مراحل اجرای اسکلت فلزی، مهم‌ترین نکاتی که باید بدانید

اسکلت فلزی در سرتاسر جهان محبوب‌ترین نوع سازه برای ساخت سازه‌های بزرگ و کوچک، مسکونی و صنعتی است. مراحل اجرای اسکلت فلزی شامل اجرای پی و فونداسیون، اجرای ستون و تیر و اجرای سقف می‌شود که در ادامه این مطلب از پاوان به طور مفصل به آن‌ها و نکات اجرایی هر یک پرداخته شده است.

اجرای فونداسیون در سازه فلزی

مراحل اجرای سازه فلزی هم به مانند هر نوع سازه دیگری با پی و فونداسیون آغاز می شود. به طور کلی، انواع فونداسیون مورد نیاز برای ساختار باید براساس ظرفیت تحمل خاک بنا انتخاب و طراحی شود.

در بررسی خاک از اکتشاف سطحی و زیرسطحی برای ارزیابی وضعیت خاک که ساختار قاب فولادی در آن استوار است استفاده می‌شود.

برای نمونه هنگامی که بارهای متوسط یا کم به پایه منتقل می‌شود، توصیه می‌تواند استفاده از پی منفرد و یا نواری باشد. این نوع پی‌ها بارهایی را به خاک انتقال می‌دهند که توانایی پشتیبانی از بارهای منتقل شده را دارند.

اگر استحکام خاک ضعیف باشد و بار تحمیلی زیاد! بهتر است از فونداسیون گسترده یا شمع استفاده شود. فونداسیون‌ها با استفاده از نقشه‌های سازه میلگرد گذاری شده و بتن ریزی می‌شوند.

بیشتر بخوانید: اجرای اسکلت فلزی ساختمان دو طبقه چه مراحل و نکاتی دارد؟

ساخت ستون فولادی

از مهم‌ترین مراحل ساخت ساختمان اسکلت یا سازه فلزی، طراحی و اجرای ستون است. اصل مهم در نصب ستون، اتصال بین فونداسیون و ستون و شکاف بین این دو است. با توجه به پایه و اتصالات ستون، صفحات فولادی (بیس پلیت) تا انتهای ستون‌ها جوش داده می‌شوند.

همچنین ممکن است با استفاده از بولت به داخل پی متصل شوند. باید دانست که مطلوب‌ترین شکل بیس پلیت، شکل مستطیلی و مربعی است، زیرا به انتقال نیروها از ستون به بیس پلیت و از بیس پلیت به فونداسیون بهتر عمل می‌کنند. فاصله بین بیس پلیت و فونداسیون نیز توسط گروت پُر می‌شود.

در اولین مرحله اجرای ساختمان‌های فلزی ستون‌ها ساخته و نصب می‌گردند. ستون عضو انتقال دهنده نیروهای عمودی (بارهای زنده و مرده) و نیروی افقی باد به ساختمان می‌باشد. ستون‌های فلزی به واسطه موقعیت مکانی بر روی پلان آکس بندی و نوع تکیه‌گاه‌های آن‌ها بار وارده به خود را به فونداسیون منتقل می‌کنند.

بیشتر بخوانید: تیرآهن چیست؟ کاربرد انواع تیرآهن در ساختمان سازی

ستون‌ها در ساختمان‌های اسکلت فلزی به سه گروه تقسیم می‌شوند:

• ستون‌های وسط که اگر آن‌ها را مرکز یک مربع در نظر بگیریم، بار کلمربع به آن‌ها وارد می‌شود.
• ستون‌های کناری که نصف بار مربع به آن‌ها وارد می‌شود.
• ستون‌های گوشه که ربع بار مربع به آن‌ها وارد می‌شود.

با توجه به این تقسیم‌بندی، ستون طراحی می‌شود.

ستون‌ها معمولاً از دو یا چند تیرآهن با یا بدون ورق تقویتی طراحی و اجرا می‌گردند. برای سهولت در اجرا معمولاً طراحان سازه، تعداد و نمره تیرآهن ستون‌هایی که با تیر طراحی شده‌اند را از یک نمره تیرآهن در نظر می‌گیرند و جهت بالا بردن مقاومت تا رسیدن به سطح مقطع مورد نظر از ورق‌های تقویتی در دو طرف بال‌ها و گاهی دو طرف جان با ارتفاع‌ها و ضخامت‌های متفاوت استفاده می‌کنند. استفاده از یک نمره تیرآهن به جهت سهولت در ساخت اولیه تیرها و به حداقل رسیدن پرت تیرآهن بسیار حائز اهمیت است.

سازه‌های فولادی با در نظر گرفتن سقف‌های مختلف مانند: تیرچه‌بلوک، کامپوزیت، عرشه فولادیو … و دیوارهای متفاوت نظیر دیوار با آجر سفال، بلوک دیواری فوم‌دار، در قالب تری‌دی‌پنل و…، دارای ستون‌هایی با مقاطع مختلفی می‌باشند. کاربری ساختمان نیز به واسطه تعیین بارهای زنده در طراحی ستون‌ها تأثیرگذار خواهد بود.

نکات نصب ستون‌ها در اسکلت فلزی

در هنگام نصب ستون در مراحل اجرای اسکلت فلزی باید نکات مهم زیر را مدنظر قرار داد.

• چنان‌چه از نظر محدودیت مکانی مانعی وجود نداشته باشد، روی فونداسیوناجرا شده شاسی‌کشی می‌شود و ستون‌های ساختمان بر روی شاسی ساخته می‌شوند.
• ستون‌ها از نظر سطح مقطع با یکدیگر متفاوت هستند.
• بر روی شاسی تنها ستون‌هایی را می‌توان ساخت که از تیرآهن و ورق تقویتی ساخته شوند.
• چنان‌چه ستون‌ها از نوع تیرورق باشند، حتماً در کارخانه‌های ساخت مصنوعات فلزی ساخته می‌شوند.
• جوش‌کاری ستون‌ها باید به دقت انجام گیرد و توسط مهندس ناظر و مهندس مجری کنترل گردد و نیز بر روی آن‌ها پاشنه‌ها و نشیمن‌گاه‌ها مطابق نقشه‌های اجرایی نصب گردند.
• ستون‌هایی که کنسول هستند با در نظر گرفتن جهت کنسول ساخته می‌شوند تا هنگام نصب خللی به‌وجود نیاید.
• هنگامی که ستون‌ها ساخته و آماده نصب شدند، ابتدا بیس‌پلیت‌های مربوطه به ستون‌ها (به روی فونداسیون) آماده می‌شوند، بدین ترتیب که استادکار جوشکار ابتدا از هر تیپ ستون یک نمونه با ارتفاع 15 سانتی‌متر می‌سازد.
• از این ستونک‌ها به عنوان الگوی نصب اتصالات با ستون‌ها در دو ضلع مجاور هم بر روی صفحات بیس‌پلیت با توجه به خطوط آکس‌بندی خط‌کشی شده روی آن‌ها استفاده می‌شود.
• پس از نصب اتصالات در دو ضلع مجاور هر ستون بر روی بیس‌پلیت و جوش کامل آن‌ها با کمک یک جرثقیل ستون‌ها به ترتیب شماره در مکان خود شاقول و نصب می‌گردند.
• هنگام نصب، ستون پس از شاقول شدن در چهار نقطه به بیس‌پلیت جوش می‌شود که اصطلاحاً به آن چهارخال می‌گویند و پس از چهارخال شدن ستون روی بیس‌پلیت اتصالات دو ضلع نصب شده، به ستون جوش کاملمی‌شوند.
• سپس جراثقال زنجیر ستون‌ها را رها کرده و ستون نصب شده آزاد می‌شود. بلافاصله اتصالات دو ضلع باقی‌مانده بر روی بیس‌پلیت نصب و جوش کامل می‌گردند.
• پس از نصب کامل ستون‌ها، تیرها با توجه به فاصله ایجاد شده بین ستون‌های مجاور هم اندازه گیری، ساخته و توسط جراثقال در جای خود نصب می‌شوند.

نصب تیرهای فلزی

مقاطع مختلف تیر پیش ساخته اعم از قوطی، ناودانی، نبشی و یا لانه‌زنبوی به صورت تک یا دوبل در طی مراحل ساخت ساختمان اسکلت فلزی استفاده می‌شوند.

تیرها معمولاً بارها را از کف و سقف به ستون‌ها منتقل می‌کنند. اعضای تیر فولادی می‍توانند تا 18 متر طول داشته باشند، اما معمولی‌ترین اندازه دهانه تیرها از 3 متر تا 9 متر می‌باشند.

اتصال بین تیر و ستون اغلب به دو روش جوش و پیچ انجام می‌گیرد. اما از نظر سازه‌ای اتصال تیر به ستون انواع مختلف وجود دارد که بر اساس نوع و میزان بار تعیین می‌شود، به عنوان مثال، اتصال مفصلی برای عدم حضور نیروی خمشی و اتصال گیردار به دلیل حضور نیروی خمشی کاربرد دارد. همچنین تیرها به دو نوعِ تیرهای اصلی و فرعی تقسیم می‌شوند، که بار تیرهای فرعی به تیرهای اصلی وارد می‌شود.

بیشتر بخوانید: معرفی جامع انواع فونداسیون بتنی و فلزی همراه با شکل

ساخت بادبند

یکی دیگر از مراحل ساخت ساختمان اسکلت فلزی، اختصاص دادن بادبندها است. از بادبند یا مهاربندی عرضی برای مقاومت در برابر نیروهای جانبی اعم از زلزله و باد استفاده می‌شود. بادبندها، نیروهای جانبی را به ستون منتقل می‌کنند.

مقطع فولادی مورد استفاده در بادبندها نیز معمولاً ناودانی یا نبشی به صورت تک یا دوبل می‌باشند. همچنین از طریق جوش و با استفاده از پلیت (صفحه فلزی) از یک سمت به بادبند و از سمت دیگر به ستون یا تیر متصل می‌شوند. شکل مهاربندی بست به نوع و میزان نیروهای وارده انتخاب می‌شوند که معمولاً به انواع ضربدری، همگرا، واگرا، K  شکل، هشتی شکل (8) و هفتی شکل (7) هستند.

بیشتر بخوانید: دیتیل و جزئیات سازه فلزی از اتصالات تیر به تیر تا تیر به ستون

نکات اجرایی نصب تیرها و بادبندها در اسکلت فلزی

نکات زیر در نصب تیرها در مراحل اجرای اسکلت فلزی مهم است.

• هنگام نصب هر تیر در جای خود بلافاصله آن تیر در پایین بر روی پاشنه خود جوش شود.
• لازم به ذکر است که جوش کامل محل تماس تیر با پاشنه ستون‌ها ضروری می‌باشد و از خال جوش زدن پرهیز گردد، زیرا امکان سقوط تیرهای بالایی وجود دارد، و چنان‌چه تیر یا تیرهای یک دهمه تا بالا با خال جوش به پاشنه متصل شده باشند از پاشنه جدا شده و سقوط می‌کنند.
• بهترین زمان برای ضد زنگ اعضای ساخته شده اسکلت فلزی پس از ساخت و قبل از نصب می‌باشد و تنها در قسمت‌هایی که قرار است جوشکاری صورت بپذیرد، فلز باید بدون ضد زنگ باقی بماند که تکمیل ضدزنگ پس از جوش کامل بر روی کار انجام می‌گیرد.
• هنگام نصب ستون‌ها دقت کافی بعمل آورده شود که بدون پیچیدگی و به‌صورت شاقول نصب شوند تا در هنگام نصب پل‌ها و تیرها مشکلی ایجاد نشود.
• چنان‌چه ستونی ناشاقول نصب شود، علاوه بر کوتاه و بلند شدن پل‌ها و تیرها در یک دهانه تا بالا، در طبقات بالایی پس از دیوارچینی ستون‌ها به‌صورت لغاز از دیوار بیرون می‌زنند.
• هنگام اجرای بادبندها رعایت تقاطع تار خنثی بادبندها، پل‌ها و ستون در یک نقطه الزامی می‌باشد.
• هنگام اجرای بادبندها یک عضو بادبند شامل دو پروفیل قطع داده شده نباشد و در صورت قطع شدن یکی از اعضای بادبندها در پلیت وسط بادبند، از کاور پلیت روی پروفیل‌های قطع داده شده استفاده شود یا در هر عضو یک پروفیل سرتاسری و یک پروفیل قطع داده شده استفاده گردد.
• شمشیری پله‌ها بر روی زمین خم و ساخته شده و سپس در محل خود نصب گردد. رعایت جوش اضلاع نبشی‌های جان بالای پل‌ها از نظر مفصلی و گیردار بودن الزامی است.
• بازرسی چشمی یا تست جوش برای کلیه جوش‌های صورت گرفته الزامی می‌باشد.

مشخصات یک جوش خوب در اجرای سازه فلزی

• مشخصه‌های یک جوش خوب که توسط یک جوشکار توانا اجرا شده باشد:
• پس از یک پاس جوش، گل آن به‌صورت هلالی از جوش جدا شود.
• انتهای جوش چاله یا گودی نداشته باشد و در صورت ایجاد گودی، یک سانتی‌متر جوش بیشتر ادامه یابد و یا قبل از برداشتن انبر از روی جوش یک سانتی‌متر جوش به طرف عقب برگردد. برای جوش‌های نفوذی که در قالب دو پاس انجام می‌گیرد، پس از پاس اول حتماً گل جوش بطور کامل برداشته شود.
• جوش فاقد هرگونه منفذ باشد.
• برای جوش قطعات با ضخامت‌های متفاوت عمل پیش گرمایش در قطعه ضخیم‌تر صورت بپذیرد.

اجرای سقف سازه‌های فولادی

سیستم‌های سقفی متفاوتی را می‌توان در اجرای اسکلت فلزی استفاده کرد. نه تنها سیستم‌های سقف از بارهای عمودی پشتیبانی می‌کنند بلکه عملکردی به مانند دیافراگم‌ها دارند و در اثر استفاده از بادبندها، در برابر بارهای جانبی (زلزله و باد) مقاومت می‌کنند.

سقف تیرچه بلوک و عرشه فولادی از مهم‌ترین سقف‌ها در سازه‌های فولادی هستند. هر دو این سقف‌ها از نظر سازه ای عملکردی مشابه دارند و اغلب به صورت یکطرفه بار را به تیرها انتقال می‌دهند.

امروزه طیف گسترده‌ای از مصالح مربوط به عرشه فولادی در بازار وجود دارد که اساساً هم در بام و هم در سقف طبقات به کار می‌روند. عرشه فولادی نوعی ورق موج دار است که به‌عنوان سطح کف یا سقف به کار می‌رود. عرشه فولادی از یک روکش گالوانیزه با کیفیت تشکیل شده است و به گونه‌ای طراحی شده است که بر روی تیرچه‌ها نصب شود.

ضخامت، دهانه شکل و عمق عرشه را بر اساس کاربرد آن می‌توان تغییر داد. عرشه را می‌توان به ساختار زیرین محکم کرد تا بتواند به‌عنوان یک دیافراگم عمل کرده و برش گیری مناسبی را از خود نشان می‌دهد. شایان ذکر است که این سیستم در واقع، بهبود یافته سقف کامپوزیت معمولی است که به‌عنوان یکی از اقتصادی‌ترین انواع سقف در نظر گرفته می‌شود.

سقف عرشه فولادی متشکل از ورق‌های گالوانیزه بوده و از میلگردهای حرارتی و سازه‌ای بهره می‌رود. علاوه بر این قالب‌بندی در آن نیاز نیست زیرا این سیستم از فلاشینگ بهره می‌برد. اجرای این نوع سقف با دیگر سقف‌ها تفاوت دارد به این دلیل که سقف عرشه فولادی با استفاده از آرماتوربندی و بتن‌ریزی بر روی ورق‌های فولادی اجرا می شود.

بعد از آن که ورق‌های سقف عرشه فولادی به طبقات بالا حمل می‌شود، مراحل اجرای سقف آغاز می‌شود. باید توجه نمود که در اجرای سقف عرشه فولادی ابتدا باید ورق‌های فولادی را بر روی نشیمن تیرهای سازه ثابت نمود که این امر با استفاده از دستگاه‌های میخکوب پس از چیدن ورق‌ها و پوشش دهانه‌ها انجام می‌گیرد.

بعد از مرحله نخست و هم‌زمان با چیدن ورق‌های فولادی گل‌میخ‌ها نصب شده و طی مرحله بعدی آرماتوربندی حرارتی و بتن‌ریزی صورت خواهد گرفت.

پس مراحل اجرای این سقف‌ها به ترتیب شامل چیدن ورق‌های فولادی و پوشش دهانه‌ها، نصب گل‌میخ‌ها، آرماتوربندی و بتن‌ریزی است. معمولاً در اجرای سقف عرشه فولادی نیازی به جک گذاری زیر سقف‌ها نیست به خصوص زمانی که عرض دهانه 3 متر باشد. اما در صورتی که دهانه بیش از 3 متر شود برای جلوگیری از شکم دهی سقف، نیاز به شمع‌های موقت خواهد بود که اصولاً بسته به نیاز و شرایط اجرای سقف فاصله آنها تعیین می شود.

سخن آخر

اجرای اسکلت فلزی شامل چند مرحله از جمله ساخت و نصب تیر و ستون، پی ریزی و ساخت سقف می شود که در این مقاله به آن ها پرداخته شد. شرکت پاوان با تکیه بر تخصص و تجربه چند ساله خود در زمینه طراحی، ساخت و اجرای انواع سازه فلزی آماده ارائه خدمات است.