اسکلت فلزی ساختمان

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

اسکلت فلزی اسکلتهایی که در محوطه پروژه‌های ساختمانی تولید می‌شوند بخاطر محدودیت در تأمین برق مکفی و بکار گیری دستگاه‌های جوش مدرن با نرخ نفوذ بالا و استاندارد، عدم وجود ابزار صنعتی سنگین، تیم‌های مجرب، رنگ آمیزی و زنگ زدایی صحیح و … نه تنها فاقد کیفیت هستند بلکه کاملاً دست و پاگیر و دارای پروسه‌ای زمان بر هستند که بلاشک منجر به ایجاد ترافیک در معبر و تزاحم همسایگان می‌شود. روش سنتی ساخت اسکلت در محل از لحاظ اتصال و برپایی نیز علاوه بر موارد ذکر شده هزینه بالایی از بابت جرثقیل دارد. با توجه بهزلزله خیز بودن کشور ما و حوادث ناگواری که در سالهای گذشته خصوصاً دربم صورت گرفت رویکرد و نگرشی جدید به تولید صنعتی و استاندارد اسکلتهای ساختمانی پدید آمده است، زیرا این نوع ساختمانها با طراحی خاص و اجرا بصورت صنعتی و مدرن، مقاومت شایانی در مقایسه با اسکلتهای سنتی دارند. نکته دیگر اقتصادی و پایین‌تر بودن هزینه تولید و نصب نسبت به روش سنتی معمول در کل است که در مواقع کمبود عرضه و افزایش قیمت تیرآهن درصدی قابل توجه می‌گردد. با توجه به گستره طراحی در تیر ورقها و سازه‌های پیش ساخته، محاسبات، فضا سازی و بارگذاری نیز با آزادی عمل بالایی صورت می‌پذیرد.[۱]

محتویات

پروفیل‌های آهنی مورد استفاده در اسکلت فلزی[ویرایش]

تیر آهن و ناودانی از اصلی‌ترین اعضای تشکیل دهندهٔ ساختمان فلزی می‌باشد. در ایران این دو را با ارتفاع سطح مقطع می‌خوانند، مثلاً ارتفاع سطح مقطع تیر۱۶(فاصله بال تا بال)16cm است. تیر آهن‌ها و ناودانی‌ها به نمرات ۸و۱۰و…۳۰رایج در بازار است. طول آن‌ها معمولاً ۱۲ متر است؛ و تیر آهن H برای ستون سازی به کار می‌رود. تیر آهن‌ها به نام‌های مختلف I,IPE,IPB,H و غیره نام گذاری می‌شود. در اسکلت فلزی نبشی مورد مصرف زیادی دارد از جمله برای اتصال پل به ستون (نبشی زیر سری و بالا سری)-اتصال ستون به صفحه زیر ستون-اتصال تیرچه به پل-برای بادبند و غیره… نبشی با طول بال‌هایش خوانده می‌شود مثلاً نبشی۱۰×۱۰ دارای دو بال مساوی به طول 10 cmاست. در سیستم متریک نبشی‌ها با نمرات۲و۵/۲و۵/۳و…۵/۷و۸و…۲۰و25cm در بازار عرضه می‌شوند. نبشی با دو بال غیر مساوی وجود دارد که در ایران کمتر مصرف می‌شود. نبشی مانند کلیه آن‌های ساختمانی (به جز ناودانی و تیر آهن و میلگرد) به طول ۶ متر ساخته می‌شود.[۱]

نبشی تقویت شده به وسیله لچکی[ویرایش]

در ساختمان فلزی نبشی جزو قطعات اتصال است. بوسیله نبشی ستون به صفحه و پل به ستون متصل می‌شود. در محل اتصال پل به ستون چنانچه بار پل زیاد باشد و نبشی قادر به تحمل آن نباشد، می‌توان قطعات کوچکی از ورق آهن را به شکل مثلث برید و آن را بین دو بال نبشی جوش داد تا مانع خم شدن لبه‌های نبشی شود که به آن لچکی گویند. دو بال لچکی مساوی با اندازهٔ داخلی بال نبشی می‌باشد و ضخامت آن در حدود ۱۰الی 12 mm می‌باشد. از لچکی باری نبشی‌های بالا سری استفاده می‌شود و آن در مواقعی است که بخواهیم تکیه گاهی با صلبیت بیشتر ایجاد کنیم.[۱]

شبکه میلگرد پی نقطه‌ای[ویرایش]

اگر به نقشهٔ عمومی یک ساختمان فلزی با پی نقطه‌ای دقت کنیم معمولاً ابعاد پی‌های وسط بزرگتر از پی‌های اطراف می‌باشد زیرا این پی‌ها بار بیشتری را تحمل می‌کنند. ابعاد پی‌های نقطه‌ای با توجه به بارهای وارده و قدرت تحمل به زمین به دست می‌آید ولی حداقل ابعاد ان در پی‌های مربع نباید از 100cm کمتر باشد. ابعاد شناژ نیز به وسیلهٔ محاسبه به دست می‌آید ولی معمولاً برای یک ساختمان ۴یا۵ طبقه ابعاد ان۳۵×۳۵یا۴۰×۳۵ می‌باشد. پهنای شناژ اطراف ساختمان به خصوص در زیر زمین باید قدری بیشتر باشد (حدود55cm)حتی اگر طبق محاسبه پهنای کمتری به دست آید باید به ۵۵ برسانیم، زیرا دیوار حایل –ماسه سیمان روی آن، قیر و گونی روی آن و دیوار جلوی آن که شناژ زیر زمین ساخته می‌شود در همین حدود می‌باشد. کلیه پی‌های نقطه‌ای باید حداقل از سه طرف به پی‌های اطراف توسط شناژ متصل شود و فقط در کنج پی‌ها از دو طرف به پی‌های اطراف متصل هستند.[۱]

پی سازی نقطه‌ای با قالب آجری[ویرایش]

قالب بندی پی‌های نقطه‌ای معمولاً باید با تخته ساخته شود ولی به علت گرانی چوب و هزینهٔ قالب بندی در اغلب ساختمان‌های کوچک این کار به وسیلهٔ تیغه‌های 10cm آجری اجرا می‌شود. اگر بعد از آجر چینی و قبل از بتن ریزی یک ورقه نایلون بین تیغهٔ آجری و بتن فونداسیون گذاشته شود تا مانع مکیدن اب بتن توسط آجر گردد قالب بندی آجری اشکالی نداشته و موجب تسریع کار می‌گردد. بعد از قالب بندی معمولاً شبکه فلزی ته فونداسیون گذاشته می‌شود. آنگاه قفسه شناژ در محل خود قرار می‌گیرد و بعد صفحه‌ها ی زیر ستون نصب می‌گردد و بولتهای صفحه زیر ستون باید به آهن‌های شناژ متصل گردد (به وسیلهٔ بستن با سیم آرماتوربندی یا جوش) تا در موقع بتن ریزی از جای خود تکان نخورد.[۱]

آهن گذاری پی نقطه‌ای و شناژ[ویرایش]

در ساختمان‌های فلزی و بتنی که اغلب از پی‌های نقطه‌ای استفاده می‌شود، برای آنکه نیروهای وارده مانند باد، زلزله و نشستهای طبیعی ساختمان به طور یکنواخت بین تمام پی‌ها تقسیم شود آن‌ها را توسط تیرها ی بتنی به یکدیگر وصل می‌کنند که به این تیرها شناژ گویند. هر پی نقطه‌ای حداقل باید از سه طرف به وسیلهٔ شناژ به پی‌های مجاور متصل شود. تعداد و قطر میلگردهای شناژ با محاسبه به دست می‌آید؛ ولی هر شناژ باید حداقل به ۴ عدد میلگرد سراسری به قطر حداقل 14 cmمجهز باشد. این میلگردها باید به وسیلهٔ میلگردهای عرضی (خاموت) به یکدیگر متصل شوند. حداقل قطر خاموت ۵ یا 6 mm است؛ و حداقل تعداد آن باید در هر متر۴ عدد باشد. ابعاد شناژ به وسیلهٔ محاسبه به دست می‌آید ولی حداقل عرض آن در اطراف گود برداری در حدود 55cm است زیرا در این محل به 10cm دیوار حائل و5cm برای ماسه سیمان و قیر گونی و حداقل 35cm برای دیوار حائل احتیاج داریم. اغلب مهندسین محاسبه ترجیح می‌دهند که قفسه شناژ سراسر پی را طی نماید در این صورت شناژهای یک جهت به‌ناچار شناژهای جهت دیگر را قطع می‌کنند که در این حال باید شناژهای قطع شده به وسیلهٔ میلگرد اضافی به یکدیگر متصل گردند.[۱]

اتصال صفحه زیر ستون به بولت[ویرایش]

با توجه به اینکه بار هر ستون در یک ساختمان ۴ یا ۵ طبقه معمولی ممکن است در حدود۱۰۰الی۱۲۰تن باشد اگر ستون را مستقیماً روی بتن قرار دهیم مانند میخی ان را سوراخ کرده و در آن فرو می‌برد. برای جلوگیری از این عمل زیر هر ستون صفحه فلزی قرار می‌دهند. ابعاد و قطر این صفحات به وسیلهٔ مانند نبشی‌ها و صفحه‌های لچکی و… در آن جای بگیرد (برای ستون‌های معمولی۵۰×50cm کافی است) برای آن که ممانهای پای ستون تحمل گردد این صفحه به وسیلهٔ ۴ میلگرد که به آن بولت می‌گوییم به فونداسیون وصل می‌گردد. برای ساختمان کوتاه ۲تا۳طبقه اتصال صفحه زیر ستون به بولت با جوش اشکالی ندارد ولی برای ساختمان‌های بلندتر حتماً باید یه وسیلهٔ پیچ و مهره باشد. بهتر است در وسط صفحهٔ زیر ستون در محل برخورد قطرها سوراخ ریزی حداکثر به قطر 10mm در آن ایجاد کرده تا در هنگام نصب صفحه و بتن ریزی آنقدر بتن را بکوبیم تا شیرهٔ ان از این سوراخ بالا بیاید زیرا در این صورت صفحه بهتر به بتن می‌چسبد.[۱]

ستون سازی[ویرایش]

ستون‌ها اجزایی از ساختمان فلزی هستند که قسمت اعظم نیروهای وارد به آن‌ها فشاری می‌باشد و اغلب به صورت عمود بر سطح زمین قرار دارد. تیرچه‌های سقف بار خود را به پل‌ها و پل‌ها به ستون‌ها و بالاخره ستونها به زمین منتقل می‌کنند. ستون‌ها را می‌توان با توجه به شدت بار وارده و محدودیت‌های معماری و اقتصادی به صورت ساده از آهن H و یا قوطی مربع و مربع مستطیل انتخاب نموده و یا آنها را به صورت مرکب از ۲و یا چند آهن I یا ۴عدد نبشی و ۲ عدد ناودانی با تسمه یا بدون تسمه ساخت. حداقل آهن I که برای ستون سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد آهن نمره ۱۴ می‌باشد.[۱]

ستون سازی با ورق[ویرایش]

رایج‌ترین شکلی که مهندسین محاسب در ایران برای ساختن ستون از ورق انتخاب می‌نمایند شکل مربع یا مستطیل می‌باشد که در ساختن این گونه ستون‌ها برای سهولت عملیات جوش کاری بهتر است که دو ورق روبه رو قدری توتر قرار بگیرد زیرا در این صورت عملیات جوش کاری با هر بعد و طول هیچ مزاحمت جانبی ایجاد نمی‌کند. با وجود این که عرض ورق‌های موجود در بازار ایران۱۰۰یا۱۲۰و یا150cm است برای جلوگیری از دور ریزی ورق‌ها به هنگام محا سبه باید عرض ورق‌های مورد مصرف در ستون سازی با توجه به عرض ورق موجود در بازار۲۴ یا ۲۵ و یا30 cm باشد. اگر به خاطر بارهای وارده مجبور باشیم برای ستون سازی از ۵ و یا ۷ ورق استفاده کنیم باید حتماً قسمت I ستون را ساخته و جوشکاری ان را تکمیل کنیم. آنگاه ورق‌های اضافی را متصل کنیم تا شکل به صورت II و یا I-I تکمیل شود. در غیر این صورت جوشکاری تکمیل نمی‌شود.[۱]

ستون سازی مرکب[ویرایش]

ستونهای مرکب مخصوصاً ستون‌های مرکب ساخته شده از ورق به ما این اجازه را می‌دهد که آن را با توجه به شدت بار وارده و جهت تأثیر بار طراحی نموده و نقاط ضعف را با اضافه نمودن یا دور و نزدیک کردن ورق‌ها برطرف نماییم. باید توجه نمود که در ساختن ستون‌های مرکب با دو مشکل اساسی رو به رو هستیم اول آنکه ممکن است در هنگام جوش کاری ستون پیچیده و به کلی غیرقابل استفاده شود. برای جلوگیری از این کار باید هر ستون را در حین ساختن در قالب‌های محکمی قرار داده تا قالب مانع تغیر شکل ان شود. دوم اینکه باید ترتیب اتصال قطعات را طوری داده تا امکان جوش کاری فراهم شود. مثلاً برای ساختن یک ستون از ۵ورق و ۴ نبشی باید اول صفحه میانی را به ۲ بدنه بیرونی عمود بر آن جوش بدهیم و جوشکاری را کامل کنیم در این مرحله برای آنکه فاصلهٔ لبه‌های تیر H یا L شکلی که ساخته‌ایم در اثر جوشکاری تغیر نکند باید لبه هایشان را توسط میلگرد به همدیگر جوش دهیم تا فاصله ثابت بماند، آنگاه دو بدنه دیگر ستون را سر جایش گذاشته و قوطی را تکمیل کنیم، همچنین به هنگام اتصال نبشی برای آنکه جوشکاری صفحات مانع چسبیدن نبشی به بدنه ستون نشود باید صفحات را نوک به نوک قرار داده و جوشکاری را در گودی ایجاد شده انجام دهیم. ساختن ستون با سه تیر آهن I به راحتی میسر است ولی اگر بخواهیم قسمتی از ستون را با ورق تقویت کنیم امکام جوشکاری ورق به آهن وسط ممکن نیست مگر آنکه در وسط عرض ورق با فاصله‌های حدود ۵۰س. م بریدگی‌هایی به طول ۱۵ تا۲۰cm و عرض ۲cm ایجاد کرده و بعد ورق را با تنگ دستی به ستون بسته آنگاه از این بریدگی‌ها ورق را به آهن وسط جوشکاری کنیم. باید توجه داشت که ورق یا نبشی متصل شده به ستون مرکب به خوبی به آن بچسبد و جوش کاری قبلی در زیر آن ناهمواری ایجاد نکند. با توجه به اینکه طریقه بالا از لحاظ تئوری درست است و ثابت شده است ولی در کارگاه‌ها اجرای آن مشکل بوده و محتاج به دقت مخصوص می‌باشد.[۱]

ستون یا تیر سازی مرکب[ویرایش]

اگر تیر یا ستونی که از سه تیر آهن تشکیل شده باشد به ورق تقویتی نیز احتیاج داشته باشد می‌توانیم تیر آهن وسط را با ایجاد بریدگی‌هایی در صفحه به تسمه وصل کنیم ولی عملاً این کار به راحتی میسر نیست زیرا ایجاد این بریدگی‌ها در تسمه به طوری که نقطهٔ ضعفی در آن نباشد با مشکل رو به رو می‌شود لذا برای راحتی اجرا بهتر است به جای یک عدد تسمه پهن از دو عدد تسمه که پهنای هر یک به اندازهٔ ۵/۱ برابر بال تیر یا ستون باشد استفاده می‌کنیم. ممکن است در این طریقه به خاطر کمی پهنا ضعفی در تسمه تقویت ایجاد شود ولی ضعفی که در اثر عدم اتصال صحیح تسمه یک تکه به تیر آهن وسط ایجاد می‌شود به مراتب بیشتر از ضعفی است که در اثر استفاده تسمه ۲تکه ایجاد می‌گردد. از طرفی می‌توان کسر پهنای تسمه را به وسیلهٔ اضافه کردن به ضخامت آن جبران نمود.[۱]

ستون سازی در ایران[ویرایش]

جوش ستون‌های ساخته شده از قوطی که در ایران به نام تجاری P.N.S مشهور است با درز جوش انجام می‌شود این ستون‌ها از ورق آهن به ضخامت‌های مختلف به ابعاد مختلف ساخته می‌گردد در موقع انتخاب این نوع ستون به دو نکته باید توجه شود، اول آنکه باید علاوه بر محاسبه توان باربری کل ستون ضخامت ورق در محل تکیه گاه‌ها نیز کنترل شود، زیرا ممکن است در اثر شدت بار وارد شده در محل تکیه گاه‌ها ورق ستون از ریشه کنده شود در این صورت می‌توان با اتصال صفحات اضافی محل گره را تقویت نمود. اگر طول یک ستون با شمارهٔ ثابت از ۱۲ متر بیشتر باشد اجباراً دو یا چند تکه تیر آهن را به هم وصل می‌کنیم در این حالت باید اول آهن‌ها را در یک محوری قرار دهیم آنگاه آنها را با ۴ وصله(۲عدد روی بال و ۲عدد روی جان) به یکدیگر وصل کنیم. ابعاد صفحات با محاسبه به دست می‌آید ولی ضخامت آن باید در حدود ضخامت جان تیر باشد. بلندی آن در حدود ۶۰ cm و پهنای آن قدری کوچکتر از بال یا جان تیر آهن است تا جوشکاری بهتر صورت گیرد.[۱]

اتصال دو ستون با نمره‌های مختلف[ویرایش]

گاه مجبوریم به علت اقتصادی شماره آهن یک ساختمان را در طبقات بالاتر کمتر کنیم، اگر این کم کردن ضخامت ۲ نمره باشد مثلاً از ۲۰ به ۱۸ ابتدا ۲ صفحه به ضخامت 1 cm به طول حدود40cm و عرض پشت تا پشت بال ستون (قدری کمتر برای جوشکاری) به دو طرف ستون باریکتر جوش می‌دهیم تا با ستون ضخیمتر هم رو شود به این قطعات صفحات هم ور کننده می‌گویند. آنگاه به وسیلهٔ یک صفحه دیگر که طبق محاسبه به دست آمده و از 10mm کمتر نباشد و طولش در حدود 70cm و عرض آن قدری کمتر از صفحه هم رو کننده است دو ستون را به یکدیگر وصل می‌کنیم. برای اتصال دو ستون با نمرات مختلف اگر نخواهیم از صفحه هم رو کننده استفاده کنیم می‌توانیم دو مثلث به طول قاعده 1cm به ارتفاع حدود 35cm از جان آهن بزرگتر بریده آنگاه آهن بزرگتر را به وسیلهٔ گیره و چکش جمع کنیم تا بالای آن 2cm جمع تر شده و هم عرض آهن کوچکتر شود آنگاه آهن کوچکتر را به وسیلهٔ صفحه اتصال به آن متصل نماییم. این طریقه از لحاظ مصرف مصالح ارزان‌تر و از لحاظ کار و دقت آن مشکل تر می‌باشد.[۱]

آماده‌سازی صفحه زیر ستون قبل از نصب ستون[ویرایش]

بعد از کار گذاشتن صفحه‌های زیر ستون و بتن ریزی پی و قبل از کار گذاشتن ستون روی صفحه زیر ستون باید محورهای ساختمان را یک بار دیگر کنترل کرده و امتداد آن را روی صفحه‌های زیر ستون رسم نماییم آنگاه با توجه به ابعاد ستون حداقل ۳ عدد از نبشی‌های اطراف ستون رابه صفحه زیر ستون جوش دهیم آنگاه سطح تماس ستون‌ها را با صفحه زیر ستون کنترل کرده تا در موقع نصب روی صفحه زیر ستون و کلیهٔ نقاط آن با صفحه زیر ستون در تماس باشد و کجی یا برجستگی موضعی نداشته باشد زیرا در این صورت نقاط برجسته به یک نقطه صفحه فشار وارد کرده و ممکن است در پای ستون نیروهای ناخواسته ایجاد نماید. برجستگی‌های موضعی را می‌توان با سنگ زدن مسطح نمود.[۱]

اتصال ستون به صفحه زیر ستون[ویرایش]

در ایران اغلب مهندسین محاسبهٔ اتصال ستون به صفحهٔ زیر ستون را با ۴ عدد نبشی ۱۰یا ۱۲ پیشنهاد می‌نمایند. این اتصال برای ساختمان‌های کوتاه که(۵تا۴) طبقه مناسب است ولی برای ساختمان‌های بلندتر که ممان‌های پای ستون شدیدتر است برای اتصال ستون به صفحه زیر ستون باید طرح‌های دیگری را مورد استفاده قرار داد و باید بیشتر از صفحات لچکی استفاده نمود. ابعاد صفحه زیر ستون با محاسبه به دست می‌آید ولی با توجه به اینکه ابعاد صفحات موجود در بازار ایران اغلب ۲×۱ و یا۶×۵/۱ متر است برای آنکه دور ریز آهن کمتر شود در ساختمان‌های معمولی تا ۵ یا ۶ طبقه صفحه زیر ستون را ۵۰×50 cm انتخاب می‌کنند. به هر حال طول و عرض این صفحه‌ها باید طوری باشد که ستون و کلیهٔ قطعات اتصال آن در صفحه قرار گیرد. برای زیر ستون صفحه دو تکه و جوشی پیشنهاد نمی‌شود. قطر سوراخ محل عبور بولت در حدود 1 mm بیشتر از قطر بولت و فاصلهٔ محیط سوراخ تا لبه‌های صفحه 5cm است. هر قدری ممان‌های پای ستون بیشتر باشد باید اتصال ستون به صفحه زیر ستون قوی تر طراحی گردد و از صفحات ضخیم‌تر که به صورت لچکی ستون را به صفحه زیر ستون وصل می‌نماییم استفاده شود.[۱]

زبانه کردن تیر آهن[ویرایش]

برای هم رو کردن پروفیل‌های مورد استفاده در ساختمان‌های فلزی گاهی مجبور به زبانه کردن آن‌ها هستیم مثلاً برای زیر سازی سقف‌های شیب دار که در آن‌ها از ورق موجدار استفاده می‌شود و با توجه به این که این زیر سازی باید حتماً از بالا در یک تراز باشد باید آن‌های فرعی را زبانه کرده و به پل‌های اصلی متصل نماییم و همچنین برای ساختن طاق‌های تخت برای آنکه کلفتی گچ و خاک و سفید کاری سقف از حد معینی تجاوز نکند باید تیر آهن‌های پوشش را از یک طرف زبانه کرده و در دل پل قرار دهیم تا از پایین هم تراز شوند. اگر پل و تیر |آهن پوشش هم شماره باشند به ناچار باید تیر آهن پوشش از دو طرف زبانه شود. در هنگام اتصال دو تیر آهن به یکدیگر مخصوصاً در سقف‌های طاق ضربی در هنگام اتصال تیرچه به پل اگر بخواهیم تیر و تیرچه از زیر کاملاً روی هم باشد باید تیرچه را از یک طرف زبانه کنیم و اگر شماره پل و تیرچه مساوی باشند باید تیرچه را از دو طرف زبانه کنیم. این جریان در سقف‌های شیب دار مخصوصاً آن‌هایی که با ورق موج دار پوشش می‌شود دارای اهمیت بسیار می‌باشد زیرا ورق‌های موجدار به صورت مستقیم بر روی آهن پوشش قرار می‌گیرد و زیر ان باید کاملاً در یک سطح باشد در این صورت آهنهای سقف باید از بالا هم رو باشند.[۱]

مزایای ساخت اسکلت پیش ساخته پیچ و مهره‌ای نسبت به سایر اسکلت‌های اجرا شده[ویرایش]

  1. سرعت اجرا اسکلت فلزی: سرعت اجرای سازه‌های با اتصالات پیچ و مهره‌ای نسبت به اتصالات جوشی بالاتر و کاملاً قابل لمس می‌باشد و زمان ساخت سازه‌های پیچ و مهره‌ای کمتر از سازه‌های با اتصالات جوشی است و با توجه به مدت زمان بالای اجرای پروژه‌های کشورمان این نوع از سازه‌ها جهت کاهش زمان ساخت پیشنهاد می‌گردد.
  2. سرعت نصب اسکلت فلزی: در این گونه از سازه‌ها به دلیل حذف کامل جوشکاری در محل نصب سازه اسکلت فلزی، فقط با جایگذاری قطعات و بستن تعدادی پیچ و مهره محدود می‌شود که این عامل باعث افزایش چشمگیر سرعت نصب می‌شود و خطاهای نصب به حداقل خود می‌رسد.
  3. کیفیت ساخت اسکلت فلزی: کیفیت ساخت سازه اسکلت فلزی با امکانات موجود در کارخانه و طبق نقشه‌های طراحی شده و تحت نظارت واحد کنترل کیفی قابل مقایسه با سازه‌های جوشی که در محل نصب سازه ساخته می‌شوند نمی‌باشد. دانستن این نکته می‌تواند تا حد زیادی دربارهٔ کیفیت سازه‌های فولادی اطمینان بخش باشد و آن هم یکسان بودن محصول تولیدی در چرخه تولید فولاد از نظر کیفی است.
  4. یکسان بودن مواد و اجزا: مواد تشکیل دهنده سازه اسکلت فلزی در کارخانه و تحت کنترل کامل مواد تشکیل دهنده فولاد خام انجام می‌پذیرد اما سازه‌های ساخته شده با بتن در هنگام اجرا دارای کیفیت یکنواخت و ثابت نیستند و بسته به عوامل محیطی تولید سازه می‌تواند با تغییر در کیفیت انجام شود.
  5. پرت مصالح اسکلت فلزی: معمولاً دست محاسب در انتخاب مقاطع خاص برای اسکلت فلزی مانند IPE بسته می‌باشد و مجبور است با اضافه کردن ورق و جوشکاری اضافی به مقطع مورد نظر خود برسد حال آنکه در ساختمان پیچ و مهره‌ای امکان اجرا و تولید مقاطع سبک‌تر و با مقاومت بیشتر وجود دارد که استفاده از ورق در ساخت مقاطع، پرت آهن آلات را به حداقل می‌رساند.
  6. ایمنی و پایداری سازه اسکلت فلزی: چه به لحاظ تئوری و چه به لحاظ عملی ثابت شده است که ساختمان‌های پیچ و مهره‌ای به دلیل کیفیت بهتر پایداری بیشتری در برابر زلزله و نیروهای جانبی دارند.
  7. هزینه کمتر اسکلت فلزی: اجرای ساختمان پیچ و مهره‌ای به لحاظ اقتصادی می‌تواند هزینه کمتری را به مالک تحمیل کند ولی این بدان معنی نیست که دو سازه که کاملاً مقاطع آن یکسان می‌باشد سازه پیچ و مهر ه‌ای کم هزینه تر باشد ولی به دلیل باز بودن دست طراح در بهینه‌سازی و ساخت مقاطع با وزن کمتر، امکان کاهش وزن سازه توسط طراح به راحتی امکان‌پذیر است.
  8. مقاومت در برابر آتش‌سوزی اسکلت فلزی: در دماهای بالا معمولاً اتصالات پیچ و مهره‌ای مقاومت بیشتری در برابر حرارت دارند و احتمال تخریب سازه اسکلت فلزی بسیار کمتر از اتصالات جوشی است.
  9. عدم نیاز به فضای کار اسکلت فلزی: معمولاً در شهرها به دلیل عدم وجود موقعیت و مکان مناسب جهت ساخت اغلب پیمانکاران دچار زحمت فراوان شده که با استفاده از این نوع سازه‌ها، قابلیت اجرا در شلوغ‌ترین و کم حجم‌ترین موقعیت‌ها فراهم کرده است.
  10. رواج جهانی اسکلت فلزی: در کلیه کشورهای آمریکایی و اروپایی تمامی سازه‌ها به صورت پیچ و مهره‌ای اجرا می‌شود مگر در سازه‌های بسیار کم‌اهمیت که اتصالات آن جوشی اجرا شود که از دلایل مهم استفاده از این نوع سازه‌ها در این کشورها، عملکرد بهتر آن و تجربه بیشتر آن کشورها در ساخت سازه‌های فولادی می‌باشد.
  11. خوردگی سازه اسکلت فلزی: در سازه‌های پیچ و مهره‌ای قبل از رنگ آمیزی قطعات توسط دستگاه‌های سندبلاست و وایربرس تحت نظر واحد کنترل کیفی زنگ زدایی می‌شوند که در سازه‌های جوشی این عملیات انجام نمی‌گردد و همچنین در سازه‌های جوشی بجای رنگ غنی از روی که در سازه‌های پیچ و مهره‌ای استفاده می‌شوند، ضد زنگ بکار می‌رود که این امر باعث خوردگی سریع سازه می‌شود.
  12. امکان استفاده در مدیریت حوادث سازه اسکلت فلزی: با توجه به امکان جابجایی این گونه سازه‌ها امکان جابجایی و نصب آن در مناطق بحران زده مانند سیل و زلزله امکان‌پذیر می‌باشد.

انواع اتصالات در ساختمانهای اسکلت فلزی[ویرایش]

جهت وصل کردن یک یا چند قطعه در ساختمانهای فولادی نیاز به یک قطعه رابطی می‌باشد که دو قطعه بتوانند توسط جوش به هم متصل شوند که این قطعه رابط همان انواع اتصالات است. انواع اتصالات در ساختمانهای اسکلت فلزی به شرح زیر است:

  1. انواع اتصالات تیر به ستون در اسکلت فلزی
  2. انواع اتصالات پای ستون در اسکلت فلزی
  3. اتصال دو تیرآهن به هم و تولید ستون یا تیر دوبل در اسکلت فلزی
  4. اتصالات بادبندها به ستونها و تیرها در اسکلت فلزی

انواع اتصالات تیر به ستون در اسکلت فلزی[ویرایش]

اتصال تیر به ستون معمولاً به دو صورت است یا به صورت صلب و گیردار هستند ویا به صورت مفصلی اند. هر کدام از حالتهای مذکور نیز چند قسمت دارند که شامل موارد زیر می‌باشد. (اتصال صلب با جفت صفحه موازی) (اتصال صلب با جفت سپری) (اتصال صلب با صفحه انتهایی روی ستون)

اتصالات صلب در مواردی به کار می‌روند که از جانب تیر یا ستون در سر گره‌ها ممان جذب شود. اتصال صلبی که امروزه در کشور اجراء می‌گردد و به صورت کامل اجراء نمی‌شود اتصال صلب با جفت صفحه موازی است. در اتصال صلب باید جوش به صورتی باشد که قطعه کاملاً گیردار باشد و جای هیچ گونه حرکتی وجود نداشته باشد یعنی دور تا دور قطعه جوش شود. اتصالات مفصلی هم معمولاً در همه ساختمانها در یک طرف سازه بکار می‌روند که این اتصال بسیار ساده است و فقط جهت اتصال دو قطعه بکار می‌رود و ممانی تحمل نمی‌کند. در این اتصال تغییر شکل وجود دارد در حالی که در اتصال مفصلی هیچ گونه تغییر شکلی نداریم. نحوه جوش دادن اتصالات مفصلی به این صورت است که در مورد نبشی‌ها فقط بر بالایی و پائینی جوش می‌شود و بقیه قسمت‌ها نباید جوش شود.

انواع اتصالات مفصلی رایج عبارتند از[ویرایش]

اتصال ساده نشسته (نبشی نشیمن). اتصال به وسیله صفحه نشیمن و لچکی. اتصال به وسیله صفحه نشیمن و صفحه برش‌گیر (تیغه). آنچه که امروزه اجراء می‌شود اتصال ساده نشسته و اتصال با صفحه نشیمن و لچکی است. اتصالات ساختمان ابوحامد به این صورت است که در جهت صلب اتصال با جفت صفحه موازی است ودر جهت مفصلی اتصال به وسیله نبشی نشیمن و لچکی انجام می‌شود. خصوصیت اصلی اتصال مفصلی این است که زاویه بین تیر و ستون بتواند تغییر کند و خصوصیت اصلی اتصال صلب این است که زاویه بین تیر وستون نتواند تغییر کند. در اتصال ساده نشسته – نبشی‌هایی که در بالا می‌گذارند فقط برای ایجاد تعادل است و نقش باربری ندارد و حداقل نمره آن ۶ خواهد بود.[۲]

انواع اتصالات پای ستون در اسکلت فلزی[ویرایش]

اتصالات پای ستون نیز مانند سایر اتصالات هم صلب و هم مفصلی دارند؛ که در اتصال صلب از سخت‌کننده استفاده می‌شود ودر اتصال مفصلی از نبشی‌ها و لچکی‌ها استفاده می‌شود. اتصال صلب را در جهتی می‌گذاریم که ممان داریم و اتصال مفصلی را نیز در جهتی می‌گذاریم که ممان نداریم. جوش اتصال پای ستون نیز باید شرایط دو اتصال صلب و مفصلی را تأمین کند.

اتصال دو تیرآهن به هم در اسکلت فلزی[ویرایش]

برای تولید ستون دوبل یا تیر دوبل لازم است که دو تیرآهن را به هم توسط بست یا پلیت متصل کرد ونیز برای طویل کردن ستونها نیز باید بین تیرآهن‌ها اتصال وجود داشته باشد (چون طول شاخه‌های تیرآهن۱۲ متر است).[۳][۴]

اسکلت CFT[ویرایش]

تاریخچه[ویرایش]

پس از اینکه سازه‌های CFT عملکردی مناسب در رفتار سازه‌ای از خود نشان دادند به تدریج گرایش به سمت استفاده از این سیستم در ساختمان‌ها شکل گرفت، تاجایی که از اوایل دهه هفتاد میلادی کشورهایی همچون آمریکا و ژاپن با سرمایه‌گذاری‌های سنگین در حوزه تحقیقاتی به صورت جدی به این صنعت ورود کردند.

یکی از این پروژه‌های تحقیقاتی که بودجه چند ده میلیون دلاری بدان اختصاص داده شده است به صورت مشترک بین دو کشور آمریکا و ژاپن از سال ۱۹۹۴ میلادی تاکنون در محل مرکز تحقیقات ساختمان ژاپن به اجرا درآمده است.

CFT چیست؟[ویرایش]

سازه‌های Concrete Filled Tube) CFT)، متشکل از تیرهای I و H شکل است که به ستونهای مرکب متصل می‌شود. ستون‌های مرکب در این سیستم مقاطع بسته فولادی هستند که به وسیله بتن پر می‌شوند.

این سازه‌ها در ایران مورد ارزیابی و تأیید مرکز ملی تحقیقات ساختمان و مسکن وزارت راه و مسکن و شهرسازی قرار گرفته است. طبق آیین‌نامه‌های بین‌المللی سیستم CFT برای ساختمان‌های ۱ تا ۸۰ طبقه مناسب می‌باشد.

مزایای استفاده از اسکلت CFT[ویرایش]

  • کاهش ۱۵ تا ۲۰ درصدی هزینه تمام شده سازه
  • کاهش ۲۵ تا ۳۰ درصدی فولاد به کار رفته در ساختمان
  • ظرفیت عالی تحمل بار محوری و خمشی
  • صرفه جویی اقتصادی نسبت به سیستم‌های مشابه
  • کاهش قابل توجه زمان ساخت (حدودا ۳۰٪)
  • عملکرد فوق‌العاده در برابر زلزله
  • مقاومت بالا در برابر آتش و انفجار
  • استفاده از تکنولوژی نیمه و تمام اتوماتیک در فرآیند تولید
  • کیفیت بسیار بالاتر نسبت به سیستم‌های مشابه

جستارهای وابسته[ویرایش]

پیوند به بیرون[ویرایش]

ساخت اسکلت فلزی

بسازیم: CFT چیست؟

منابع[ویرایش]

  1. ۱٫۰۰ ۱٫۰۱ ۱٫۰۲ ۱٫۰۳ ۱٫۰۴ ۱٫۰۵ ۱٫۰۶ ۱٫۰۷ ۱٫۰۸ ۱٫۰۹ ۱٫۱۰ ۱٫۱۱ ۱٫۱۲ ۱٫۱۳ ۱٫۱۴ ۱٫۱۵ اجزای ساختمان. سیاوش کباری
  2. نکات فنی و اجرای ساختمان اسکلت فلزی
  3. اسکلت فلزی (ویژه) حمید ثامری. محمد کاظم محمدی (سروش)
  4. اجزا ساختمان. سیاوش کباری