ناودانی چیست؟ مشخصات فنی، انواع، کاربردها و نکات کلیدی در سازه های فولادی

ناودانی Channel یا U-Profile یکی از پرکاربردترین مقاطع فولادی باز در صنعت ساختمان سازی، سازه های صنعتی و پروژه های مهندسی ایران است. این پروفیل با شکل U یا C (یک جان افقی و دو بال موازی) مقاومت عالی در برابر نیروهای خمشی، برشی و تا حدی فشاری ارائه می دهد و به همین دلیل در اسکلت فلزی ساختمان ها، سوله ها، پل ها، خرپاها و تجهیزات صنعتی جایگاه ویژه ای دارد.
ناودانی به دلیل شکل هندسی U شکل، استحکام بالا در خمش، نصب آسان و قیمت مناسب نسبت به مقاطع بسته مانند لوله یا قوطی، در بیش از ۶۰ پروژه های فولادی ایران (از ساختمان های مسکونی تا سوله های بزرگ صنعتی) استفاده می شود. این مقطع در اتصالات، تیرها، ستون های فرعی، مهاربندها، پله های فلزی و حتی قاب ماشین آلات نقش کلیدی دارد. در ادامه به بررسی دقیق مشخصات فنی ناودانی، تفاوت ناودانی فابریک و پرسی، کاربردهای گسترده، مزایا و محدودیت ها و نکات مهم انتخاب  مانند قیمت ناودانی می پردازیم تا بتوانید بهترین گزینه را برای پروژه تان انتخاب کنید.

۱. ناودانی چیست؟ معرفی کامل پروفیل ناودانی

ناودانی یا پروفیل U مقطع فولادی باز است که از سه بخش اصلی تشکیل شده:

•    جان (Web): بخش افقی مرکزی که بارهای اصلی را تحمل می کند.
•    دو بال (Flange): بخش های عمودی موازی در دو طرف جان که مقاومت خمشی را افزایش می دهند.
این شکل U باعث می شود ناودانی در برابر لنگر خمشی (به خصوص وقتی جان عمودی قرار گیرد) عملکرد بسیار خوبی داشته باشد و در عین حال وزن نسبتاً کمی داشته باشد. ناودانی معمولاً به صورت شاخه های ۶ یا ۱۲ متری عرضه می شود و در نقشه های سازه ای با نماد U یا C نشان داده می شود؛ مثلاً U ۱۴۰ یا UPN ۱۶۰.
ناودانی برخلاف نبشی که L شکل است سطح تماس بیشتری برای اتصال فراهم می کند و اغلب به عنوان تیر فرعی، ستون کمکی یا عنصر مهاری استفاده می شود.

۲. انواع ناودانی فولادی (بر اساس روش تولید، وزن و استاندارد)

انتخاب نوع ناودانی تأثیر مستقیم بر ایمنی، هزینه و عملکرد سازه دارد.

۲.۱. ناودانی فابریک نورد گرم 

•    تولید مستقیم از شمش فولادی در خط نورد گرم کارخانه
•    دقت ابعادی بالا، سطح صاف، گوشه های گرد (Fillets) مناسب برای جوشکاری با کیفیت
•    مقاومت مکانیکی بهتر، خواص یکنواخت در سراسر طول
•    اولویت در پروژه های سنگین، بارهای دینامیکی، سازه های لرزه ای و اتصالات حساس

۲.۲. ناودانی پرسی خم کاری شده

تولید از خم ورق فولادی در پرس هیدرولیک
•    قیمت پایین تر، لبه های تیزتر، دقت ابعادی کمتر
•    مناسب پروژه های سبک، سازه های موقت، قفسه بندی، نرده سازی و بارهای استاتیکی کم

۲.۳. ناودانی سبک vs ناودانی سنگین

•    ناودانی سبک: وزن کمتر از جدول اشتال استاندارد معمولاً تولید داخلی یا GOST، ابعاد کمی کوچکتر، قیمت اقتصادی تر، مناسب سازه های سبک و غیرباربر اصلی
•    ناودانی سنگین: وزن دقیق مطابق جدول اشتال DIN یا EN، ضخامت و ابعاد استاندارد، استحکام بالاتر، مناسب پروژه های مهم و باربری بالا

۲.۴. انواع ناودانی بر اساس استاندارد و شکل

•    ناودانی ایرانی UPA یا UAP مطابق استاندارد ملی ایران (ISIRI 4477)، بال ها کمی شیب دار، رایج در بازار داخلی
•    ناودانی اروپایی (UNP / UPN): استاندارد DIN 1026-1، بال های موازی، ضخامت بیشتر، وارداتی (چین، ترکیه)
•    ناودانی UPE: استاندارد EN، بال موازی با ضخامت یکنواخت تر، وزن کمتر نسبت به UNP
•    ناودانی ساده vs مشبک: ناودانی مشبک (سوراخ دار) برای اتصال پیچی آسان تر در قفسه ها و سازه های سبک

۳. مشخصات فنی ناودانی  ابعاد، وزن، جنس و استانداردها

۳.۱. ابعاد و سایزهای رایج ناودانی در ایران

ارتفاع جان از حدود ۵۰ تا ۴۰۰ میلی متر، عرض بال ۳۰ تا ۱۰۰ میلی متر، ضخامت جان و بال ۴ تا ۲۰ میلی متر. سایزهای پرفروش:
•    ناودانی ۸، ۱۰، ۱۲، ۱۴، ۱۶ (رایج در ساختمان)
•    ناودانی ۱۸ تا ۳۰ (برای سوله و پل های بزرگ)

۳.۲. جنس و گریدهای رایج

•    St37-2  پرکاربردترین، تنش تسلیم ≈ ۲۳۵ MPa، مناسب سازه های معمولی
•    St44-2  تنش بالاتر ≈ ۲۷۵ MPa
•    St52-3  برای بارهای سنگین، خستگی و شرایط سخت ≈ ۳۵۵ MPa
۳.۳. استانداردهای تولید ناودانی
•    استاندارد ملی ایران: ISIRI 4477 برای ناودانی سبک و سنگین
•    اروپایی: EN 10279، DIN 1026
•    روسی: GOST 8240
•    آمریکایی: ASTM A36 برای برخی واردات
تلرانس ابعادی و وزنی بر اساس استاندارد کنترل می شود (معمولاً ±۲-۳٪ برای وزن).

۴. کاربردهای ناودانی در سازه های فولادی و صنعت

ناودانی به دلیل مقاومت خمشی خوب و امکان اتصال آسان، کاربردهای بسیار متنوعی دارد:

۴.۱. کاربرد در اسکلت فلزی ساختمان ها

•    تیرهای فرعی طبقات
•    ستون های کمکی و مهاربندها
•    قاب های در و پنجره های بزرگ
•    تقویت دیوارها و جلوگیری از کمانش جانبی

۴.۲. سوله ها و سازه های صنعتی

•    تیرهای اصلی و فرعی سقف سوله
•    ستون های کناری و بادبندها
•    قاب های ماشین آلات سنگین
•    پشتیبانی تجهیزات صنعتی (نوار نقاله، مخازن)

۴.۳. پل ها، خرپاها و سازه های خاص

•    اعضای خرپایی (به صورت جفت یا تکی)
•    تیرهای عرضی پل های کوچک و متوسط
•    مهارهای جانبی در سازه های بلند

۴.۴. پله ها، نرده و سازه های سبک

•    پله فلزی و راه پله اضطراری
•    نرده بالکن و حفاظ ها
•    سازه های LSF (Light Steel Frame)
•    قفسه بندی انبار (به خصوص ناودانی مشبک)

۴.۵. سایر کاربردها

•    شاسی خودروهای سنگین و تریلر
•    پایه علائم راهنمایی و دکل ها
•    پشتیبانی لوله کشی و سینی کابل صنعتی

۵. مزایا و معایب ناودانی فولادی

مزایای ناودانی

•    مقاومت عالی در برابر خمش و برش بهتر از نبشی در بارهای خمشی
•    نصب آسان (جوش، پیچ، اتصال به ورق)
•    تنوع ابعادی و وزن (سبک تا سنگین)
•    قیمت مناسب نسبت به تیرآهن IPE یا H
•    دسترسی بالا در بازار آهن ایران
•    قابلیت استفاده به صورت تکی یا جفت (برای افزایش اینرسی)

محدودیت ها و معایب

•    مقاومت پیچشی پایین (مقطع باز)
•    حساسیت به کمانش جانبی و کمانش موضعی در طول های بلند
•    نیاز به محافظت ضدخوردگی رنگ، گالوانیزه در محیط های مرطوب
•    در بارهای دینامیکی شدید (زلزله) نیاز به طراحی دقیق اتصالات
•    وزن بیشتر نسبت به پروفیل های سبک مانند نبشی در برخی کاربردها

۶. نکات مهم در انتخاب و اجرای ناودانی در پروژه ها

•    طبق مبحث ۱۰ مقررات ملی ساختمان و استاندارد ۲۸۰۰، برای اعضای اصلی باربر از ناودانی فابریک سنگین St37 یا بالاتر استفاده کنید.
•    در اعضای فشاری یا خمشی بلند، حتماً کمانش جانبی و محلی را کنترل نمایید.
•    برای اتصالات جوشی، از جوش fillet مناسب و کنترل کیفیت UT یا MT اطمینان حاصل کنید.
•    ناودانی پرسی را فقط در بارهای سبک و غیراصلی به کار ببرید.
•    همیشه گواهی کیفیت کارخانه، تست مکانیکی و مطابقت با استاندارد را چک کنید.
•    در محیط های خورنده (ساحلی، صنعتی) از ناودانی گالوانیزه یا با پوشش اپوکسی استفاده نمایید.

نتیجه گیری: ناودانی، انتخاب هوشمند برای سازه های ایمن و اقتصادی

ناودانی فولادی با وجود سادگی ظاهری، یکی از کلیدی ترین مقاطع در طراحی و اجرای سازه های فولادی مدرن است. این پروفیل به دلیل تعادل عالی بین استحکام، وزن، قیمت و سهولت اجرا، همچنان در صدر انتخاب مهندسان قرار دارد. انتخاب صحیح نوع (فابریک/پرسی، سبک/سنگین)، سایز، گرید و روش اتصال می تواند ایمنی سازه را تضمین کرده و هزینه های کلی پروژه را بهینه سازد.
در پروژه های مهم، اولویت با ناودانی فابریک سنگین مطابق استانداردهای معتبر است. اگر پروژه ای در دست دارید (ساختمان، سوله، پل یا صنعتی)، با مهندس محاسب و ناظر مشورت کنید و از مواد استاندارد و باکیفیت استفاده نمایید تا سازه ای ایمن، بادوام و اقتصادی داشته باشید.

سوالات متداول (FAQ) درباره ناودانی

•    ناودانی فابریک بهتر است یا پرسی؟  برای اعضای باربر اصلی حتماً فابریک؛ پرسی فقط برای کارهای سبک.
•    تفاوت ناودانی سبک و سنگین چیست؟  سنگین وزن و ابعاد مطابق جدول اشتال دارد؛ سبک سبک تر و ارزان تر است.
•    ناودانی در چه استانداردهایی تولید می شود؟  ISIRI 4477 ایران، DIN 1026، EN 10279، GOST.
•    کاربرد اصلی ناودانی در ساختمان چیست؟  تیر فرعی، ستون کمکی، مهاربند و پله فلزی.