارگذاری
کاربردهای رایج	قاب‌ها، شاسی‌ها، اعضای سازه‌ای و تجهیزات	اتصالات، مهاربندها، قاب‌ها و قطعات تقویتی
معیار انتخاب	مشخصات هندسی و محاسبات سازه‌ای	مشخصات هندسی و محاسبات سازه‌ای

ناودانی بهتر است یا نبشی؟

انتخاب ناودانی یا نبشی به نوع کاربرد، میزان بارگذاری، جهت نیروها و نحوه اتصال مقطع بستگی دارد. ناودانی به دلیل داشتن جان و دو بال، برای ساخت برخی اعضای خمشی، قاب‌ها و شاسی‌ها کاربرد دارد. در مقابل، نبشی به دلیل هندسه L شکل، در بسیاری از اتصالات، مهاربندها و قطعات تقویتی استفاده می‌شود. بااین‌حال، نمی‌توان ناودانی را در تمام شرایط مقاوم‌تر از نبشی دانست؛ زیرا ظرفیت باربری هر مقطع به ابعاد، گرید فولاد، محور بارگذاری، طول عضو و شرایط تکیه‌گاهی بستگی دارد. برای انتخاب مناسب باید مشخصات هندسی و مکانیکی هر دو مقطع با الزامات طراحی مقایسه شوند.
برای بررسی جزئیات بیشتر می‌توانید مقاله «تفاوت نبشی و ناودانی» در پیوان را مطالعه کنید.

مزایا و محدودیت‌های ناودانی چیست؟

ناودانی فولادی به دلیل سطح مقطع باز، تنوع ابعاد و قابلیت اتصال به سایر قطعات، در ساخت سازه‌های فلزی، قاب‌ها، شاسی‌ها و تجهیزات صنعتی کاربرد دارد. این مقطع در کنار مزایایی مانند تنوع سایز و سهولت اجرای اتصالات، محدودیت‌هایی از نظر مقاومت پیچشی، خوردگی و شرایط بارگذاری دارد. شناخت مزایا و محدودیت‌های ناودانی به انتخاب مقطعی متناسب با نیازهای فنی پروژه کمک می‌کند.

مزایای ناودانی

مزایای ناودانی به ویژگی‌های هندسی، روش تولید و قابلیت استفاده از آن در اتصالات و سازه‌های مختلف مربوط می‌شود. تنوع سایز و ابعاد: ناودانی در سایزهای مختلف و با ارتفاع جان، عرض بال و ضخامت‌های متفاوت تولید می‌شود. این تنوع امکان انتخاب مقطع متناسب با ابعاد و بارگذاری پروژه را فراهم می‌کند. برای مثال، ناودانی‌های کوچک‌تر ممکن است در قاب‌ها و سازه‌های سبک و سایزهای بزرگ‌تر در برخی اعضای باربر استفاده شوند.

• کاربرد در سازه و صنعت: ناودانی به دلیل هندسه U یا C شکل، در ساخت قاب‌های فلزی، شاسی ماشین‌آلات، تجهیزات صنعتی و برخی اجزای سازه‌ای کاربرد دارد. نوع و سایز ناودانی برای هر کاربرد باید بر اساس الزامات طراحی تعیین شود.
• دسترسی مناسب برای اجرای اتصالات: سطح مقطع باز ناودانی امکان دسترسی به جان و بال‌ها را برای جوشکاری، سوراخ‌کاری و نصب اتصالات پیچ‌ومهره‌ای فراهم می‌کند. برای مثال، می‌توان از جان یا بال ناودانی برای اتصال قطعات جانبی با جزئیات اجرایی مناسب استفاده کرد.
• تنوع روش تولید: ناودانی به دو روش نورد گرم و خم‌کاری ورق تولید می‌شود. ناودانی فابریک در سری‌های استاندارد و ناودانی پرسی در ابعاد متناسب با ظرفیت تجهیزات شکل‌دهی قابل‌تولید است.
• تنوع جنس و پوشش: ناودانی در جنس‌های فولادی، استیل و آلومینیومی عرضه می‌شود. همچنین ناودانی فولادی را می‌توان با پوشش‌هایی مانند گالوانیزه در برابر خوردگی محافظت کرد.
• دسترسی به محصولات متداول بازار: بسیاری از سایزهای رایج ناودانی در بازار آهن عرضه می‌شوند. بااین‌حال، موجودی هر سایز، گرید و سری مقطع به تولیدکننده و شرایط عرضه بستگی دارد.

محدودیت‌های ناودانی

محدودیت‌های ناودانی بیشتر به هندسه باز مقطع، شرایط بارگذاری، جنس فولاد و دقت انتخاب مشخصات فنی مربوط می‌شود. مقاومت پیچشی محدود: ناودانی به دلیل سطح مقطع باز، در مقایسه با بسیاری از مقاطع بسته با ابعاد قابل‌مقایسه، سختی پیچشی کمتری دارد. بنابراین، در اعضایی که تحت لنگر پیچشی قرار می‌گیرند، باید مقاومت و تغییرشکل پیچشی مقطع بررسی شود.

• حساسیت به بارگذاری خارج از مرکز: در ناودانی، مرکز برش معمولاً با مرکز سطح مقطع منطبق نیست. اگر خط اثر نیروی عرضی از مرکز برش عبور نکند، ممکن است علاوه بر خمش، پیچش نیز ایجاد شود.
• احتمال ناپایداری در شرایط خاص: ناودانی‌های بلند یا فاقد مهار جانبی کافی ممکن است تحت برخی شرایط بارگذاری با کمانش جانبی-پیچشی یا سایر حالت‌های ناپایداری مواجه شوند. بررسی این رفتار به طول عضو، شرایط تکیه‌گاهی و نحوه اعمال بار بستگی دارد.
• وابستگی عملکرد به جنس و اتصالات: مقاومت و عملکرد ناودانی به گرید فولاد، کیفیت ساخت و جزئیات اتصال وابسته است. برای مثال، اجرای نامناسب جوش در سازه‌های تحت بارگذاری متناوب می‌تواند احتمال ایجاد ترک خستگی را افزایش دهد.
• تفاوت وزن و ابعاد محصولات: ناودانی‌های هم‌سایز ممکن است به دلیل تفاوت سری مقطع یا مشخصات تولید، وزن و ظرفیت باربری متفاوتی داشته باشند. استفاده از محصولی با مشخصات کمتر از مقطع تعیین‌شده در طراحی می‌تواند ایمنی سازه را تحت تأثیر قرار دهد.
• حساسیت فولاد معمولی به خوردگی: ناودانی ساخته‌شده از فولاد ساختمانی بدون پوشش محافظ، در معرض رطوبت و عوامل خورنده ممکن است دچار زنگ‌زدگی شود. استفاده از پوشش گالوانیزه یا سامانه رنگ محافظ، متناسب با شرایط محیطی، به افزایش دوام آن کمک می‌کند.

قیمت ناودانی به چه عواملی بستگی دارد؟

قیمت ناودانی به مشخصات فنی محصول، وزن، جنس، روش تولید، کارخانه سازنده و شرایط بازار فولاد بستگی دارد. این عوامل بر قیمت هر کیلوگرم و هزینه نهایی خرید شاخه ناودانی تأثیر می‌گذارند.

سایز و وزن ناودانی

سایز و وزن ناودانی از عوامل اصلی تعیین‌کننده قیمت شاخه هستند. ارتفاع جان، عرض بال و ضخامت‌ها، مساحت سطح مقطع و وزن هر متر ناودانی را مشخص می‌کنند. در شرایطی که قیمت هر کیلوگرم یکسان باشد، شاخه سنگین‌تر قیمت کل بیشتری خواهد داشت. بااین‌حال، ناودانی‌های هم‌سایز ممکن است به دلیل تفاوت در سری مقطع و ضخامت، وزن و قیمت متفاوتی داشته باشند.

روش تولید ناودانی

روش تولید ناودانی بر هزینه ساخت و قیمت عرضه محصول تأثیر دارد. ناودانی فابریک از طریق نورد گرم و ناودانی پرسی از طریق خم‌کاری ورق تولید می‌شود. هزینه مواد اولیه، تجهیزات، انرژی، ظرفیت تولید و عملیات تکمیلی در این دو روش متفاوت است؛ بنابراین، نمی‌توان بدون بررسی مشخصات محصول، یکی را همواره ارزان‌تر دانست.

جنس و گرید فولاد

جنس و گرید ناودانی بر خواص مکانیکی و قیمت آن تأثیر می‌گذارد. ناودانی‌های فولادی با گریدهای مختلف، مانند ST37 و ST52، ممکن است قیمت متفاوتی داشته باشند. این اختلاف به ترکیب شیمیایی، مشخصات مکانیکی، هزینه تولید و شرایط عرضه وابسته است. ناودانی استیل و آلومینیومی نیز به دلیل تفاوت جنس ماده اولیه، ساختار هزینه متفاوتی دارند. همچنین اجرای پوشش محافظ مانند گالوانیزه می‌تواند هزینه نهایی محصول را افزایش دهد.

کارخانه تولیدکننده ناودانی

کارخانه تولیدکننده ناودانی از عوامل مؤثر بر قیمت عرضه است. محصولات کارخانه‌های مختلف ممکن است از نظر سری مقطع، گرید فولاد، وزن، استاندارد تولید و شرایط تحویل متفاوت باشند. بنابراین، برای مقایسه قیمت ناودانی کارخانه‌های مختلف باید مشخصات فنی و وزن محصولات یکسان یا قابل‌مقایسه باشد.

شرایط بازار فولاد

قیمت روز ناودانی تحت تأثیر تغییرات قیمت مواد اولیه، نرخ ارز، میزان عرضه و تقاضا، هزینه انرژی و حمل‌ونقل قرار دارد. این عوامل می‌توانند قیمت ناودانی را حتی بدون تغییر مشخصات فنی محصول افزایش یا کاهش دهند. برای بررسی نرخ‌های به‌روز و مقایسه محصولات، می‌توانید به صفحه «قیمت ناودانی» در پیوان مراجعه کنید.

هنگام خرید ناودانی به چه نکاتی توجه کنیم؟

خرید ناودانی باید بر اساس کاربرد، مشخصات هندسی، جنس، وزن و استاندارد محصول انجام شود. بررسی این ویژگی‌ها پیش از ثبت سفارش، احتمال انتخاب مقطع نامناسب یا دریافت محصولی متفاوت با نیاز پروژه را کاهش می‌دهد. مهم‌ترین معیارهای انتخاب و خرید ناودانی عبارت‌اند از:

معیار خرید	ویژگی مورد بررسی	نکته مهم
کاربرد	نوع عضو و شرایط بارگذاری	مشخصات ناودانی باید با نیاز پروژه مطابقت داشته باشد.
سری مقطع	UPN یا UPE	شکل بال و مشخصات هندسی بررسی شود.
روش تولید	فابریک یا پرسی	روش تولید با الزامات فنی پروژه سازگار باشد.
سایز	ارتفاع اسمی جان	سایز مطابق نقشه یا مشخصات سفارش باشد.
ابعاد	عرض بال و ضخامت جان و بال	ابعاد واقعی با مشخصات موردنیاز مقایسه شود.
گرید فولاد	مانند ST37 یا ST52	مشخصات مکانیکی و قابلیت جوشکاری بررسی شود.
وزن	وزن هر متر و هر شاخه	وزن با جدول مرجع و تلرانس مجاز مقایسه شود.
طول شاخه	مانند ۶ یا ۱۲ متر	طول محصول با نیاز پروژه مطابقت داشته باشد.
استاندارد	استاندارد ابعادی و جنس	انطباق محصول با استاندارد سفارش بررسی شود.
پوشش سطحی	بدون پوشش یا گالوانیزه	نوع پوشش با شرایط محیطی سازگار باشد.
کارخانه تولیدکننده	مشخصات و مدارک محصول	اطلاعات تولیدکننده و مدارک فنی بررسی شود.
قیمت و شرایط تحویل	قیمت واحد، وزن، هزینه حمل	هزینه نهایی خرید و شرایط تحویل مشخص باشد.

نکته: در خرید ناودانی برای کاربردهای سازه‌ای، تطابق محصول با مشخصات طراحی اهمیت بیشتری از انتخاب صرفاً بر اساس قیمت یا وزن دارد. 

جمع‌بندی

ناودانی مقطعی فولادی با سطح مقطع باز و شکل U یا C است که از یک جان و دو بال تشکیل می‌شود. این مقطع بر اساس شکل بال‌ها به انواع UPN و UPE، بر اساس روش تولید به فابریک و پرسی و از نظر وزن به انواع سبک و سنگین تقسیم می‌شود. انتخاب ناودانی مناسب به سایز، ابعاد جان و بال، وزن واحد طول، گرید فولاد و شرایط بارگذاری بستگی دارد. برای کاربردهای سازه‌ای، بررسی مشخصات هندسی و مکانیکی مقطع اهمیت بیشتری از انتخاب صرفاً بر اساس وزن یا قیمت دارد. 

• ناودانی چیست؟

  ناودانی نوعی مقطع فولادی با سطح مقطع باز به شکل U یا C است که از یک جان و دو بال تشکیل می‌شود. این مقطع در ساخت قاب‌ها، اعضای سازه‌ای، شاسی‌ها و تجهیزات صنعتی کاربرد دارد.

• ناودانی چه کاربردی دارد؟

  ناودانی در ساختمان‌سازی، پل‌سازی، ساخت قاب‌های فلزی، شاسی خودروهای سنگین، ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی استفاده می‌شود. نوع و سایز ناودانی برای هر کاربرد بر اساس میزان بارگذاری، مشخصات هندسی و الزامات طراحی انتخاب می‌شود.

• چه تفاوت‌هایی بین ناودانی‌های مختلف وجود دارد؟

  ناودانی‌ها از لحاظ شکل، ابعاد، و ویژگی‌های مکانیکی متفاوت هستند. برخی از تفاوت‌ها شامل نوع بال‌ها (مانند U و C شکل)، ضخامت و ابعاد عرض و ارتفاع می‌شود که هرکدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند.