دیتیل و جزئیات سازه فلزی از اتصالات تیر به تیر تا تیر به ستون
دیتیل یا جزئیات سازه فلزی مشخصات ساختار قاب‌ها و در کل اتصالات یک سازه فلزی را نشان می‌دهد که در معمول‌ترین حالت از آن‌ها برای ساخت انبار، کارگاه، گاراژ و آشیانه هواپیما استفاده می‌شود. سازه فولادی سازه‌ای است که عمدتاً از فولاد ساخته شده است و یکی از انواع اصلی سازه‌های ساختمان است.
جزئیات سازه فلزی
از ویژگی‌های بارز فولاد عبارت‌اند از استحکام بالا، سبک وزن و شکل پذیری مناسب. بنابراین به ویژه برای ساختمان‌های با دهانه بزرگ، مرتفع و سنگین مناسب از المان‌های فلزی استفاده می‌شود.
جزئیات سازه فولادی معمولاً شامل تیر فولادی، ستون فولادی، خرپای فولادی و سایر اجزای ساخته شده از ورق فولادی گرم نورد شده یا سرد نورد شده است. از جوش، پیچ و مهر یا پرچ برای اتصال هر قطعه یا بخشی از آن استفاده می‌شود.
بیشتر بخوانید: مراحل اجرای اسکلت فلزی، مهم‌ترین نکاتی که باید بدانید
آشنایی با قاب‌های ساختمان فلزی
قبل از پرداختن به دیتایل و جزئیات سازه فلزی بهتر است مروری کلی به انواع قاب فلزی داشت هباشیم. سیستم‌های قاب بندی سازه به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:
- سیستم قاب ساده به سیستمی گویند که در آن کلیه اتصالات در آن به شکل مفصلی بوده و امکان ایجاد لنگر وجود ندارد. در سیستم قاب ساده وظیفه تیر و ستون‌ها انتقال بارهای مرده و زنده است.
- سیستم قاب خمشی از انواع قاب‌های سازه‌ای است که از آن ها برای مقابله با نیروهای جانبی وارد بر سازه هم چون نیروی حاصل از زلزله استفاده می‌شود. به طور کلی بارهای قائم وارد بر سازه در سیستم ساختمانی توسط انواع قاب‌های ساختمانی مهار می‌گردد. وظیفه قاب خمشی ایجاد مقاومت در برابر نیروهای جانبی است.
دسته بندی قاب‌های خمشی
قاب خمشی فولادی شامل قاب خمشی معمولی، متوسط و ویژه بوده و در این سیستم از دیوار برشی و مهاربند استفاده نمی‌شود و بارهای جانبی به واسطه قاب خمشی مهار می‌شوند.
استفاده از این سیستم عموماً در ساختمان‌های اداری به چشم می‌خورد، چرا که در این گونه ساختمان‌ها نیاز به فضایی منعطف با کاربری‌های متنوع بوده و استفاده از این سیستم باعث ایجاد فضای آزاد معماری خواهد شد.
قاب خمشی معمولی
از ویژگی‌های قاب خمشی معمولی می‌توان به استفاده از جزئیات دقیق در ساخت اجزاء آن اشاره کرد. این جزئیات به اندازه‌ای است که از ایجاد هرگونه تغییر شکل فرا ارتجاعی اندک در هنگام زلزله جلوگیری به عمل می‌آورد. استفاده از سیستم قاب خمشی معمولی در مناطقی که احتمال وقوع زلزله پایینی دارند، امکان پذیر است.
بیشتر بخوانید: معرفی جامع انواع فونداسیون بتنی و فلزی همراه با شکل
قاب خمشی متوسط
قاب خمشی متوسط به آن دسته از انواع قاب‌های ساختمانی گفته می‌شود که می‌تواند در برابر تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی محدودی از خود مقاومت نشان دهد. از ویژگی‌های ساختاری این قاب‌ها می‌توان به وجود مفصل‌های پلاستیکی در انتهای تیر و در خارج از قسمت اتصال تیر به ستون اشاره کرد.
این مفاصل پلاستیکی دارای ظرفیت دورانی بوده و استفاده از سیستم قاب خمشی متوسط در مناطقی که احتمال وقوع زلزله کم یا متوسط است، استفاده می‌شود.
قاب خمشی ویژه
قاب‌های خمشی ویژه قاب‌های سازه ه ای هستند که می‌توانند تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی قابل ملاحظه‌ای را تحمل نمایند. از سیستم قاب خمشی ویژه باید در مناطق زلزله خیز با درجه خطرپذیری بالا استفاده می‌شود.
بدون شک قاب‌های خمشی و ساده با یکدیگر تفاوت‌هایی دارند که از اساسی‌ترین تفاوت‌های قاب‌های خمشی و ساده اتصالات آن‌ها است به این صورت که در سیستم قاب خمشی از اتصالاتی از نوع صلب و تکیه گاه گیردار استفاده می‌شود در حالی که اتصالات قاب ساده، مفصلی است.
از تفاوت‌های قاب خمشی و قاب ساده می‌توان به اتصالات بین تیر و ستون اشاره کرد. وظیفه سیستم قاب خمشی تحمل بارهای جانبی و وظیفه سیستم قاب ساده تحمل بارهای قائم بوده و در سیستم سازه‌ای تحمل بارهای قائم و جانبی، به سختی جانبی سازه بستگی دارد.
از این رو یکی از تفاوت‌های سیستم قاب خمشی و ساده در دارا یا عدم دارایی سختی جانبی در نظر گرفته می‌شود. در قاب‌های خمشی که لنگر از تیر به ستون منتقل می‌شود قاب دارای سختی جانبی است و اما در قاب ساده که اتصالات مفصلی هستند و لنگری منتقل نمی‌شود سیستم سازه‌ای فاقد سختی جانبی است.
به طور کلی می‌توان تفاوت سیستم قاب خمشی و ساده را در نوع اتصالات در نظر گرفت چرا که سختی جانبی قاب، به نوع اتصالات بین تیر و ستون بستگی دارد.
بیشتر بخوانید: صفر تا صد دیوار چینی در ساختمان اسکلت فلزی، از مراحل اجرا تا نکات مهم
قاب‌های مهاربندی شده
قاب‌های مهاربندی شده متشکل از اعضای قائم، افقی و قطری هستند که اعضای قائم آن‌ها شامل ستون‌ها، اعضای افقی هم شامل تیرها و اعضای قطری شامل مهاربندها هستند. وظیفه قاب‌های مهاربندی شده مقابله با نیروهای جانبی بوده و از کج شدن اسکلت ساختمان در هنگام بروز نیروهای جانبی جلوگیری به عمل می‌آورد.
امکان قرارگیری مهاربندها به دو شکل واگرا و هم گرا وجود دارد. از ویژگی‌های بادبند همگرا می‌توان به نزدیک بودن محور اعضای قطری در نقطه‌ای از تیر یا ستون در محل تقاطعشان اشاره کرد. تفاوت مهاربندهای هم گرا و واگرا نیز در همین نکته است. به‌گونه‌ای که در مهاربندهای واگرا امکان عدم عبور قطرها از یک نقطه وجود دارد.
جزئیات ساخت قاب فولادی
ساختار یک سازه فولادی از اجزای مختلف تشکیل شده است. در اینجا دیتایل یا جزئیات سازه فلزی یا فولادی که در بیشتر طرح‌ها استفاده می‌شود، آورده شده است:
دیتایل یا جزئیات فونداسیون در ساختمان اسکلت فلزی
برای انتقال باز از قاب فولادی، به یک پایه مستحکم نیاز است که فونداسیون این نیاز را رفع می‌کند. نوع فونداسیون مورد استفاده بستگی به ظرفیت باربری خاک دارد. پیمانکاران معمولاً به منظور درک مقاومت خاک سطح و خاک زیر سطح زمین از آزمایش خاک استفاده می‌کنند تا نحوه طراحی قاب فولادی را تعیین کنند.
اگر فونداسیون فقط تحت بار کم تا متوسط باشد، استفاده از فونداسیون نواری کافی است. این نوع فونداسیون می‌تواند بارهای منتقل شده را تحمل کند. با این حال، اگر مقاومت خاک مناسب نباشد پیمانکاران باید از روش شمع کوبی استفاده کنند. این نوع فونداسیون وزن بار را از سازه به خاک منتقل می‌کند.
جزئیات ستون در سازه فلزی
پس از احداث فونداسیون سازه، نوبت نصب ستون‌های فولادی است. نوع ستون فولادی مورد استفاده نیز به بار وارد شده بستگی دارد.
کار ساخت ستون معمولاً در کارخانه و کار نصب آن در کارگاه انجام می‌شود. هنگام نصب، باید یک اتصال قوی بین ستون و فونداسیون وجود داشته باشد لذا در انتهای ستون‌ها، صفحات پایه مربع یا مستطیل شکل برای تقویت ارتباط آن با فونداسیون استفاده می‌شود. این اشکال معمولاً به دلیل ایجاد فاصله مناسب و متعادل برای پیچ و مهره‌ها ساخته می‌شوند.
جزئیات تیرهای فولادی
تیرهای فولادی معمولاً برای سازه‌های چند طبقه استفاده می‌شوند. تیرها برای انتقال بار از سقف به کف از طریق ستون‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. محدوده طولی تیرهای فولادی بین 3 تا 9 متر است، اما برای دهانه‌های بلندتر می‌توانند تا 18 متر نیز برسند.
تیرهای فولادی نیاز به اتصال ستون به تیر و همچنین تیر به تیر دارند. بسته به نوع باری که وارد می‌شود، اتصالات مختلفی برای ستون به تیر وجود دارد. اگر اتصالات فقط برای بارهای عمودی طراحی شوند، یک نوع اتصال ساده‌تر کافی است. اما برای بارهای عمودی که شامل نیروی پیچشی نیز می‌شوند، باید از سیستم‌های پیچیده تری استفاده کرد که اتصالات گیردار یکی از آن‌ها است.
جزئیات دیافراگم کف طبقات
در خصوص این دیتایل سازه فلزی می توان گفت که کف طبقات را می‌توان هم‌زمان با نصب تیرها اجرا کرد. سیستم کف همچنین به تحمل بار مرده و زنده سازه کمک می‌کند. این اعضا علاوه بر این توانند برخی از نیروهای ناشی از بارهای جانبی را با کمک مهاربندها مستهلک کنند. برخی از انواع رایج سیستم‌های کف برای سازه‌های فولادی شامل عرشه فولادی و سقف‌های کامپوزیت هستند.
آﺷﻨﺎﯾﻰ ﺑﺎ اﻋﻀﺎی سازه‌های ﻓﻠﺰی
ﻣﺤﺼﻮﻻت ﻓﻮﻻدی ﮐﺎرﺑﺮد وﺳﯿﻌﻰ در ﺻﻨﻌﺖ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن دارﻧﺪ ﺑﻪ ﻫﻤﯿﻦ دﻟﯿﻞ ﺑﻪ شکل‌های ﻣﺘﻨﻮﻋﻰ ﺗﻮﻟﯿﺪ می‌شوند ﺗﺎ در ﻫﺮ ﻗﺴﻤﺘﻰ از ﺳﺎزه ﺑﺎ مناسب‌ترین ﺷﮑﻞ ﻣﻮﺟﻮد ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ و از ﺣﺪاﮐﺜﺮ ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺎرﺑﺮی آن‌ها اﺳﺘﻔﺎده ﺷود. برخی از پر کاربردترین این اعضا به شرح زیر هستند.
ﻧﯿﻢ رخ‌های ﺗﯿﭗ I
از مهم‌ترین ﻧﯿﻢ رخ‌های ﻣﺼﺮﻓﻰ در ساختمان‌های ﻓﻠﺰی است زﯾﺮا ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﺑﺰرگ ﺑﻮدن ﻣﻤﺎن اﯾﻨﺮﺳﻰ، ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻣﺤﻮر ایکس توان تحمل نیروی ﺧﻤﺸﻰ زﯾﺎدی ﺣﻮل اﯾﻦ ﻣﺤﻮر وﺟﻮد دارد. اﯾﻦ ﻧﯿﻢ رخ‌ها در تیپ‌های INP و IPE و غیره ﺗﻮﻟﯿﺪ می‌شوند.
ﻧﯿﻢ رخ ﻧﺎوداﻧﻰ
اﯾﻦ ﻧﯿﻢ رخ ﺗﺎ ارﺗﻔﺎع 40 ﺳﺎﻧﺘﻰ ﻣﺘﺮ تولید می‌شود و در ﺳﺎﺧﺖ ستون‌های ﻣﺮﮐﺐ، ﺗﯿﺮﻫﺎی ﻣﺸﺒﮏ، ﺧﺮﭘﺎ و ﺑﺎدﺑﻨﺪ ﺑﻪ ﮐﺎر می‌رود.
ﻧﯿﻢ رخ ﻧﺒﺸﻰ L
یکی از مهم‌ترین ﻧﯿﻢ رخ‌های ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺑﻮده و ﺑﯿﺸﺘﺮﯾﻦ ﮐﺎرﺑﺮد آن ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺗﮏ ﯾﺎ دوﺑﻞ در ﺳﺎﺧﺖ ﻣﻘﺎﻃﻊ ﻣﺮﮐﺐ است. نبشی‌ها در دو نوع با بال مساوی و با بال نامساوی تولید می‌شوند.
نیم رخ Z
در ﮐﺎرﻫﺎی ﺳﺎﺧﺘﻤﺎﻧﻰ ﺑﺮای زﯾﺮﺳﺎزی سقف‌های شیب‌دار ﺑﻪ ﮐﺎر می‌رود و در سوله ﺳﺎزی ﻧﯿﺰ اﺳﺘﻔﺎده می‌شود.
ورق و ﺗﺴﻤﻪ
ورق‌های ﻓﻮﻻدی ﺗﺎ ﻋﺮض 3 ﻣﺘﺮ در ضخامت‌های ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺗﻮﻟﯿﺪ می‌شوند و در ﺳﺎﺧﺖ ﺗﯿﺮﻫﺎی ﻣﺮﮐﺐ و ﻣﺸﺒﮏ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻋﻀﻮ اﺻﻠﻰ ﯾﺎ ﺑﻪ ﺻﻮرت ورق اﺗﺼﺎل ﮐﺎرﺑﺮد وﺳﯿﻌﻰ دارﻧﺪ. ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﻋﺎﻣﻞ ﺧﻮردﮔﻰ و زﻧﮓ زدﮔﻰ ﺣﺪاﻗﻞ ﺿﺨﺎﻣﺖ ورق‌هایی ﮐﻪ در ﮐﺎرﻫﺎی ﺳﺎﺧﺘﻤﺎﻧﻰ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار می‌گیرد 5 ﺗﺎ 6 میلی‌متر در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ می‌شود.
ﺑﻪ ورق‌هایی ﮐﻪ ﻋﺮض آن‌ها ﮐﻤﺘﺮ از 160 میلی‌متر ﺑﺎﺷﺪ ﺗﺴﻤﻪ ﮔﻮﯾﻨﺪ. ﻣﻌﻤﻮﻻ ًورق ﻫﺎ و تسمه‌ها در ﻃﻮل 12 ﻣﺘﺮ و ورق‌های ﻋﺮﯾﺾ ﺗﺎ ﻃﻮل 15 ﻣﺘﺮ ﺗﻮﻟﯿﺪ می‌شود.
آشنایی با جزییات المان‌های باربر عمودی سازه ﻓﻠﺰی
جزئیات یا دیتیل ستون در سازه فلزی، انواع و ﻣﻘﺎﻃﻊ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺳﺘﻮن آن‌ها در زیر آمده است.
همان‌طور که ذکر شد، ﺳﺘﻮن در ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻗﺎﺋﻢ ﻧﺼﺐ می‌شود و وزن ﻃﺒﻘﻪ ﯾﺎ ﻃﺒﻘﺎت ﻓﻮﻗﺎﻧﻰ را ﺑﻪ زﻣﯿﻦ اﻧﺘﻘﺎل می‌دهد و ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻋﻀﻮ ﻓﺸﺎری ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ می‌شود. ﻋﻀﻮ ﻓﺸﺎری ﻋﻀﻮی اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺮ دو ﺳﺮ آن ﻧﯿﺮوی ﻓﺸﺎر ﺗﺄﺛﯿﺮ می‌گذارد و ﺗﻤﺎﯾﻞ دارد از کناره‌ها خم شود.
ستون‌های ﻓﻠﺰی ﺑﺮ اﺳﺎس ﻣﻮﻗﻌﯿﺖ ﺷﺎن در ﭘﻼن دﺳﺘﻪ ﺑﻨﺪی می‌شوند. ﻫﺮ ﺳﺘﻮن در ﭘﻼن و نقشه سازه با حرف C نشان داده می‌شود و تیپ‌های ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺳﺘﻮن از ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﺗﻔﮑﯿﮏ می‌گردند.
ﻣﻘﻄﻊ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮای ﺳﺘﻮن نیز ﺑﻪ ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﺨﺘﻠﻔﻰ ﻧﻈﯿﺮ ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت، روش‌های اﺟﺮا و ﺣﺘﻰ ﺷﺮاﯾﻂ ﺑﺎزار ﺑﺴﺘﮕﻰ دارد، ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﻧﻮع ستون‌ها را می‌توان از ﯾﮏ ﭘﺮوﻓﯿﻞ ﺗﮏ ﻣﺎﻧﻨﺪ IPB و ﯾﺎ ﺗﺮﮐﯿﺒﻰ از ﭼﻨﺪ ﭘﺮوﻓﯿﻞ اﻧﺘﺨﺎب ﻧﻤﻮد.
البته اﻣﺮوزه ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﺗﻌﺪاد ﻃﺒﻘﺎت و وزن ساختمان‌ها ﻣﻌﻤﻮﻻً از ﺗﺮﮐﯿﺐ دو یا چند ﭘﺮوﻓﯿﻞ ﺑﺮای ﺳﺎﺧﺖ ﺳﺘﻮن اﺳﺘﻔﺎده می‌شود. در ﺳﺎﺧﺖ ستون‌های ﻣﺮﮐﺐ از ﻧﯿﻢ رخ‌های ﻣﺨﺘﻠﻔﻰ اﺳﺘﻔﺎده می‌شود که به روش‌های مختلفی همچون جوشکاری به یکدیگر متصل می‌شوند. برخی از نمونه‌های اتصال دو عضو سازه به شکل زیر است.
- اﺗﺼﺎل دو ﭘﺮوﻓﯿﻞ ﺑﻪ ﻫﻢ یا دوﺑﻠﻪ ﮐﺮدن
- اﺗﺼﺎل دو ﭘﺮوﻓﯿﻞ ﻫﻤﺮاه ﺑﺎ ﻗﯿﺪﻫﺎی ﻣﻮازی و ﻣﻮرب
- اﺗﺼﺎل دو ﭘﺮوﻓﯿﻞ ﺑﺎ دو ورق ﺳﺮﺗﺎﺳﺮی
شایان ذکر است که به دلیل اینکه ساختمان‌های اﺳﮑﻠﺖ ﻓﻠﺰی ﻣﻌﻤﻮﻻً در ﭼﻨﺪﯾﻦ ﻃﺒﻘﻪ ﻃﺮاﺣﻰ و اﺣﺪاث می‌شوند وﻟﻰ ﻃﻮل ﻧﯿﻢ رخ‌های ﻧﻮرد ﺷﺪه اﯾﻰ ﮐﻪ در ﺳﺎﺧﺖ ﺳﺘﻮن ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار می‌گیرند ﻣﺤﺪود است، ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﺑﺮای ﺳﺎﺧﺖ ستون‌های ﺑﻠﻨﺪ ﻧﺎﭼﺎر ﺑﻪ اﺗﺼﺎل پروفیل‌های ﺳﺘﻮن ﺑﻪ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ به روش وصله ستون هستیم.
ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ در ﯾﮏ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﭼﻨﺪ ﻃﺒﻘﻪ، ﺳﺘﻮن ﻫﺮ ﻃﺒﻘﻪ ﻋﻼوه ﺑﺮ وزن ﻃﺒﻘﻪ ﺧﻮد ﺑﺎر ﺳﺘﻮن ﻃﺒﻘﺎت ﺑﺎﻻﺗﺮ را ﻧﯿﺰ ﺗﺤﻤﻞ می‌نماید. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ستون‌های ﻃﺒﻘﺎت ﻓﻮﻗﺎﻧﻰ ﺑﻪ ﻣﺮاﺗﺐ ﺑﺎر ﮐﻤﺘﺮی را ﺗﺤﻤﻞ می‌کنند و از ﻣﻘﺎﻃﻊ ﮐﻮﭼﮏ ﺗﺮی اﺳﺘﻔﺎده می‌شود ﭘﺲ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺷﺮاﯾﻂ ﺑﺎرﮔﺬاری در ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن اﻣﮑﺎن ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﻘﻄﻊ ﺳﺘﻮن در ﻃﺒﻘﺎت وﺟﻮد دارد.
جزییات المان‌های باربر افقی سازه‌های ﻓﻠﺰی
اﻋﻀﺎی ﺑﺎرﺑﺮ اﻓﻘﻰ، ﻗﻄﻌﺎت ﺳﺎزه اﯾﻰ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﮐﻪ ﺑﺎرﻫﺎی ﻋﻤﻮد ﺑﺮ ﻣﺤﻮر ﻃﻮﻟﻰ ﺧﻮد را ﺗﺤﻤﻞ می‌کنند و در اﺛﺮ اﯾﻦ ﺑﺎرﻫﺎ در ﻣﻘﺎﻃﻊ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻧﯿﺮوی ﺑﺮﺷﻰ و ﻟﻨﮕﺮ ﺧﻤﺸﻰ ﺑﻪ وﺟﻮد می‌آید. ﺑﺎرﻫﺎی وارد ﺑﺮ ﺗﯿﺮﻫﺎ ﻣﺠﻤﻮع ﺑﺎرﻫﺎی ﻣﺮده و زﻧﺪه (بار زنده به بارهای گفته می‌شود که در ساختمان ثابت نیستند مانند وزن افراد یا وسایل خانه) هستند.
تیرها ﺑﺮ ﺣﺴﺐ وﻇﯿﻔﻪ اﯾﻰ ﮐﻪ دارﻧﺪ و ﻧﻮع ﺑﺎری ﮐﻪ ﺑﺎ آن‌ها وارد می‌شود دارای انواعی به شرح زیر هستند.
تیر اصلی یا شاه تیرها: ﻋﻀﻮ ﺑﺎرﺑﺮ اﺻﻠﻰ در ﺳﻘﻒ هستند ﮐﻪ ﺑﺎرﻫﺎی ﻧﺎﺷﻰ از ﺗﯿﺮﭼﻪ را به ستون منتقل می‌کنند. ﺗﯿﺮﻫﺎی ﭘﯿﺮاﻣﻮﻧﻰ: ﺗﯿﺮﻫﺎﯾﻰ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﮐﻪ در ﭘﯿﺮاﻣﻮن ﺳﻘﻒ ﻗﺮار می‌گیرند و علاوه ﺑﺮ ﺑﺎر ﮐﻒ، وزن دﯾﻮارﻫﺎی ﻣﺤﯿﻄﻰ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن را ﺗﺤﻤﻞ می‌کنند.
ﺗﯿﺮﭼﻪ: ﺗﯿﺮ ﺳﺒﮑﻰ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺎر ﺳﻘﻒ را ﺑﻪ ﺗﯿﺮﻫﺎی اصلی اﻧﺘﻘﺎل می‌دهد.
نیم رخ‌های ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺟﻬﺖ ساخت ﺗﯿﺮها
ﺗﯿﺮﻫﺎ از ﻧﻈﺮ ﺑﺎرﺑﺮی ﺟﺰء اﻋﻀﺎی ﺧﻤﺸﻰ ﻣﺤﺴﻮب می‌شوند. ﺑﻪ ﻃﻮر ﮐﻠﻰ ﺷﮑﻞ و اﺑﻌﺎد ﻣﻘﻄﻊ ﻫﺮ ﺗﯿﺮ ﺑﻪ ﻣﻘﺪار ﺑﺎر و ﻃﻮل دﻫﺎﻧﻪ آن ﺑﺴﺘﮕﻰ دارد. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻣﻼﺣﻈﺎت اﻗﺘﺼﺎدی و شرایط اﺟﺮاﯾﻰ ﭘﺮوژه از ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی مهم اﻧﺘﺨﺎب ﻧﻮع ﺗﯿﺮ هستند.
تیرچه‌ها: تیرچه‌های ﻓﻠﺰی ﻣﻌﻤﻮﻻً از تیرچه‌های ﺑﺎ ﺟﺎن ﺑﺎز، ﺗﯿﺮﻫﺎی ﻣﻌﻤﻮﻟﻰ و ﺗﯿﺮﻫﺎی ﻻﻧﻪ زﻧﺒﻮری ﺑه صورت ﺗﮏ اﻧﺘﺨﺎب می‌گردند.
ﺗﯿﺮﻫﺎی اصلی (شاه تیرها): این ﺗﯿﺮﻫﺎ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺗﯿﺮﻫﺎی معمولی IPE و INP ﺗﮏ ﯾﺎ دوﺑﻞ و یا ﺗﯿﺮﻫﺎی ﻻﻧﻪ زﻧﺒﻮری ﺗﮏ ﯾﺎ دوﺑﻞ (امروزه تقریباً منسوخ شده اند) ساخته می‌شوند. ﺗﯿﺮﻫﺎی ﻣﺮﮐﺐ می‌توانند ﺗﺮﮐﯿﺒﻰ از ﺗﯿﺮآﻫﻦ ﻣﻌﻤﻮﻟﻰ ﺑﺎ ورق ﺑﺎشند ﯾﺎ اﯾﻨﮑﻪ ﻣﺎﻧﻨﺪ باکس‌ها ﻓﻘﻂ از ورق ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه ﺑﺎﺷﺪ.
اﺗﺼﺎل در سازه‌های اﺳﮑﻠﺖ ﻓﻠﺰی
منظور از اتصالات در سازه‌های فلزی معمولاً شامل اتصال تیر به ستون، تیر به تیر و ستون به ستون هستند که در زیر به توضیحات در مورد هر یک پرداخته شده است.
اﺗﺼﺎل تیر ﺑﻪ ﺳﺘﻮن
رﻓﺘﺎر ﺳﺎزه اﯾﻰ اﻋﻀﺎی ﺑﺎرﺑﺮ ساختمان‌های اﺳﮑﻠﺘﻰ ﺑﻪ ﻧﺤﻮه اﺗﺼﺎل آن‌ها ﺑﻪ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﺑﺴﺘﮕﻰ دارد به طوری که ﻧﻮع اﺗﺼﺎل در ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻫﻨﺪﺳﻰ ﻣﻘﻄﻊ ﺗﯿﺮ ﯾﺎ ﺳﺘﻮن ﻣﺆﺛﺮ اﺳﺖ. ساختمان‌های ﻓﻮﻻدی ﺑﺮ ﺣﺴﺐ ﻧﻮع اﺗﺼﺎﻻت ﭘﻞ ﺑﻪ ﺳﺘﻮن ﺑﻪ ﺳﻪ دﺳﺘﻪ ﮐﻠﻰ ﺗﻘﺴﯿﻢ می‌شوند.
- اﺗﺼﺎل ﺳﺎده (ﻣﻔﺼﻠﻰ)
- اﺗﺼﺎل ﻧﯿﻤﻪ صلب
- اﺗﺼﺎل ﺻﻠﺐ
اﺗﺼﺎل ﺳﺎده یا مفصلی
اﺗﺼﺎل ﺗﯿﺮ ﺑﻪ ﺳﺘﻮن در ﭼﻨﯿﻦ ﺣﺎﻟﺘﻰ ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ ﯾﮏ ﺟﻔﺖ ﻧﺒﺸﻰ ﺟﺎن ﺷﮑﻞ ﯾﺎ ﻧﺒﺸﻰ ﻧﺸﯿﻤﻦ (زﯾﺮ ﺳﺮی) ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه ﻧﺒﺸﻰ ﻓﻮﻗﺎﻧﻰ یا ﺑﺎﻻ ﺳﺮی ضعیف‌تر ﮐﻪ روی ﺑﺎل ﻓﻮﻗﺎﻧﻰ ﺗﯿﺮآﻫﻦ ﻧﺼﺐ می‌شود، کامل می‌شود.
در ﺣﺎﻟﺖ دﯾﮕﺮ ﻧﺒﺸﻰ ﻧﺸﯿﻤﻦ ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺷﺪه ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه ﻧﺒﺸﻰ ﻓﻮﻗﺎﻧﻰ اﺟﺮا می‌گردد که در این ﺣﺎﻟﺖ ﻧﺒﺸﻰ ﻧﺸﯿﻤﻦ ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ ورق‌هایی ﻣﻮﺳﻮم ﺑﻪ ﻟﭽﮑﻰ ﺗﻘﻮﯾﺖ می‌شود.
اﺗﺼﺎل ﺳﺎده ﻃﻮری ﻃﺮاﺣﻰ می‌شود ﮐﻪ در ﺗﮑﯿﻪ ﮔﺎه ﻟﻨﮕﺮ ﻣﻘﺎوﻣﻰ ﺑﻪ وﺟﻮد ﻧﯿﺎﯾﺪ و ﭘﺲ از ﺑﺎرﮔﺬاری، اﻧﺘﻬﺎی ﺗﯿﺮ در ﻣﺤﻞ اﺗﺼﺎل ﺑﻪ ﺳﺘﻮن اﺟﺎزه دوران زاویه‌ای داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ ﮐﻪ اﻟﺒﺘﻪ ﻣﻘﺪار اﯾﻦ دوران ﺑﺴﯿﺎر ﮐﻢ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. در ﭼﻨﯿﻦ اﺗﺼﺎﻟﻰ، ﻟﻨﮕﺮ ﺣﺪاﮐﺜﺮ در وﺳﻂ دﻫﺎﻧﻪ ﺑﻪ وﺟﻮد می‌آید. ﺑﻪ اﺗﺼﺎل ﺳﺎده اﺻﻄﻼﺣﺎً اﺗﺼﺎل ﺑﺮﺷﻰ ﻧﯿﺰ گفته می‌شود.
انواع اتصال ساده به صورت زیر است:
- اﺗﺼﺎل ﻣﻤﺘﺪ (ﺧﻮرﺟﯿﻨﻰ) ﺗﯿﺮ ﺑﻪ ﺳﺘﻮن
- اﺗﺼﺎل ﻏﯿﺮ ﻣﻤﺘﺪ ﺗﯿﺮ ﺑﻪ ﺳﺘﻮن
- اﺗﺼﺎل ﺳﺎده ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ ﻧﺒﺸﻰ ﺟﺎن
اﺗﺼﺎل ﻧﯿﻤﻪ صلب
ﻋﯿﺐ اﺗﺼﺎل ﺳﺎده اﯾﻦ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺗﯿﺮ در آن ﺑﺮای ﻟﻨﮕﺮ ﺣﺪاﮐﺜﺮی ﮐﻪ در ﻗﺴﻤﺖ ﮐﻮﭼﮑﻰ از ﻧﺎﺣﯿﻪ ﻣﯿﺎﻧﻰ آن ﺗﻮﻟﯿﺪ می‌شود ﻃﺮاحی می‌شود. ﺑﻪ ﻋﺒﺎرت دﯾﮕﺮ ﻓﻘﻂ در ﻃﻮل ﮐﻤﻰ از ﺗﯿﺮ از ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺎرﺑﺮی آن ﺑﻪ ﻃﻮر ﮐﺎﻣﻞ اﺳﺘﻔﺎده می‌شود.
اﻓﺰاﯾﺶ صلبیت اﺗﺼﺎل ﺑﺎﻋﺚ ﮐﻤﺘﺮ ﺷﺪن دوران اﻧﺘﻬﺎی ﺗﯿﺮ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺳﺘﻮن و ﮐﺎﻫﺶ ﻟﻨﮕﺮ ﻣﯿﺎﻧﻰ و اﻓﺰاﯾﺶ ﻟﻨﮕﺮ در دو اﻧﺘﻬﺎی ﺗﯿﺮ می‌شود. در واﻗﻊ ﺑﺎ صلب ﺷﺪن اﺗﺼﺎل، ﻟﻨﮕﺮ ﻣﯿﺎﻧﻰ ﺗﻌﺪﯾﻞ ﺷﺪه در ﻃﻮل ﺗﯿﺮ ﭘﺨﺶ می‌شود و اﻣﮑﺎن اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﯿﺮ آﻫﻦ ضعیف‌تر را ﻓﺮاﻫﻢ می‌کند.
اﺗﺼﺎل ﺻﻠﺐ (ﮔﯿﺮدار)
ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ صلبیت اﺗﺼﺎل، دوران زاویه‌ای ﭼﺮﺧﺸﻰ اﻧﺘﻬﺎی ﺗﯿﺮ و ﺳﺘﻮن ﮐﺎﻫﺶ یافته ﺑﻪ ﻃﻮری ﮐﻪ در اﺗﺼﺎل کاملاً ﺻُﻠﺐ زاوﯾﻪ ﺑﯿﻦ ﺗﯿﺮ و ﺳﺘﻮن ﻫﻤﻮاره ﺛﺎﺑﺖ اﺳﺖ. ﻻزم ﺑﻪ ذﮐﺮ اﺳﺖ اﺗﺼﺎل کاملاً ﺻﻠﺐ ﮐﻤﺘﺮ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار می‌گیرد.
زﯾﺮا اﯾﺠﺎد ﭼﻨﯿﻦ اﺗﺼﺎﻟﻰ در ﺷﺮاﯾﻂ ﮐﺎرﮔﺎﻫﻰ ﺳﺨﺖ و ﮔﺎﻫﻰ ﻧﺎﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ. روش‌های ﻣﺘﻔﺎوﺗﻰ ﺑﺮای ﮔﯿﺮدار ﮐﺮدن اﺗﺼﺎل ﺗﯿﺮ ﺑﻪ ﺳﺘﻮن وﺟﻮد دارد ﮐﻪ ﺑﺮ اﺳﺎس ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت ﻓﻨﻰ و ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ درﺻﺪ ﮔﯿﺮداری اﺗﺼﺎل ﻃﺮح می‌شوند.
اﺗﺼﺎل ﺗﯿﺮ ﺑﻪ ﺗﯿﺮ
اﺗﺼﺎل دو ﺗﯿﺮ ﺑﻪ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﺑﻪ دو ﺷﮑﻞ ﮐﻠﻰ اﺟﺮا می‌گردد. اول اﺗﺼﺎﻟﻰ ﮐﻪ ﺟﻬﺖ اﻧﺘﻘﺎل ﺑﺎر از ﯾﮏ ﺗﯿﺮ ﺑﻪ ﺗﯿﺮ دﯾﮕﺮ اﻧﺠﺎم می‌گردد ﮐﻪ در اﯾﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﻣﻌﻤﻮﻻً اﻣﺘﺪادﻫﺎی دو ﺗﯿﺮ ﺑﺮ ﻫﻢ ﻋﻤﻮدﻧﺪ. دوم اﺗﺼﺎل دو ﺗﯿﺮ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر اﻓﺰاﯾﺶ ﻃﻮل آن.
ﺑﺮای اﺗﺼﺎل دو ﺗﯿﺮ اﺻﻠﻰ ﺑﻪ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﺑﻬﺘﺮ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺗﯿﺮ ﺑﺎ دﻫﺎﻧﻪ بزرگ‌تر در داﺧﻞ ﺷﺎه ﺗﯿﺮ ﺑﺎ دﻫﺎﻧﻪ کوچک‌تر ﻗﺮار ﮔﯿﺮد در اﯾﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﮐﻮﺗﺎه ﺑﻮدن دﻫﺎﻧﻪ، ﻟﻨﮕﺮ ﺧﻤﺸﻰ ﮐﻤﺘﺮی اﯾﺠﺎد ﺷﺪه، در ﻧﺘﯿﺠﻪ می‌توان از ﺗﯿﺮآﻫﻦ ﺿﻌﯿﻒ ﺗﺮی اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮد. اﺗﺼﺎل ﺷﺎه ﺗﯿﺮﻫﺎ ﺑﺎ ارﺗﻔﺎع ﯾﮑﺴﺎن ﺑﻪ روش زﺑﺎﻧﻪ ﮐﺮدن آن‌ها اﻧﺠﺎم می‌گردد.
اتصالات مهار ﺑﻨﺪهای ﺟﺎﻧﺒﻰ
امروزه در جهت طولی سازه‌های ساختمانی اصولاً از قاب‌های مهاربندی شده استفاده می‌شود. یک سیستم مهاربندی کامل باید ترتیب ایجاد یک سیستم ساختاری فضایی کامل را بدهد. ثبات جانبی قاب در جهت عرضی با صلبیت قاب برای مقاومت در برابر بار جانبی تضمین می‌شود.
با توجه به صلبیت نا کافی در جهت طول ساختمان در برابر بارهای جانبی، لازم است مهاربندی را در جهت طولی قرار دهیم تا از پایداری طولی آن اطمینان حاصل شود. نیروهای مهاربندی عمدتاً بار طولی باد و زلزله را تحمل می‌کنند. هنگام محاسبه استحکام داخلی مهاربند، اتصالات مفصلی آن معمولاً به صورت لولایی در نظر گرفته می‌شوند تا اثر بار خارج از محور خنثی شود.
به طور کلی دو نوع مهاربند وجود دارد: سقفی و دیواری. از مهاربند سقفی بیشتر در سوله‌ها استفاده می‌شود و اجرای هر دو نوع با توجه به عملکرد ساختمان و الزامات ظاهری یا چیدمان فضاهایی مانند بازشوها انجام می‌گیرد.
اتصالات مهاربندی در گوشه قاب فولادی و با استفاده از یک صفحه فولادی انجام می‌شود. در حین ساخت و نصب این اعضا پروفیل‌های مورد نظر، اعضای مورب را بر روی یک سطح صاف معمولاً به وسیله ورق فلزی مربع مستطیل که در ناحیه وسط جوش می‌شود.
این عضوها به وسیله بالابر یا جرثقیل یا طناب، در محل اتصال قرار می‌گیرند و در محل خود، در روی ورق فلزی که به ستون و تیر وصل است، جوش می‌گردد.
روش دیگر اتصال فلنجی بادبند به قاب است. نقش مهاربند فلنج عمدتاً جلوگیری از ناپایداری فلنج پایین تیر و فلنج داخلی ستون است. همان‌طور که در شکل مشخص است، مهاربندها از یک طرف به فلنج پایینی تیر و از طرف دیگر به پرلین متصل می‌شوند.
قاب‌های فلزی ساخت سوله
قاب‌های فلزی به کار برده شده در زمینه ساخت سوله‌ها معمولاً از ستون و رفتر ساخته می‌شوند که دارای مزایای ساختار ساده، وزن پایین، دهانه‌های بلند و مونتاژ خارج از کارگاه هستند. این نوع سازه چارچوبی است که به طور گسترده برای ساخت سازه‌های صنعتی، تجاری و کشاورزی استفاده می‌شود. این نوع قاب‌ها اغلب دارای چندین دهانه هستند که با توجه به کاربری آن‌ها ساخته می‌شوند. اتصالات زیر در سوله‌ها کاربرد بیشتری دارند:
- اتصالات فلنجی
- اتصالات با ورق کششی بال
- اتصالات ساعتی
- اتصالات تیر به ستون در ناحیه داخلی رفتر
سخن آخر
مقاله فوق به بررسی اجمالی جزئیات سازه فلزی پرداخته است گرچه این بحث بسیار گسترده است؛ اما سعی شد خلاصه‌ای مفید از آنچه در دنیای سازه‌های فلزی اتفاق می‌افتد خدمت شما ارائه گردد.