اسکلت فلزی:
اجزا تشکیل دهنده ساختمانهای فلزی:ساختمان های فلزی از اجزا مهم زیر تشکیل می شود:
1-ستون ها
2-پل یا تیر های اصلی
3-تیرچه ها
4-پروفیلهای اتصال مانند نبشی و تسمه و...
ستون:
در ساختمانهای فلزی وساختمانهای بتنی به آن قسمت از اجزا که تحت نیروی فشاری واقع هستند ستون می گویند.ستونها از مهمترین و حساسترین اجزا ساختمان فلزی می باشند .بار سقفها به وسیله پلها به ستون منتقل شده و به وسیله ستون به زمین منتقل می شود .قسمتهای مختلف ستون به قرار زیراست:
1-قسمتهای اصلی ستون 2-تسمه های اتصال دهنده
3-صفحه های تقویتی 4-جوش
5-اتصال ستون به صفحه زیر ستون
1-قسمت اصلی ستون:قسمت اصلی ستون عبارت است از آن پروفیلی که بارهای فشاری را تحمل می نماید.برای ساختن ستونها می توان از پروفیلهای مختلف استفاده نمودمانند دو عدد تیرآهن Iمعمولی ویا یک عدد تیرآهن بال پهن و غیره .در مواردیکه بار ستون زیاد است می توان از سه عددتیرآهنIکه به شکلهای مختلف به همدیگر وصل شده استفاده نمود و در طبقات بالاتر که بار ستونها کاهش می یابد می توان از ادامه یکی از آهن ها خودداری کرد.برای ساختن ستونها از دو یا سه عدد Iمعمولی و یا سایر پروفیلها باید دقت کافی بعمل آورد تا ستونها کاملا مستقیم و راست ساخته شوند زیرا کوچکترین انحنای ستون ممکن است بعد از بارگذاری منجر به کمانش ستون گشته ودر نتیجه باعث تخریب ساختمان شود.
در موقع ساختمان سازی به دو علت ممکن است انحنا در آن ایجاد شود :اول آنکه امکان دارد تیرآهن های مورد استفاده برای ساختن ستون در اثر حمل و نقل دارای پیچیدگی باشد ¸دوم انکه ممکن است در اثر جوشکاری غیر فنی و نادرست در ستون پیچیدگی ایجاد شود .برای جلوگیری از اینکار ابتدا تیرآهن ها را از لحاظ شماره انتخاب و آنها را به طول معین برش داده آنگاه زیر دو سر و کمر ستون تیرآهن هایی قرار داده و ستون را روی این تیرآهن های افقی که به صورت طراز روی زمین قرار داده اندمی خوابانند.
لازم به یادآوری است که هر نوع ضربه زدن به تیرآهن حتی جهت برطرف کردن پیچیدگی موضعی(راست کردن آن)و یا در اثر جابجایی و...درتیرآهن تنشهایی ایجاد می کند که در آن باقی مانده و اگر تنشهای ایجاد شده در اثر بارگذاری هم جهت با این تنشها باشدموجب تخریب سریعتر قطعه می گردد.
البته اشکالات فوق اشکالات اجرایی می باشد نه محاسباتی زیرا فرض ما بر اینست که محاسبات درست انجام شده و ستون قادر به تحمل بار وارده می باشد.
جوش:
متداولترین وسیله اتصال دهنده قطعات فلزی به یکدیگر در ایران جوشکاری میباشد که معمولا از دستگاههای جوش برقی استفاده می شود .این دستگاه ممکن است مستقیما با برق شهر کار کند و یا خود بوسیله موتوری تولید برق نموده وعمل جوشکاری را انجام دهد به این نوع اخیر دستگاه جوش سیار گفته میشود .برای جوشکاری در ساختمانهای فلزی دستگاهی که مستقیما به برق شهر وصل شود به هیچوجه توصیه نمی گرددو بهتر است از دستگاههای جوش سیار استفاده شوددر هر صورت اسکلت فلزی بهتر است با برق متوالی جوشکاری شود.
اتصال ستون به صفحه زير ستون :
اکنون طريقه اتصال ستون به صفحه زير ستونشرح داده مي شود.
ابتدا ياد اوري مي گردد که صفحه زير ستون قبلا کاملا تراز و در يک سطح کار گذاشته شده است وبايد سطح انتهايي ستون يعني محل اتصال ان به صفحه زير ستون کاملا مستوي بوده بطوريکه در موقع قرار دادن آن روي صفحه تمام نقاط آن با صفحه در تماس باشد. آنگاه ستون را بلند کرده ودر محل خود قرار داده لازم به ياد آوري مي باشد که ستون را اغلب بوسيله جرثقيل بلند مي کنند .در کارهاي کوچک مي توان ستون بوسيله دکل يا تير فور بلند نمود.
آنگاه ستون را با دوربين ويا شاقول معمول بنايي شاقول نموده ودور تا دور آنرا به صفحه زير ستون جوش مي دهند آنگاه براي تکميل کار ستون را به وسيله چهارعدد نبشي 10 و12 و يا بزرگتر به صفحه جوش مي دهند ابعاد اين نبشي ها طبق محاسبه تعيين مي گردد.
در موقع جوش کاري پاي ستون به صفحه زير ستون بايد توجه نمود چنانچه بعد جوش زياد باشد مانع چسبيدن نبشي هاي اتصال به ستون و صفحه زير ستون خواهد شد. با توجه به اينکه تقريبا کليه ممانهاي وارده به پاي ستون بوسيله نبشي هاي اطراف تحمل مي گردد بايد دقت شود که اين جوشکاري فقط درز ما بين پاي ستون و صفحه زير ستون را پر نمايد و از آن خارج نشود. چنانچه اين دقت ممکن نباشد بهتر است از اين جوشکاري صرف نظر گردد.
در بعضي از ستون ها که داراي خارج از محوري شديد مي باشند به جاي نبشي از صفحات مستطيل شکل که طول آن بيشتر از پشت تا پشت ستون است استفاده مي شود.
اتصالات :
آيين نامه اتصالات را بصورت زير طبقه بندي مي نمايند :
رديف |
نوع |
صلبيت R |
1 |
قاب خمشي با اتصالات صلب |
بيشتر از 90 درصد |
2 |
قاب ساده |
کمتراز 20 درصد |
3 |
قاب خمشي با اتصالات نيمه صلب |
بين 20 و 90 درصد |
در جدول بالا درجه صلبيت r نسبت لنگر انتهايي حقيقي به لنگر گير داري در حالت کاملا گيردار مي باشد.
1- اتصال ساده :
از انواع معمول اتصال ساده تير به ستون استفاده از نبشي هاي جان ويا نبشي هاي نشيمن مي باشد که در نوع دوم يک نبش نيز در بال بالايي تير قرار مي گيرد.
اتصال فقط براي انتقال نيروي برشي طرح مي گردد و اين طور فرض مي شود که هيچگونه خمشي در اتصال ظاهر نمي گردد. اگر يک تير سان بار گذاري شود افتادگي وسط تير باعث دوران دو انتها خواهد شد. (البته اين دوران بسيار کم خواهد بود). اتصال بايد طوري طرح گردد که بتواند بدون قبول شکست به همين اندازه دوران نمايد و انقدر شکست پذير باشد که از بوجود آمدن هرگونه لنگر به ميزان قابل توجه در انتهاي تير جلوگيري کند. به اتصالي با شرايط بالا يک اتصال ساده انعطاف پذير مي گويند.
2- اتصالات صلب :
براي اتصالات کاملا صلب لنگرهاي حقيقي بايد بوسيله يکي از روشهاي مختلف تحليل ساده به دست ايد و تيرها و اتصلاتان براي لنگرها و برشهاي مربوطه طراحي گردند. اتصالات بايد صلبيت کافي داشته باشندکه بتوانند در عمل زاويه اصلي بين ستون وتير را نگه دارند.
صلبيت يک اتصال تحت تاثير صلبيت تکيه گاههاي ان قرار دارد. براي تيرهايي که بر روي بال ستون سوار مي شوند نازک يا لاغر بودن بال ستون باعث کاهش صلبيت اتصال خوا هد گشت. براي رفع اين اشکال مي توان بين بال هاي ستون در مقابل بال هاي تير از سخت کننده استفاده نمود. اگر تير مستقيما يا به وسيله صفحات اتصال به همان ستون متصل شود در اين صورت هيچ گونه کاهشي در صلبيت وجود نخوا هد داشت.
3- اتصالات نيمه صلب :
عيب اتصال ساده ان است که تير بايد براي لنگر حد اکثري که در ناحيه مياني آن توليد مي شود طرح گردد. يک اتصال کاملا صلب در دو انتهاي تير باعث کاهش لنگر در ناحيه مياني و افزايش لنگرهاي انتهايي مي شود.
کسري که در ناحيه مياني کاسته مي شود به لنگرهاي انتهايي افزوده شده هر چند درجه صلبيت اتصال افزايش مي يابد مقدار لنگر در ناحيه مياني بيشتر کاهش مي يابد در يک تير با بار گذاري يکنواخت و گير دار در دو انتها لنگري به اندازه در وسط و در دو انتها وجود دارد. بنا بر اين اساس مقطع لازم در اين حالت3/2 حالتي است که اتصالات انتهايي به صورت ساده و شکل پذير هستند. طرفداران اتصالات نيمه صلب اشاره مي کنند که اين مقدار تو زيع لنگر بسيار کم مي باشد و مي گويند اگر يک اتصال نيمه صلب با صلبيت R= 0.75داشته باشيم باعث مي شود که مقدار لنگر در وسط و دو انتها برابر و مساوي با گردند. در اين حالت کمترين اساس مقطع حاصل مي شود.
اتصال نبشي نشيمن:
اتصالات ساده با نبشي نشيمن از جزئيات متداول براي اتصال ساده تير به ستون تکيه گاهي مي باشند. در اين نوع اتصالات تير بر روي يک نشيمن که مي تواند تقويت شده (انعطاف پذير)يا تقويت شده باشد قرار گيرد. نبشي نشيمن انعطاف پذير براي تحمل تمام واکنش تکيه گاهي تير طراحي مي گردد. اين نوع اتصال بايد هميشه همراه با يک نبشي بالايي که تنها وظيفه ان تامين تکيه گاه جانبي براي بال فشاري است استفاده به عمل ايد.
مانند اتصالات ساده با نبشي جان منظور از اتصالات نشيمن تنها انتقال واکنش تکيه گاهي قائم است. بنابر اين نبايد اتصال در انتهاي تير گيردراي قابل توجهي ايجاد کند. به اين دليل است که نبشي هاي نشيمن و نبشي هاي نگهدارنده بالايي بايد نسبتا قابل انعطلف باشند. براي محاسبات نبشي بکار رفته در اتصالات به کتاب سازه هاي فولادي بخش اتصالات (نوشته دکتر ايراني)مراجعه شود.
اتصال سگدست (bracket ) :
وقتي که واکنش تکيه گاهي از حد قابل قبولي براي نبشي ساده تجاوز نمايد مي توان از نشيمن تقويت شده استفاده نمود. وقتي که واکنش تکيه گاهي تير به حدود 20 تن مي رسد ضخامت نبشي تقويت نشده بي اندازه بزرگ مي شود.
نشيمن هاي تقويت شده به منظور انتقال لنگر به کار گرفته نمي شوند و وظيفه انها تنها تحمل بارهاي قائم مي باشد. اتصالات نشيمن تقويت شده جزء اتصالات نوع 2 يعني ساده به حساب مي ايند.واکنش هاي تکيه گاهي به دو صورت ممکن است بر نشيمن تقويت شده وارد گردند. در حالت متداول واکنش تکيه گاهي به وسيله تيري که جان آن مستقيما در امتداد سخت کننده قرار گرفته است منتقل مي شود. در حالت دوم تير طوري قرار مي گيرد که جان ان با صفحه زاويه 90 درخه مي سازد.
پل ها (تير هاي اصلي ) :
پل ها آن قسمت از ساختمان هستند که بار سقف بوسيله آنها به ستون منتقل مي گردد و يا به آن عضو از ساختان فلزي که در بين ستونها قرار مي گيرد. پل و يا تير اصلي مي گويند.تيرها قطعات سازه اي هستند که بارهاي قائم بر محور خود را حمل مي کنند.
در اثر بارهاي وارده، در مقاطع مختلف تير نيروي برشي و لنگر خمشي ايجاد مي شود. تيرها ممکن است به صورت افقي و يا به صورت شيبدار يا قائم باشند. در تيرهاي شيبدار و قائم علاوه بر نيروي برشي و لنگر خمشي، نيروي محوري نيز ظاهر مي شود. در اين حالت از لحاظ طراحي به آن نام «تير – ستون» اطلاق مي گردد.
تيرها ممکناست به صورت ساده و يا يکسره باشند. تير ساده، تيري است تک دهانه که بصورت ساده در دو انتهاي خود تکيه دارد. در مقابل تيري را يکسره گوييم که در روي بيش از يک دهانه بصورت ممتد ادامه داشته و يا بصورت گيردار به تکيه گاه خود متصل باشد. به زبان ديگر، تير ساده، تيري است که در دو انتهاي آن هيچ گونه لنگري وارد نمي شود، ولي تير يکسره در يک انتهاي خود داراي لنگر خواهد بود.
در يک ساختمان، بر حسب وظيفه اي که يک تير بر عهده دارد، به صورت زير نامگذاري مي گردد: تيرچه، شاهتير، نعل درگاهي، تيرهاي لبه اي، لاپه
گاهي ممکن است براي دهانه اي پلها را با دو يا يک عدد تسمه که به بال تير جوش مي شود تقويت نماييم اين تسمه هامعمولا در تيرهاي ساده در وسط پل و در تيرهاي ممتد در نزديکي تکيه گاهجوش مي شود.
اگر پهناي تسمه تقويتي از بال تيرآهن کمتر باشد اشکالي ايجاد نمي شود زيرا به راحتي مي توان تسمه را روي پل قرار داده و جوشکاري نماييم. ولي اگر پهناي تسمه از بال پل پهن تر باشد بهتر است تير آهن پل را قبل از نصب درمحل برگردانيده و محل تسمه را دقيقا معلوم کرده و آن را از بالا جوش دهيم.
بايد دقت شود که طول جوش مطابق نقشه و به اندازه کافي باشد چنانچه طول جوش در نقشه مشخص نشده باشد طول آن در هر طرف نصف طول تسمه مي باشد ( در دو طرف مساوي طول تسمه)
چنانچه براي تقويت پل از يک عدد تسمه استفاده مي نماييم بهتر است که اين تسمه از بالا جوش شود زيرا در صورتيکه از پايين جوش شود در موقع سفيدکاري مزاحمت ايجاد کرده و مجبور هستيم ضخامت گچ و خاک را در کليه سطح سقف باندازه ضخامت تسمه تقويتي افزايش دهيم.
با توجه به اينکه طول تيرآهن معمولي 12 متر است ( بعضي کارخانه ها تيرآهن نمرات بالا را 14 متري هم مي سازند) اگر طول پل سراسري بيش از 12 متر باشد ناچار به اتصال دو قطعه تير آهن به همديگر هستيم که در اين صورت بايد کاملا طبق نقشه محاسبات عمل نموده و اگر در اين مورد ديتيلي نداشته باشد بايد دو قطعه پل ار با نظر مهندس محاسب کارگاه بوسيله تسمه با طول کافي از بالا و پايين تير به همديگر متصل نماييم. طول اين تسمه وهمچنين ضخامت آن و اندازه جوش بسته به تيرآهن هاي مختلف متفاوت است چنانچه ممکن باشد بهتر است جوشکاري روي زمين و معمولي انجام شود و حتي المقدور از جوش سر بالا و سرازير خودداري شود.
بادبند:
در بازديدهايي که از مناطق زلزله زده بعمل آمد مشاهده گرديد ساختمانهاي فلزي چند طبقه که بادبندي شده اند در مقابل نيروي زيزله مقاومت بيشتري از خود نشان مي دهند.
متداولترين بادبندها از فولاد هستند که بصورت ضربدر بين دو ستون قرار مي گيرند مانند نپشي، ناوداني، تيرآهن و ...
براي آنکه سطح جوش در بادبندها باندازه کافي باشد در محل اتصال بادبند به گره ها و با محل برخورد دو پروفيل بادبند به يکديگر، صفحه هايي جوش مي دهند. طول و عرض و ضخامت اين صفحه ها طبق محاسبه تعيين مي گردد ولي ابعاد تقريبي آن در حدود 35*35 سانتيمتر، ضخامت 10 ميليمتر مي باشد.
اگر دهانههايي از ساختمان بادبندي شود بهتر است حتما قسمتهاي پايين همين دهانه تاروي فونداسيونبادبندي ادامه پيدا کند.
اين بادبندها باعث مي شوند نيرويي که در اثر باد و يا زلزله به بالاي ستون وارد مي شود به سرعت به زمين منتقل گردد.
مبلغ قابل پرداخت 67,000 تومان