در ساختوساز، دو روش اصلی برای ایجاد استخوانبند یا اسکلت ساختمان بهکار میرود: اسکلت فلزی و اسکلت بتنی. هرکدام از این روشها هنگام اجرا، جزئیات و مراحل خاص خود را دارند. در مورد اسکلت فلزی، دو شیوه رایج برای نصب و اتصال قطعات وجود دارد: روش پیچ و مهرهای و روش جوشی. در این نوشته، این دو روش را معرفی خواهیم کرد.
در ساختمانهایی با اسکلت فولادی، باید قطعات فلزی به شکل اصولی و مطابق با استانداردها به هم وصل شوند. این اتصالات، پس از مرحله پیریزی و ساخت فونداسیون، یکی از مهمترین بخشهای کار به شمار میآیند. هزینه اجرای اتصالات در اسکلت فلزی معمولاً بخش بزرگی از کل هزینهها را تشکیل میدهد. به همین دلیل، طراحی درست و دقیق این اتصالات از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.
هرکدام از روشهای اتصال پیچ و مهرهای و جوشی، مزایا و همچنین محدودیتهای خاص خود را دارند. برای انتخاب روش مناسب، باید شرایط اجرا و ویژگیهای هرکدام را به خوبی شناخت. در ادامه این مطلب، انواع اتصالات در سازههای فولادی و نقاط قوت و ضعف آنها را بررسی خواهیم کرد.
بیشتر بخوانید: بررسی انواع و بهترین تیلر های کشاورزی بازار ابزار ایران
رونیکس را بخوانید.
کارگری مشغول انجام وظیفهاش روی داربستهای فلزی یک ساختمان در حال ساخت بود.
صفر تا صد اسکلت فلزی
در این بخش، انواع روشهای به هم پیوستن قطعات فولادی را بر پایهی ابزار و وسیلهای که برای اتصال به کار میرود، مرور میکنیم. پس از آن، روند نصب و اجرای این اتصالات را در پنج گام ساده و پیدرپی توضیح خواهیم داد.
اتصالات پرچی در سازه فولادی
پرچ یکی از روشهای قدیمی و پرکاربرد برای وصل کردن بخشهای مختلف اسکلت فلزی بود. پرچها معمولاً از فولاد کربنی ساخته میشدند که استحکام بالایی در برابر کشش داشتند. امروزه این روش تقریباً دیگر استفاده نمیشود. پرچها را میتوان به طور کلی به چند دسته تقسیم کرد: پرچ داغ، پرچ سرد، پرچ کارخانهای و پرچی که در محل کارگاه نصب میشود.
ساختار فلزی که در آن، قطعات اصلی با استفاده از پرچ به یکدیگر متصل شدهاند.
معایب استفاده از اتصال پرچ
سازههای فولادی مانند هر نوع ساختمان دیگری، میتوانند نقاط ضعفی داشته باشند. یکی از این موارد، زنگزدگی است. فولاد اگر در معرض رطوبت قرار بگیرد، ممکن است دچار خوردگی شود. برای جلوگیری از این مشکل، باید پوششهای محافظتی مناسب روی آن قرار داد.
نکته دیگر، مقاومت در برابر آتش است. فولاد در دمای بسیار بالا استحکام خود را از دست میدهد و نرم میشود. به همین دلیل، در ساختمانهای فولادی باید تمهیدات ویژهای برای مقابله با آتش در نظر گرفت.
هزینه اولیه ساخت این نوع سازهها معمولاً بیشتر از برخی روشهای سنتی است. همچنین، برای ساخت و نصب آنها به نیروی متخصص و ابزارهای خاص نیاز است.
در برخی موارد، انتقال حرارت و صوت در سازههای فولادی بیشتر است. این به معنای آن است که ممکن است برای عایقبندی صوتی و حرارتی نیاز به توجه و هزینه بیشتری باشد.
با وجود این موارد، با طراحی درست، استفاده از مواد مناسب و رعایت اصول نگهداری، میتوان از بسیاری از این چالشها جلوگیری کرد و از مزایای سازه فولادی بهره برد.
اتصالات پیچ و مهرهای در سازه فولادی و انواع آن
در این شیوه، از پیچ و مهرههای ویژهای برای به هم وصل کردن اجزای سازههای فولادی بهره میبرند. این پیچها و مهرهها استحکام زیادی در برابر کشش دارند. روش کار با پیچ نسبت به اتصال با پرچ بسیار آسانتر است و برای انجام آن به شخص متخصص خاصی نیاز نیست. برای این نوع اتصال، گونههای مختلفی از پیچ و مهره تولید و به کار گرفته میشود. در فرآیند نصب اسکلت فلزی، پیچها و مهرههایی با استانداردهای ASTM A325، ASTM A490، ASTM A449 و DIN 6914 از مهمترین انواع پیچهای مورد استفاده در ساختمان اسکلتهای فلزی به شمار میروند.
اساس این سازه، یک چهارچوب فلزی است. روش اصلی اتصال قطعات در این چهارچوب، استفاده از پیچ و مهره میباشد. به این صورت که قطعات فلزی در محل اتصال، توسط پیچ و مهره به یکدیگر محکم میشوند.
مزایای اتصال پیچ و مهرهای
اتصال با پیچ و مهره در مقایسه با روشهای دیگر اتصال اسکلت فولادی، فواید زیادی دارد:
* نصب و جداسازی قطعات سازه در صورت لزوم، به راحتی انجام میشود.
* برای انجام کار، نیازی به تعداد زیاد کارگر متخصص نیست.
* ایمنی کارگران بیشتر است، چون احتیاجی به وسایل حرارتی و گرمایشی نیست.
* تغییر شکل و پیچش سازه بسیار کم میشود.
* با ابزارهای معمولی میتوان کار را با سرعت بالا انجام داد.
* این روش سر و صدای زیادی ایجاد نمیکند.
* بلافاصله پس از سفت شدن پیچ و مهرهها، میتوان بار را روی سازه قرار داد.
* بین قطعات متصل شده در اسکلت فولادی، هیچ جابجایی یا لقی وجود ندارد.
* به دلیل تعداد کمتر پیچ و مهرههای مورد نیاز، اندازه صفحات اتصال کوچکتر میشود.
معایب اتصال پیچ و مهرهای
همانند دیگر روشها، استفاده از اتصال با پیچ و مهره نیز دارای برخی کاستیها است که در ادامه بیان میشوند:
مواد و مصالح مورد نیاز در این روش گرانقیمت هستند.
اگر بارهای لرزشی یا ضربهای به سازه وارد شود، ممکن است اتصالات شل شوند.
این روش باعث میشود مقاومت کششی سقف کمتر شود.
اگر بار بیش از حد تحمل به اتصال وارد شود، احتمال دارد اتصال برای همیشه بشکند.
اگر پیچ یا مهره دچار زنگزدگی یا خوردگی شود، ممکن است اتصال از بین برود.
اتصالات جوشی در سازه فولادی و انواع آن
همانطور که از اسم این روش مشخص است، برای وصل کردن قطعات فلزی به یکدیگر از دستگاه جوش استفاده میشود. اگر میخواهید یک اینورتر جوشکاری بخرید، میتوانید مقاله «راهنمای خرید اینورتر جوشکاری» را بخوانید. اتصالات جوشی را با توجه به نحوه قرارگیری قطعات در کنار هم، به چند دسته تقسیم میکنند:
اتصال لب به لب
اتصال روی هم
اتصال سپری
اتصال گوشه گونیا
اتصال پیشانی
اسکلتهای فلزی که با پیچ و مهره به هم متصل میشوند
رونیکس انواع مختلف دستگاه جوش را میسازد. برای دیدن این محصولات، اینجا را انتخاب کنید.
مزایای اتصال جوشی
اتصال قطعات فلزی با جوش، فواید بسیاری دارد. از مهمترین برتریهای آن میتوان به سرعت بالا در ساخت اسکلت فلزی و همچنین وزن و هزینه کمتر این نوع اتصالات اشاره کرد. در ادامه، دیگر مزایای این روش را بررسی میکنیم:
* مقاومت کامل در برابر نیروهای فشاری وارد بر سازه
* مناسب بودن برای سازههای فلزی که تحت نیروهای پیچشی قرار میگیرند
* استحکام بالای اتصال بین اجزای اسکلت
* ظاهر زیباتر و تمیزتر سازه
* نقش مؤثر تمام سطح مقطع در تحمل بارها، به دلیل عدم وجود سوراخ در مقاطع
معایب اتصالات جوشی
اتصالهای جوشی نیز دارای کاستیهای ویژهای هستند. یکی از اصلیترین کمبودهای این نوع اتصال، عدم امکان انبساط در بخشهای باربر است که سبب جمعشدگی و ترکخوردن در محل اتصال میگردد. همچنین این روش نیازمند بازرسی دقیق و زمانبر برای اطمینان از پایداری اتصال است. از دیگر محدودیتهای اتصال جوشی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
ایجاد کجشدگی و تغییر شکل درونی و بیرونی به علت امکان تبخیر رطوبت موجود در فولاد
نیاز به نیروی جوشکار متخصص و باتجربه برای انجام عملیات اتصال
احتمال ایجاد خستگی و ضعف در محل اتصال قطعات فولادی به دلیل گرمای زیاد ناشی از جوشکاری
رونیکس تولیدکننده انواع «کمپرسور باد» و «کلاه ایمنی» است. برای مشاهده این محصولات، کلیک کنید.
مراحل نصب اسکلت فلزی در ساختمان
1- آرماتوربندی و اجرای فونداسیون
کار ساختوساز ساختمان معمولاً با کندن و خالی کردن زمین آغاز میشود. دلیل این کار روشن است: رسیدن به لایهای محکم و مناسب از خاک برای ساختن پیهای قوی، ایجاد پارکینگ و دیگر نیازهای پروژه. البته رعایت نکات ایمنی و مهار کردن دیوارههای اطراف گود، بهویژه برای گودهای عمیقتر از ۱۲۰ سانتیمتر، از موارد مهمی است که در طول انجام پروژه باید به آن توجه کرد. پس از آن، نوبت به ساخت پی میرسد. این بخش، مهمترین مرحله در اجرای یک ساختمان است که در آن، ترکیب درست بتن و میلگرد، بیشترین مقاومت را برای پی ساختمان فراهم میکند. شاید بعضی افراد این مرحله را جزو مراحل نصب اسکلت فلزی ندانند، ولی واقعیت این است که موفقیت در تمام مراحل بعدی ساختوساز، به اجرای درست و اصولی پی بستگی دارد.
2- تعبیه صفحه ستون ها و بولت
همزمان با پیشرفت مرحله پی، عملیات قرار دادن بولتها و نصب صفحههای زیرستون بر روی بتن نیز صورت میگیرد. انجام این بخش از کار نیازمند دقت و توجه بسیار بالا است و حضور و نظارت بیواسطه مهندسان ناظر در این مرحله اهمیت فوقالعادهای دارد. بدیهی است که تراز بودن صفحه ستونها، جایگیری درست آنها روی بولتها و اتصال محکم صفحات به فونداسیون، نقش بسیار مهمی در مراحل بعدی نصب اسکلت فلزی ساختمان ایفا میکند.
مراحل نصب ستونها در یک ساختمان اسکلت فلزی به شرح زیر است:
ابتدا محل دقیق قرارگیری هر ستون بر اساس نقشههای اجرایی، روی فونداسیون (پی) مشخص و علامتگذاری میشود. سپس صفحههای زیرستون (بیس پلیت) که از قبل ساخته شدهاند، در جای خود قرار میگیرند. این صفحات با استفاده از بولتها (میلههای رزوه�دار) به بتن پی محکم میشوند.
پس از آن، ستونهای فلزی توسط جرثقیل بلند شده و به آرامی روی صفحه زیرستون هدایت میشوند. کارگران متخصص، ستون را در جای دقیق خود نگه میدارند و آن را به صورت موقت در وضعیت قائم (ایستاده) تثبیت میکنند.
در مرحله بعد، تراز و شاقول بودن ستون با دقت بالا بررسی میشود. یعنی کنترل میشود که ستون کاملاً عمودی باشد و در مکان درست خود قرار گرفته باشد. پس از اطمینان از صحت موقعیت، اتصال نهایی بین ستون و صفحه زیرستون، معمولاً از طریق جوشکاری یا پیچ و مهرههای مقاوم، انجام میپذیرد تا ستون به طور کامل و ایمن در جای خود ثابت شود.
در پایان، برای ستونهای مرتفع که از چند بخش تشکیل شدهاند، بخشهای بعدی نیز به همین ترتیب روی هم سوار و محکم میشوند تا ستون به ارتفاع نهایی خود برسد.
3- کار گذاشتن ستون های اسکلت فلزی
روز نصب ستونهای اسکلت فلزی، مرحلهای کلیدی و بسیار مهم است. ستونها یکی پس از دیگری از زمین بلند میشوند و پس از این که به حالت کاملاً عمودی درآمدند، روی صفحههای فلزی که از قبل روی فونداسیون نصب شدهاند، قرار میگیرند. اتصال محکم هر ستون به صفحه زیرین خود، یک «اتصال گیردار» نامیده میشود. این اتصال لازم است، اما به تنهایی کافی نیست. چون ستونها بلند هستند و در برابر عوامل مختلف آسیبپذیرند، باید بلافاصله پس از نصب، با استفاده از بادبند یا دیگر مهاربندها، پایدار و محکم شوند. در این مرحله از ساخت اسکلت فلزی، نوع اتصالدهی خیلی اهمیت دارد؛ یعنی باید مشخص شود که روش کار جوشکاری است یا استفاده از پیچ و مهره. روش جوشکاری، شیوهای رایجتر و معمولتر در اجرای پروژههای ساختمانی است.
4- سوار کردن تیرها بر روی سر ستون ها
پس از قرار دادن ستونها در جای خود و محکمکاری آنها، مرحلهی بعد وصل کردن تیرها به ستونهاست. روشهای گوناگونی برای اتصال تیر به ستون وجود دارد. شرح دقیق و کامل این روشها در ساخت اسکلت فلزی، خود نیازمند نوشتاری جداگانه و تخصصی است، اما به طور خلاصه میتوان گفت سه نوع اتصال اصلی داریم: «اتصال ساده یا مفصلی»، «اتصال نیمهصُلب» و «اتصال صُلب». هرکدام از این اتصالها نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارند و با توجه به ویژگیهای هر پروژه، میتوان یکی از آنها را انتخاب و اجرا کرد.
5- نصب بادبندها و مهارهای لازم
ساختمان یک سازه است که در برابر نیروهای جانبی مانند فشار باد یا تکانهای ناگهانی ناشی از زلزله، لرزان و آسیبپذیر است. به همین دلیل باید به اندازه کافی مقاوم و محکم شود. این نیروها میتوانند اثر شدیدی بر ساختمان بگذارند و به همین خاطر، هنگام ساخت اسکلت فولادی لازم است از قطعهای به نام بادبند استفاده شود. بادبندها در انواع مختلفی ساخته میشوند که معروفترین آنها شامل بادبند ضربدری، بادبند به شکل K و بادبند به شکل V میباشد. این بادبندها کاربرد گستردهای در مراحل نصب و تکمیل اسکلت فلزی دارند.
نکات اجرایی اسکلت فلزی
یادتان باشد که یک پیِ نامناسب، کل کار را خراب میکند! پس اجرای دقیق نقشههای پیریزی را بسیار مهم بدانید و تمام نکات فنی مربوط به اسکلت فلزی را با دقت و کامل انجام دهید.
اگر خودِ سازنده، کار پیریزی را انجام دهد، مشکلات و هماهنگیهای نادرست تا حد زیادی کم میشود.
بارگیری قطعات و جابهجایی آنها تا محل ساختوساز، باید با نهایت دقت و حساسیت انجام شود.
تا زمانی که از برقراری کامل ایمنی در محل پروژه اطمینان پیدا نکردهاید، نباید به گروه نصب اجازه شروع کار بدهید.
اگرچه نصب اسکلت فلزی معمولاً سریع پیش میرود، اما دقت و کیفیت کار نباید به خاطر سرعت، پایین بیاید.
اسکلت فلزی؛ دقت، سرعت و کیفیت
طراحی دقیق انواع اتصالات در سازههای فلزی یا فولادی، برای ایمنی و مقرونبهصرفه بودن این سازهها بسیار مهم است. طراحی یک اتصال باید ساده و عملی باشد و بر پایهی درک درستی از چگونگی انتقال نیرو، اثر سفتی اجزا، روش پخش نیرو و تأثیر آن بر بخشهای مختلف سازه انجام شود. رعایت استانداردهای موجود، ساخت و نصب را آسانتر کرده و باعث سرعت بخشیدن و صرفهجویی در پروژه میشود.
به نقل از سایت اصفهان آهن مواد سازنده سازه های فولادی به شرح زیر است:
“مواد تشکیل دهنده سازههای فولادی
سازههای فلزی، همانطور که از نامشان پیداست، از اتصال قطعات مختلف فلزی به هم ساخته میشوند.
فولاد با انجام عملیات حرارتی مناسب و تغییر در ساختار ریز آن تولید و به کار گرفته میشود. این ماده، در واقع آلیاژی از آهن و کربن است که با اضافه کردن موادی مانند گوگرد، کروم، نیکل، فسفر و منگنز، ویژگیهای خاصی پیدا میکند. برای نمونه، افزودن مس باعث میشود فولاد در برابر زنگزدگی مقاومت بهتری داشته باشد.
با اضافه کردن منگنز و کربن میتوان به استحکام تسلیم و کششی بالاتری دست یافت، اما این کار دو عیب نیز دارد: فولاد سختتر میشود و قابلیت شکلپذیری آن کاهش مییابد.
دیدگاهتان را بنویسید