تیر و ستون ها یک سازه فولادی را تشکیل می دهند که چارچوب ساختمان اصلی را تشکیل می دهد. اولین نکته ای که در ساخت این قاب باید به آن توجه شود، کافی بودن تیرآهن و سایر مقاطع لازم برای ساخت سازه است. نکته دوم شناخت و استفاده از روش صحیح نحوه اتصال تیرآهن به ستون فلزی و سازه های فولادی است. هر دو نکته به یک اندازه مهم هستند و اگر هر یک از آن ها نادیده گرفته شود، ایمنی سازه های فلزی به خطر می افتد. در این مقاله از سایت کیلوتن انواع اتصالات را بررسی کرده و در مورد نحوه اجرای صحیح آن ها توصیه هایی ارائه می کنیم.
اتصالات سازه فلزی چیست و چه کاربردی دارد؟
همان طور که از نامش پیداست برای اتصال تیرآهن و سازه های ساختمانی استفاده می گردد. این اتصالات در همه ساختارها وجود دارند. به عنوان مثال در سازه های بتنی، میلگردها در بتن فرو می روند و بتن آرماتور را به هم می چسباند.
از آنجایی که هیچ ماده ای مثل بتن بین قسمت های گوناگون سازه آهنی وجود ندارد، اتصال تیرآهن به ستون فلزی باید در محل تلاقی قطعات نصب شده و دارای استحکام لازم برای حفظ سازه باشند. سازه فلزی باید تمام بارهای عمودی و جانبی را تحمل نماید. برخی از این فشارها به مفاصل ساختاری وارد می شود. بنابراین اتصالات تیر سازه فولادی باید به شکل صحیح انتخاب و نصب شوند تا مقاومت بار لازم را ایجاد کنند.
اهمیت نحوه اتصال تیرآهن به ستون فلزی
در هم تنیدگی تیرها منجر به توزیع و تحمل نیروهای جانبی و عمودی در سرتاسر سازه می شود تا از متمرکز شدن تنش در یک نقطه پیشگیری شود. در نتیجه پایداری و دوام سازه افزایش می یابد. به همین دلیل اتصال تیر در سازه ها امری پر اهمیت است و اجرای درست آن، از ملزومات اساسی برای ساخت و ساز سازه های فولادی می باشد.
آشنایی با انواع روش اتصال تیرآهن به سازه
اتصال تیرها در سازه های فولادی به دو نوع کلی تقسیم می شود:
- اتصال بر اساس چشمه اتصال: که شامل اتصال تیر به ستون و اتصال تیر در داخل ستون می شود.
- اتصال مفصلی و گیردار: که شامل اتصالات گیره ای، نیمه گیره ای و مفصلی می شود.
در حقیقت این اتصالات یک قطعه اتصال است که انواع تیرآهن را به هم متصل می کند. با استفاده از این قطعات رابط، نیروهایی که به سازه می رسد بین عناصر تقسیم می شود و این اتصالات با اعمال بار تغییر شکل پیدا می کنند.
وصل کردن تیر بر روی ستون فلزی
اتصال تیر به ستون بر اساس شرایط چشمه اتصال تعیین می شود به طوری که در داخل ستون مجموعه ای از پروفیل های فولادی مانند میلگرد، صفحه و پروفیل وجود دارد و تیر در قسمت بیرونی ستون قرار می گیرد یا به مقدار کم وارد آن می شود.
برای اتصال تیرآهن به ستون می توان از روش های گوناگونی استفاده کرد. یکی از بهترین راه ها استفاده از نبشی در طرفین یا بالا و پایین قسمت انتهای تیرآهن است تا این نبشی ها در آن قسمت نمایان شده و به خود ستون متصل شوند. گزینه دیگر استفاده از پروفیل ورق سیاه به جای نبشی است. علاوه بر این می توان از ورق سیاه به عنوان غلاف برای پوشاندن دور ستون استفاده کرد و تیر را با گل میخ وارد آن کرد.
روش اتصال تیرآهن داخل ستون فلزی
نوع دیگر نحوه اتصال تیرآهن به ستون فلزی طبق شرایط چشمه اتصال، اتصال تیر در داخل ستون می باشد. این اتصال شامل عبور مداوم تیر از داخل ستون بدون استفاده از پیچ و مهره یا جوش است. البته شرایطی وجود دارد که فنر تقاطع محل تلاقی دو تیر است. سپس یکی از تیرها بریده شده و با جوش یا پیچ به تیر دیگر متصل می شود.
اتصال گیردار
اتصال گیردار تیرآهن یک نوع اتصال صلب در نظر گرفته می شود. زیرا اجازه نمی دهد اجزا در جهت های X، Y و Z حرکت کنند. در چنین مواقعی تنها لنگرها در این نوع اتصالات و اجزای آن ها ایجاد می شود. همانند روش های قبلی برای اتصال تیرآهن به ستون که به صورت ورق فلنج یا میله ای می باشد از ورق گیردار و نبشی استفاده می شود.
اتصال نیمه گیر دار
این نوع اتصال رایج ترین روش نحوه اتصال تیرآهن به ستون فلزی و سازه های فولادی است و بیشتر در مناطق با خطر لرزه ای کم استفاده می شود. در اتصالات تیر نیمه گیردار علاوه بر نیروهای محوری، لنگرهای خمشی نیز به عناصر اتصال اعمال می شود. اگر این اتصال ضعیف انجام شود، بار ساختمان به طور کامل به ستون منتقل نمی گردد و بنابراین عملکرد این اتصال به عنوان باربر جانبی تا حدود زیادی ضعیف می شود.
اتصال مفصلی
اتصال مفصلی تیرها، فقط در جهت X و Y حرکت آن ها را محدود می کند. علاوه بر این، این روش اتصال از لنگر عبور نمی کند و به عنوان یک سیستم باربر جانبی در سازه های کوتاه استفاده شود. برای رسیدن به چنین رابطه ای باید قسمت های بالایی و پایینی تیرآهن را با جوش یا پیچ و به کمک نبشی و ورق به ستون متصل نمود.
اتصالات تیرآهن در چه سازه هایی اجرا می شود؟
اگرچه خرید تیرآهن و استفاده از آن در اسکلت فلزی ساختمان ها امری رایج است، ولی خود ساختمان ها طبق پارامترهای مختلف با یکدیگر تفاوت دارند. معمولا این اتصالات در سازه هایی با مشخصات زیر انجام می شود:
- یک ساختمان فولادی با چندین طبقه بتنی و چندین طبقه فولادی
- ساختمان فلزی با هسته مرکزی بتنی
- سازه فولادی با تیرآهن و ستون های بتنی
- ساختمان فولادی ترکیب شده با مقاطع فولادی
مشکلات اتصال تیرآهن به ستون فولادی
اگر اتصال ایمن و پایدار ایجاد نشود، سازه فلزی می تواند آسیب جدی ببیند. این خسارات عمدتا ناشی از زلزله خواهد بود که شامل آسیب به تیرها، ستون ها، جوش ها، اجزا و فنرهای اتصال می شود. بنابراین می توان موارد زیر را به مشکلات اتصال در سازه های فلزی نسبت داد:
- خرابی باله های ستون
- خرابی تیراهن
- شکست در جوشکاری
- شکست چشمه اتصال
- خطا در ورق برشی
منشا مشکلات فوق در رعایت نکردن استانداردها در اتصالات است. این موارد عبارتند از:
- انتخاب ساختار پیوند اشتباه
- ناهماهنگی در ورق اتصال
- خطا در جوشکاری صحیح
- اگر به لبه آزاد و ضخامت ورق های اتصال توجه نشود، ممکن است مشکل به وجود آید.
- عدم رعایت فاصله مناسب بین قطعات مفصلی
- غفلت از دسترسی به نقاط کور ارتباطی
نحوه اتصال تیرآهن در ستون فلزی چه اهمیتی دارد؟
سازه های فولادی هیچ گونه بتنی در ساختار خود ندارند، بنابراین اتصالات زیادی برای حمایت از مقاطع فولادی مورد نیاز است. برای این منظور و برای جبران خلأ ناشی از وجود بتن در سازه فولادی باید از انواع روش های اتصال تیر به ستون فلزی استفاده کرد. مهم ترین موضوعی که بر اهمیت اتصالات در سازه های فولادی تاکید می کند، جابجایی قطعات و میله های مختلف سازه است که معمولاً با تیر و ستون انجام می شود.
نحوه اتصال تیر، ستون و همچنین تکیه گاه باد از عناصر و قطعات مهم یک سازه فولادی هستند که نیاز به اتصال به یکدیگر دارند. در نهایت کل این مجموعه باید قابلیت افزایش مقاومت سازه را داشته باشد تا تمامی نیروهای ممکن را به طور مساوی در مکان های سازه توزیع کند.
سخن پایانی
در این مقاله از وب سایت کیلوتن به بررسی انواع اتصالات تیرآهن و روش اتصال آن ها در سازه های فولادی پرداختیم. یکی دیگر از مواردی که بر کیفیت و ایمنی سازه فولادی تاثیر می گذارد، کیفیت تیرآهنی است که برای پروژه انتخاب می کنید. مجموعه کیلوتن با ارائه انواع تیرآهن از معتبرترین برندهای ایرانی، امکان خرید آنلاین تیرآهن و ارسال این قطعات را به سراسر کشور فراهم کرده است. برای بررسی قیمت تیرآهن و ثبت سفارش خرید محصول مورد نظر خود با کارشناسان آهن تماس بگیرید.
