بخشی از مقاله
نكات كلي در اجراي اسكلت فلزي
درز انبساط :
براي جلوگيري ازخرابيهاي ناشي از انبساط وانقباض ساختمان بر اثر تغيير درجه
حرارت محيط خارج يا جلوگيري از انتقال بار ساختمان قديمي مجاور به ساختماني كه
جديد احداث مي شود ، همچنين در مواردي كه ساختمان بزرگ است وازچند بلوك متصل
به هم تشكيل مي شود ، بايد به كار بردن درز انبساط در محل مناسب پيش بيني شود .
حداقل فاصله اي از ساختمان با اجزاي ساختماني كه بايد در آن درز انبساط پيش بيني
شود ، به نوع ساختمان ، تعداد طبقات ، مصالح مصرفي و آب وهواي محل بستگي دارد.
بنابراين بايد با مطالعه كافي محل اندازه آن را مهندس طراح تعيين كند . در كليه
ساختمانهاي فلزي كه طول آنها بيشتر از 50 متر باشد ، بايد در طول ساختمان
درزانبساط پيش بيني كرد . اين طول مربوط به ساختمانهاي فلزي وبدون پوشش محافظ
است كه نبايد از 50 متر ويا در ساختمانهايي با پوشش محافظ ودر حالات خاص نبايد از
100 متر تجاوز كند . براي پوشاندن وپركردن فواصل درز انبساط از موادي استفاده
مي كنند
كه قابليت ارتجاعي داشته باشد . بايد دقت شود كه فاصله درز انبساط به هيچ وجه با
مصالح بنايي يا ملات پر نگردد . اگر در هنگام استقرار اسكلت فلزي ، ستونهايي كه در
مجاورت يك درز انبساط قرار دارند به طور موقت به وسيله قطعات فلزي متصل شده اند
، پس از استقرار بايد اين اتصالات بريده شوند تا ساختمان در محل درز انبساط به كلي
از قسمت مجاور خود جدا باشد .
درز انقطاع :
براي جلوگيري از خسارت وكاهش خرابي ناشي از ضربه ساختمانهاي مجاور به يكديگر
، بويژه در زمان وقوع زلزله ، ساختمانهايي كه داراي ارتفاع بيش از 12 متر يا داراي
بيش از 4 طبقه هستند ، بايد به وسيله درز انقطاع از ساختمانهاي مجاور جدا شوند .
همچنين حداقل عرض درز انقطاع در تراز هر طبقه برابر ارتفاع آن تراز از روي
شالوده است . اين فاصله در محلهاي لازم با مصالح كم مقاومت كه در هنگام زلزله در
اثر برخورد دو ساختمان به آساني مصالح مزبور خرد مي شوند ، پر كرد .
نحوه اتصال ستون فلزي با آجر كاري :
هنگامي كه آجر كاري با ضخامت 22 سانتي متر بالاتر در مجاور ستون فلزي قرار مي
گيرد بايد حداقل يك قطعه اتصال در هر متر ارتفاع ديوار به ستون جوشكاري
شود و در
داخل ملات قرار گيرد .
ستون وجزئيات اجرايي آن :
ستون عضوي است كه معمولا" به صورت عمودي در ساختمان نصب مي شود وبارهايكف ناشي از طبقات بوسيله تير وشاهتير به آن منتقل مي گردد وتوسط آن به شالوده وسپس به زمين انتقال مي يابد .
شكل ستون ها : شكل سطح ستونها معمولا" به مقدار و وضعيت بار وارد شده بستگي دارد . براي ساختن ستونهاي فلزي از انواع پروفيل ها و ورق ها استفاده مي شود كه عموما" ستونها از لحاظ شكل ظاهري به دوگروه تقسيم مي شوند :
الف :نيمرخ (پروفيل ) نورد شده شامل انواع تيرآهن ها وقوطي ها : بهترين پروفيل نورد شده براي ستون ، تيرآهن بال پهن يا قوطي هاي مربع شكل است ، زيرا از نظر مقاومت
بهتر از مقاطع ديگر عمل مي كند . ضمن اينكه در بيشتر مواقع عمل اتصالات تيرها به راحتي روي آنها انجام مي گيرد .
ب) مقاطع مركب : هرگاه سطح مقطع ومشخصات يك پروفيل به تنهايي براي ايستايي يك ستون كافي نباشد از اتصال چند پروفيل به يكديگر ستون مناسب آن (مقاطع مركب) ساخته مي شود .
علل استفاده از مقاطع مركب در ستونها :
1ـ در صورتي كه سطح مقطع نيمرخ هاي نورد شده تكافوي سطح لازم را براي ستون نكند ، با ساختن مقطع مركب سطح لازم ساخته مي شود .
2ـ نياز اجباري به مقاطع با شكلهاي هندسي خاص از نظر اتصالات ديگر به ستون .
چگونگي ساخت ستون (مقاطع مركب) :
الف ) اتصال دو پروفيل به يكديگر به طريقه دوبله كردن
ب) اتصال دو پروفيل با يك ورق سراسري روي بالها
ج) اتصال دو پروفيل با بستهاي فلزي (تسمه)
شيوه ساخت ستون به طريقه دوبله كردن :
ابتدا دوتيرآهن در كنار يكديگر وبر روي سطح صاف به هم چسبيده گردند سپس دوسر ستون راجوش داده وستون برگردانده مي شود ومانند قبل جوشكاري صورت مي گيرد . آنگاه ستون معكوس ودر قسمت وسط جوشكاري مي شود . همين كار را در سوي ديگر
ستون انجام مي دهند وبه ترتيب جوشكاري ادامه مي يابد تا جوش مورد نياز ستون تامين گردد . اين شيوه جوشكاري براي جلوگيري از پيچش ستون در اثر حرارت زياد جوشكاري ممتد مي باشد .در صورتي كه در سرتاسر ستون به جوش نيازي نباشد ، دست كم طول جوشها بايد به اين ترتيب اجرا گردد :
الف) حداكثر فاصله بين طولهاي جوش در طول ستون به صورت غير ممتد از 60 سانتي متر تجاوز نكند .
ب) طول جوش ابتدايي وانتهايي ستون بايد برابر بزرگترين عرض مقطع باشد وبه طور يكسره انجام گيرد .
ج)طول موثر هر قطعه از جوش منقطع نبايد از 4برابر بعد جوش يا 40 ميلي متر كمتر باشد .
د) تماس ميان بدنه دو پروفيل نبايد از يك شكاف 5/1 ميليمتري تجاوز كند اگر اين شكاف از 5/1 ميليمتر بيشتر ، اما از 6 ميلي متر كمتر باشد . ضمنا" بررسي هاي فني نشان دهد كه مساحت كافي براي تماس وجود ندارد در آنصورت اين بادخور بايد با مصالح پركننده مناسب شامل تيغه هاي فولادي با ضخامت ثابت پر شود .
شيوه ساخت ستون با يك ورق سراسري روي بالها :
در مقاطع مركبي كه ورق اتصال بر روي دو نيمرخ متصل مي شود تا مقطع مركب تشكيل بدهد فاصله جوشهاي مقطع (غير ممتد)كه ورق را به نيمرخ ها متصل مي كند ، نبايد از 30 سانتي متر بيشتر شود . اندازه حداكثر فاصله فوق الذكر در مورد فولاد معمولي به صورت 24t در مي آيد . ضخامت ورق=t
ساخت ستون به روش قيد (بست اتصال) :
متداولترين نوع ستون در ايران ستونهاي مركبي است كه دوتير آهن به فاصله معين از يكديگر قرار مي گيرند وقيدهاي افقي يا چپ وراست اين دونيمرخ را به هم متصل مي كند . البته بستهاي چپ وراست كه شكلهاي مثلثي را بوجود مي آورند ، داراي مقاومت بهتري نسبت به قيدهاي موازي مي باشند .در اين مورد اين گونه ستونها ، بويژه ستون با قيد موازي مسائل زير بايستي رعايت كرد :
الف) ابعاد بست افقي ستون كمتر از اين مقادير نباشد :
L: طول وصله حداقل به فاصله مركز تا مركز دو نيمرخ باشد .
b : عرض وصله از 42 درصد طول آن كمتر نباشد.
T: ضخامت وصله از 35/1 طول آن كمتر نباشد .
ب) در اطراف كليه وصله ها ودر سطح تماس با بال نيمرخها عمل جوشكاري انجام گيرد.
ج) فاصله قيدها وابعاد آن بر اساس محاسبات فني تعيين مي شود
.
د) در قسمت انتهايي ستون بايد حتما" از ورق با طول حداقل برابر عرض ستون استفاده كرد تا علاوه بر تقويت پايه ، محل مناسبي براي اتصال با بندهاي فلزي به ستون به وجود آيد .
هـ) در محل اتصال تير يا پل به ستون لازم است قبلا" ورق تقويتي به ابعاد كافي روي بالهاي ستون جوش شده باشد .
ستونها با مقاطع دايره اي :
معمولا" مقاطع دايره اي ( لوله اي) از قطر 2 تا 12 اينچ براي ستونها مورد استفاده قرار مي گيرند .مقطع لوله در مواقعي كه وسيله اتصال جوش باشد، آسانتر به كار مي رود . كاربرد لوله بيشتر در پايه هاي بعضي منابع هوايي ، دكلهاي مختلف وخرپاسازيهاي سبك است .اين مقطع ها بطور كلي مقاومترند ، براي اينكه ممان اينرسي آنها در تمام جهات يكسان است .باتغيير ضخامت مقاطع لوله اي مي توان اينرسي هاي مختلف را بدست آورد .
روش نصب نبشي بر روي كف ستونها (بيس پليت) براي استقرار ستون :
هنگام محاسبه ابعاد كف ستونها بايد حداقل فاصله ميله مهاري از لبه كف ستون ومحل جاگذاري نبشي با ضخامت جوش لازم براي نگه داشتن ستون ، همچنين ضخامت پليت انتهايي ستون وابعاد ستون را با دقت بررسي كرد سپس با توجه به موارد يادشده ، به نصب نبشي واستقرار ستون به اين صورت اقدام نمود .بر روي بيس پليت ها محل كف ستون ومحل آكس را كنترل مي كنيم سپس نبشي هاي اتصال را به صورت عمود برهم بر روي بيس پليت جوش داده ، آنگاه ستون را مستقر واقدام به نصب ديگر نبشي هاي
لازم كرده وآنها را به بيس پليت جوش مي دهيم . از مزاياي عمود برهم بودن دو نبشي روي بيس پليت علاوه بر سرعت عمل واستقرار بهتر به علت تماس مستقيم ستون به بال نبشي ، اتصال جوشكاري به گونه اي درست تر واصولي صورت مي گيرد . روشن است كه قبل از جوشكاري بايد ستونها را هم محور وقائم نموده وعمود بودن در دوجهت كنترل گردد .پس از نصب ستونها با توجه به ارتفاع ستون وآزاد بودن سر ستون ممكن است تا زمان نصب پلها ستونها در اثر شدت باد و وزن خود حركتهايي داشته باشند كه
احتمالا" تاثير نامطلوب وايجاد ضعف در جوشكاري واتصالات كف ستونها خواهد داشت به اين دليل بايد پس از نصب ، فورا" به مهاربندي موقت ستونها به وسيله ميلگرد يا نبشي به صورت ضربدري اقدام كرد .
طويل كردن ستونها :
سازه هاي فلزي را اغلب در چندين طبقه احداث مي كنند ، طول پروفيلها براي سا
خت ستون محدود است . با در نظر گرفتن بار وارده ودهانه بين ستونها ونحوه قرار گرفتن ستونهاي كناري ، مقاطع مختلفي براي ساخت ستونها بدست مي آيد . ممكن است در هر طبقه ، ابعاد مقطع ستون با طبقه ديگر تفاوت داشته باشد ، بنابراين بايد اتصال مقاطع با ابعاد مختلف براي طويل كردن با دقت زيادي انجام شود . محل مناسب براي وصله ستونها به هنگام طويل ك
ردن آنها حداقل در ارتفاع 45 تا 60 سانتيمتر بالاتر از كف هر طبقه يا 6/1 ارتفاع طبقه مي باشد .اين ارتفاع اندازه حداقلي است كه از نظر دسترسي به محل اجراي جوش ونصب اتصالات مورد نياز براي ادامه ستون يا اتصال بادبندي لازم است .
نحوه طويل كردن ستونها :
ابتدا سطح تماس دوستون را بخوبي گونيا مي كنند وبا سنگ زدن صاف مي نمايند تا كاملا" در تماس با يكديگر يا صفحه وصله قرار گيرد . درصورتي كه پروفيل دوستون يكسان نباشد ، بايد اختلاف نمره دوستون را با گذاردن صفحات لقمه (هم سو كننده) بر ستون فوقاني را پر نمود . سپس صفحه وصله را نصب كرد وجوش لازم را انجام داد . اگر ابعاد مقطع دو نيمرخ كه به يكديگر متصل مي شوند، تفاوت زياد داشته باشد ،
بطوري كه قسمت بزرگي از سطح آن دو در تماس با يكديگر قرار نگيرد ، در اين صورت بايد يك صفحه تقسيم فشار افقي بين دونيمرخ به كار برد . اين صفحه معمولا" بايد ضخيم انتخاب شود تا بتواند بدون تغيير شكل زياد ، عمل تقسيم فشار را انجام دهد .كليه ابعاد وضخامت صفحه ومقدار جوش لازم را بايد طبق محاسبه وبر اساس نقشه هاي اجرايي انجام داد .
انواع اتصال ستون به فنداسيون در قاب سوله :
اتصالات در سيستم قابها با اينرسي غيريكنواخت ، با اتصالات ستونهاي معمولي اسكلت
فلزي متفاوت است . اتصالات در تكيه گاه ستونها در قابها با اينرسي غيريكنواخت به
شكل متحرك بسيار خفيف وبه شكل تكيه گاههاي (خطي مفصلي يا ريلي ، نقطه اي يا
كفشكي وپيچي يا مفصلي ساده) انجام مي گيرد .
1ـ اتصال خطي مفصلي يا ريلي :
به اين ترتيب كه ستون بر صفحه شياردارمتصل مي شود .در زير اين صفحه ، صفحه
بيس پليت كه درناحيه وسط آن فولادي قوي به شكل برجسته كه در شيار صفحه بالايي
واقع مي شود قرار مي گيرد وبه اين صورت ستون به شكل ريلي داراي حركت خواهد
بود .
2ـ اتصال نقطه اي يا كفشكي :
در اين حالت نيز ستون به صفحه فولادي قوي جوش مي شود ودر وسط صفحه تورفتگي
به شكل مقعر جوش مي گردد . درمقابل تورفتگي مقعر، برجستگي (محدب) كاملا" به
اندازه تو رفتگي ، برصفحه بيس پليت قرار دارد .تو رفتگي مقعر در بالا وبرآمدگي
محدب در پايين قراردارد تا سبب جمع شدن آب در زير ستون نگردد .
3ـ اتصال پيچي يا مفصلي ساده :
ابتدا پاي ستون به صفحه بيس پليت جوش مي شود وبولت گذاري در اين نوع اتصال تنها
از دو عدد بولت يا مهره و واشر فنري صورت مي گيرد .بديهي است بولتها تنها در
جهت محور y قرار مي گيرند تا اتصال مفصلي حاصل شود . نمونه ديگر از اتصال
ساده در پاي ستون به وسيله نبشي وبولت كه به اين نبشي ها تنها به جان ستون جوش مي شوند .
انواع اتصال در گوشه :
1ـ از End plate درمورداتصال استفاده مي شود .
محاسن آن :
الف ) بي نيازي ازتقويت قطري جان ب)نشيمن مناسب تير درموقع نصب.
معايب آن :
الف) نياز به ورقهاي نسبتا" ضخيم درEnd plate قطري .
ـ ورق كششي ممان مقاوم را ايجاد مي كند .
2- محاسن آن :
الف ) استفاده از ورق نسبتا" نازك كششي ب) بازوي نسبتا" بلند براي ايجادممان
مداوم .
معايب آن :
الف) معمولا" به تقويت قطري جان نيازي نيست. ب) براي نشيمن تير بايد قطعه اي
به ستون جوش شوند .
3ـ اتصال معروف به اتصال ساعتي :
از جمله محاسن آن راحتي سوراخكاري ، راحتي حمل ونصب بي نيازي آن به ورق
معايب آن : برش ايجاد شده در بال وتغييرات ناگهاني ضخامت بال در گوشه ها .
شاهتيرها (پلها) :
شاهتيرها عضوهاي فلزي افقي هستند كه با اتصالات لازم به ستونها متصل مي شوند وبه وسيله آنها بار طبقات به ستونها انتقال مي يابد . شاهتيرهاي فلزي ممكن است به صورتهاي زير بكار روند :
الف) تير آهن معمولي به صورت تك يا دوبله
ب) تيرآهن بال پهن
ج) تيرآهن معمولي با ورق تقويتي روي بالها ويا بال وجان
د) پلهاي لانه زنبوري از تيرآهن معمولي يا تيرهاي بال پهن
هـ ) تير ورق (گير دار) تركيب تيرآهن معمولي با ورق يا تيرآهن بال پهن با ورق ويا از تركيب ورق ها درست مي شود . تير ورق همانطور كه از اسم آن پيداست توسط ورق ساخته مي شود واز پروفيل هاي معمولي در ساخت آن استفاده مي شود.
و) خرپاها
ساخت پلها وشاهتيرها :
هرگاه در شاهتيرهاي فلزي به جاي تير تكي از تيرهاي دوبله استفاده شود ، بايد دوتير در محل بالها به يكديگر به گونه اي مطلوب اتصال داشته باشند چنانچه پلها (شاهتيرها) براي لنگرخمشي موجود كفاف ندهد ، آنها را با اضافه بودن تسمه يا ورق تقويت مي نمايند .درمورد ورق تقويتي در تيرهاي معمولي بايد نكات زير را رعايت كرد :
1ـ حداكثر ضخامت ورق تقويتي 8/0 ضخامت بال تير باشد .
2ـ ورقهاي تقويتي به طور كامل با بالها تماس واتصال داشته باشد .
3ـ ضخامت جوش 75/0 ضخامت ورق باشد .
4ـ ورق تقويتي از هر دو طرف در قسمت عرض نيز جوش شود.
5ـ جوشكاري به شيوه صحيح انجام گيرد.
6ـ ابعاد ورق طبق محاسبات تعيين شده باشد .
اتصال چند پل در يك محل به ستون :
مواقعي كه باتوجه به پوشش سقف اقدام به نصب پل در دوجهت عم
ود بر هم در محل
ستون مي شود ، يك پل به بالهاي ستون وپل ديگر به جان ستون متصل خواهد شد . در
نتيجه ، ستون از دوجهت تحت تاثير بار قرار خواهد گرفت كه بايد با توجه به بار وارد
شده ودهانه پل ، همچنين تعيين نوع گيرداري پلها در محل ستون اقدامات لازم براي
اتصال صحيح ومطلوب به عمل آيد . اگر برخورد پل در خارج ستون باشد ، بايد آن
ناحيه را از نظر نيروي خارج از مركز ، همچنين نحوه اتصالات صحيح واصولي به
ستون به دقت بررسي وكنترل كرد .
