در ساختوساز، دو روش اصلی برای ایجاد استخوانبندی یا اسکلت ساختمان به کار میرود: اسکلت فلزی و اسکلت بتنی. هر کدام از این روشها هنگام اجرا، جزئیات و مراحل خاص خود را دارند. در مورد اسکلت فلزی، دو شیوه متداول برای نصب وجود دارد: اتصال با پیچ و مهره و اتصال با جوش. در این نوشته، این دو روش را معرفی میکنیم.
در ساختن سازههای فولادی مانند اسکلتهای فلزی، باید قطعات به شکل اصولی و مطابق استاندارد به یکدیگر وصل شوند. این اتصالات، پس از مرحله پیسازی و ریختن فونداسیون، از مهمترین بخشهای کار به شمار میروند. هزینه اجرای اتصالات، بخش بزرگی از کل هزینه ساخت اسکلت فلزی را تشکیل میدهد. به همین دلیل، طراحی درست و مناسب اتصالات در سازههای فولادی بسیار حائز اهمیت است.
هر کدام از روشهای اتصال پیچ و مهرهای یا جوشی، مزایا و معایب خاص خود را دارند. هنگام انتخاب هر روش، باید شرایط و نحوه اجرای آن به خوبی شناخته شود. بر همین اساس، در این مطلب قصد داریم انواع اتصالات در سازههای فولادی و نقاط قوت و ضعف هر یک را بررسی کنیم.
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 نوشتار، انواع روشهای به هم پیوستن قطعات فولادی را بر پایهی ابزار و وسیلهای که برای اتصال استفاده میشود، مرور میکنیم. سپس، روند نصب و اجرای آن را در پنج گام ساده و پیاپی توضیح میدهیم.
اتصالات پرچی در سازه فولادی
پرچ یکی از روشهای قدیمی و پرکاربرد برای وصل کردن قطعات سازههای فولادی بود که از فولاد کربنی محکم و با مقاومت بالا ساخته میشد. امروزه این روش تقریباً دیگر استفاده نمیشود. اتصال پرچ به طور کلی به انواع پرچ داغ، پرچ سرد، پرچ کارخانهای و پرچ کارگاهی تقسیم میشود.
ساختار اصلی این سازه از آهن تشکیل شده و بخشهای مختلف آن به کمک پرچ به یکدیگر متصل شدهاند.
معایب استفاده از اتصال پرچ
سازههای فولادی، مانند هر نوع ساختار دیگری، دارای نقاط ضعفی هستند. در ادامه به برخی از این کاستیها اشاره میشود.
یکی از مشکلات اصلی، زنگزدگی و خوردگی فلز است. فولاد در برابر رطوبت و برخی شرایط جوی آسیبپذیر است و اگر به خوبی محافظت نشود، دچار زنگزدگی میشود که میتواند استحکام آن را کم کند.
هزینه ساخت این نوع سازهها معمولاً در مقایسه با برخی روشهای دیگر، مانند ساختمانسازی با مصالح سنتی، بیشتر است. قیمت ورقهای فولادی و اجرای تخصصی آن میتواند بودجه پروژه را افزایش دهد.
سازههای فولادی در برابر آتش مقاومت کمتری نسبت به بتن دارند. فولاد در دمای بسیار بالا نرم میشود و شکل خود را از دست میدهد که این موضوع میتواند ایمنی ساختمان را در صورت آتشسوزی شدید تحت تأثیر قرار دهد.
نیاز به نیروی متخصص و تجهیزات ویژه برای نصب و ساخت از دیگر چالشهاست. اجرای این سازهها بدون تیم ماهر و ابزار مناسب، با دشواری همراه است.
همچنین، انتقال حرارت در فولاد بالا است. این ویژگی میتواند باعث هدررفت انرژی در ساختمان شود و برای ایجاد عایق حرارتی مناسب، نیاز به تمهیدات اضافی و هزینه بیشتر دارد.
در نهایت، برخی از انواع سازههای فولادی ممکن است در برابر ارتعاشات یا ضربههای ناگهانی، انعطاف کمتری از خود نشان دهند که این موضوع در مناطق دارای خطر زلزله یا فعالیتهای صنعتی خاص نیاز به توجه ویژه دارد.
اتصالات پیچ و مهرهای در سازه فولادی و انواع آن
در این شیوه، از پیچ و مهرههای ویژهای برای به هم وصل کردن بخشهای مختلف سازههای فلزی استفاده میکنند. این پیچها و مهرهها بسیار محکم هستند و نیروی کشش زیادی را تحمل میکنند. کار کردن با پیچ و مهره، در مقایسه با روش قدیمی پرچکاری، آسانتر است و برای انجام آن نیازی به افراد بسیار متخصص نیست. برای این نوع اتصال، گونههای مختلفی از پیچ و مهره تولید و به کار گرفته میشود. در فرآیند ساخت اسکلتهای فلزی، پیچها و مهرههایی با استانداردهای ASTM A325، ASTM A490، ASTM A449 و DIN 6914 از مهمترین انواع پیچهای مورد استفاده در ساختمانسازی به شمار میروند.
اساس این سازه، یک چهارچوب فلزی است. کلید اصلی طراحی آن، نحوه اتصال قطعات است که به کمک پیچ و مهره انجام میشود. به این صورت، اجزای مختلف به هم وصل و محکم میشوند.
مزایای اتصال پیچ و مهرهای
اتصال با پیچ و مهره در مقایسه با روشهای دیگر اتصال اسکلت فلزی، فواید زیادی دارد:
اگر به این موضوع علاقه دارید، حتماً ساخت راکت تنیس با چوب: راهنمای کامل طراحی و ساخت را بخوانید.
* 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 میشود، چون احتیاجی به وسایل حرارتی و گرمایشی نیست.
* تغییر شکل و کج شدن سازه بسیار کم میشود.
* ابزار مورد نیاز ساده است و کار با سرعت خوبی پیش میرود.
* آلودگی صوتی ایجاد نمیکند.
* بلافاصله پس از سفت شدن پیچ و مهرهها، میتوان بار را روی سازه قرار داد.
* بین قطعات متصل شده در اسکلت فلزی، هیچ جابجایی یا لقی وجود ندارد.
* به دلیل تعداد کمتر پیچ و مهره، اندازه صفحات اتصال کوچکتر میشود.
معایب اتصال پیچ و مهرهای
همانند هر شیوه دیگر، استفاده از اتصال با پیچ و مهره نیز کاستیهایی دارد که در ادامه بیان میشوند:
مواد و مصالح مورد نیاز در این روش گرانقیمت هستند.
اگر بارهای لرزشی یا ضربهای به اتصال وارد شود، ممکن است پیچ و مهرهها شل شوند.
این روش باعث میشود مقاومت کششی سقف کمتر شود.
این موضوع را بهتر بشناسید با مطالعه بهترین اور فرز نجاری + راهنمای خرید تخصصی.
اگر فشار و بار بیش از اندازه به اتصال وارد شود، احتمال دارد اتصال برای همیشه بشکند.
اگر پیچ یا مهره دچار زنگزدگی و خوردگی شود، امکان شکستن اتصال وجود دارد.
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 مطلب «راهنمای خرید اینورتر جوشکاری» را بخوانید. اتصالات جوشی بسته به نحوه قرارگیری قطعات در کنار هم، به چند دسته اصلی تقسیم میشوند:
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
در این مقاله ابزار باغبانی برای مراقبت از گیاهان آپارتمانی: نکات و توصیهها اطلاعات مفیدی آمده است.
مقاله ماساژور تفنگی یا ماساژ سنتی؟ مقایسه کامل برای ریکاوری عضلات حاوی اطلاعات جامعی است.
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 نیز وزن و هزینه کمتر ساخت اشاره کرد. در ادامه، دیگر مزایای این روش اتصال را مرور میکنیم:
تحمل کامل نیروهای فشاری وارد بر سازه
مناسب بودن برای سازههای فلزی که تحت نیروهای پیچشی قرار میگیرند
مقاوم و محکم بودن اتصال بین اجزای اسکلت
زیبایی و جلوه ظاهری بهتر سازه
ایفای نقش کامل سطح مقطع در انتقال بارها به دلیل عدم وجود سوراخ در قطعات
معایب اتصالات جوشی
اتصالهای جوشی نیز دارای کاستیهای ویژهای هستند. یکی از اصلیترین کاستیهای این نوع اتصال، ناتوانی آن در انبساط بخشهای باربر است که میتواند به جمعشدگی و ترک در محل اتصال منجر شود. 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:
– تغییر شکل درونی و بیرونی به دلیل امکان تبخیر رطوبت موجود در فولاد
– نیاز به نیروی جوشکار متخصص و با مهارت برای انجام اتصال
– احتمال ایجاد خستگی و ضعف در محل اتصال قطعات فولادی به دلیل گرمای زیاد فرآیند 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 لایههای محکمتر خاک برای ساختن پیهای مقاوم، ایجاد پارکینگ و برآورده کردن دیگر نیازهای پروژه. البته رعایت نکات ایمنی و مهار کردن دیوارههای اطراف گودال — به ویژه برای گودالهای 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 استحکام را برای پی ساختمان فراهم میکند. شاید بعضی افراد این مرحله را جزو مراحل نصب اسکلت فلزی ندانند، اما در واقع موفقیت کل مراحل ساخت ساختمان، 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 انجام میگیرد. فعالیتهای این بخش باید با دقت و حساسیت بسیار بالا صورت پذیرد و حضور و نظارت بیواسطه مهندسان ناظر در این مرحله، اهمیت فوقالعادهای دارد. بدیهی است که تراز بودن صفحههای ستون، جایگیری درست آنها روی بولتها و اتصال محکم صفحات به فونداسیون، نقش بسیار مهمی در مراحل بعدی نصب اسکلت فلزی ساختمان ایفا میکند.
در مرحله نصب ستونها در ساختمانهای اسکلت فلزی، ابتدا محل دقیق قرارگیری هر ستون با دقت بررسی و علامتگذاری میشود. سپس ستونهای فلزی که از پیش ساخته شدهاند، با استفاده از جرثقیل در جای خود قرار میگیرند. پس از قرارگیری، ستونها به طور موقت در محل خود ثابت میشوند تا از حرکت آنها جلوگیری شود. در مرحله بعد، با استفاده از ابزارهای دقیق، راستا و عمود بودن ستونها کنترل و تنظیم میشود. در نهایت، پس از اطمینان از صحت جایگیری، اتصال ستونها به فونداسیون و سایر اجزای اسکلت به طور کامل و محکم انجام میگیرد. این مرحله از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا ستونها نقش اصلی در تحمل وزن ساختمان را بر عهده دارند.
3- کار گذاشتن ستون های اسکلت فلزی
روز نصب ستونهای اسکلت فلزی، مرحلهای بسیار مهم و سرنوشتساز است. ستونها یکی پس از دیگری از زمین بلند میشوند و پس از آن که به حالت کاملاً عمودی درآمدند، روی صفحههای فلزی که از قبل روی فونداسیون قرار گرفتهاند، نصب میگردند. محکم کردن هر ستون به صفحهی زیرین آن را اتصال گیردار میگویند. این اتصال لازم است، اما به تنهایی کافی نیست؛ زیرا ستونها بلند هستند و در برابر عوامل مختلف آسیبپذیرند. به همین دلیل بلافاصله پس از نصب، باید از بادبند یا دیگر انواع مهاربند استفاده کرد. در این مرحله از ساخت اسکلت فلزی، نوع اتصالها بسیار اهمیت دارد؛ اینکه اتصالها جوشی باشند یا با پیچ و مهره انجام شوند. روش جوشکاری برای اجرای اسکلت فلزی، روشی رایجتر در پروژههای ساختمانی است.
اگر سوالاتی دارید، مقاله ساخت ترامپولین خانگی + وسایل مورد نیاز به شما کمک خواهد کرد.
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 ستونها است. روشهای مختلفی برای اتصال تیر به ستون وجود دارد. بررسی دقیق و کامل همهی این روشها در ساخت اسکلت فلزی، خود نیاز به یک مقالهی تخصصی جداگانه دارد. اما به طور خلاصه میتوان گفت که سه روش اصلی اتصال «ساده یا مفصلی»، «نیمهسخت» و «سخت» وجود دارد. هرکدام از این روشها نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارند و با توجه به ویژگیهای هر پروژه، یکی از آنها انتخاب و اجرا میشود.
5- نصب بادبندها و مهارهای لازم
ساختمان یک سازه است که در برابر فشارها و تکانهای افقی آسیبپذیر میباشد و به تقویتکنندههای مناسب نیاز دارد. عواملی مانند وزش بادهای شدید و زمینلرزه، باعث ایجاد تکانهایی میشوند که اثر زیادی بر ساختمان میگذارند و به همین دلیل هنگام ساخت اسکلت فولادی، لازم است از عضوهای مهارکننده به نام بادبند استفاده شود. از میان انواع بادبند، نمونههای ضربدری، K شکل و V شکل از شناختهشدهترین آنها هستند که به طور گسترده در مراحل اجرای اسکلت فلزی به کار میروند.
نکات اجرایی اسکلت فلزی
یادتان باشد که یک پیِ نامناسب، کل کار را خراب میکند! پس اجرای نقشههای فونداسیون را بسیار جدی بگیرید و دستورالعملهای مربوط به ساخت اسکلت فلزی را با دقت و کامل انجام دهید.
اگر خودِ سازنده، کارهای پیریزی را انجام دهد، مشکلات و همپوشانیهای کاری تا حد زیادی کم میشود.
مقاله معرفی رنده نجاری شارژی 20 ولت 8603؛ ابزاری ایدهآل برای کارگاه حاوی اطلاعات جامعی است.
بارگیری قطعات و انتقال آنها به محل نصب، باید با نهایت دقت و حساسیت انجام شود.
تا زمانی که از برقراری کامل ایمنی در محل اجرای پروژه مطمئن نشدهاید، نباید به گروه نصب اجازه شروع کار بدهید.
اگرچه مراحل 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 و مناسب اتصالات در سازههای فلزی، هم برای ایمنی و هم برای مقرونبهصرفه بودن ساختمان، بسیار مهم است. هر اتصالی باید به گونهای طراحی شود که ساده و عملی باشد و طراح به خوبی بداند نیروها چگونه منتقل میشوند، اجزای مختلف چقدر مقاوم هستند، نیروها چگونه پخش میشوند و این نیروها چه تأثیری بر بخشهای مختلف سازه میگذارند. رعایت استانداردهای تعیینشده، ساخت و نصب را آسانتر میکند و باعث میشود کار سریعتر و اقتصادیتر پیش برود.
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.
فولادها پس از انجام فرآیندهای حرارتی مناسب و ایجاد تغییرات ریز در ساختارشان، تولید و به کار گرفته میشوند. فولاد در اصل آلیاژی است که از ترکیب آهن و کربن به وجود میآید. با اضافه کردن موادی مانند گوگرد، کروم، نیکل، فسفر و منگنز به این ترکیب، ویژگیهای خاصی به آن افزوده میشود. برای نمونه، اضافه کردن مس باعث میشود فولاد در برابر زنگزدگی و خوردگی مقاومت بهتری پیدا کند.
با افزودن منگنز و کربن میتوان به استحکام تسلیم و استحکام کششی بالاتری دست یافت. اما این کار دو نقطه ضعف نیز دارد: فولاد حاصل سختتر میشود و قابلیت انعطاف و شکلپذیری آن کاهش مییابد.