انواع اتصالات سازه های فولادی؛ کاربردها و معایب آن
اصول و انواع اتصالات سازه های فولادی چیست؟ چگونگی استفاده از هر یک از آن‌ها و مزایا و معایب آن‌ها چیست؟ در راستای اتصال و یکپارچگی اجزای سازه‌های فولادی، روش‌های جوشکاری و پیچ‌کاری به کار می‌رود. حتی با استفاده از تیر و ستون‌های با کیفیت در ساختمان‌سازی، در صورت عدم اجرای صحیح این اتصالات، ایمنی لازم در برابر فشارهای مختلف فراهم نخواهد شد و ممکن است منجر به آسیب‌های جانی و مالی گردد.
انواع اتصالات سازه های فولادی
قبلاً، استفاده از پرچ برای اتصال سازه‌های فولادی رایج بود؛ اما در حال حاضر، برای اتصال اجزای سازه‌های فولادی از پیچ و جوش استفاده می‌شود. انتخاب نوع ابزار اتصال و روش مناسب برای اتصال سازه‌های فولادی یکی از تصمیمات اساسی در فرآیند ساخت مختلف سازه‌ها است. رایج‌ترین انواع اتصالات سازه‌های فولادی عبارتند از:
- اتصالات پرچی
- اتصالات پیچی
- اتصالات جوشی
در ادامه، هریک از این اتصالات به صورت مختصر شرح داده می‌شود.
اتصالات پرچی در سازه های فولادی
در گذشته، میخ‌های پرچ به عنوان قدیمی‌ترین ابزار اتصال در سازه‌های فولادی شناخته می‌شدند. در سال‌های گذشته، اتصالات فولادی اکثراً از طریق پرچ کاری یا جوش کاری انجام می‌شدند. اما با گذر زمان، به جای پرچ‌ها، پیچ‌های با مقاومت بالا مورد استفاده قرار گرفته‌اند. امروزه، با پیشرفت تکنولوژی و روش‌های جدید، استفاده از اتصالات پرچی به شدت کاهش یافته است.
اما باید توجه داشت که برای درک دقیق و ارزیابی صحیح سازه‌های قدیمی، آشنایی با این نوع اتصالات بسیار حائز اهمیت است.
پیشنهاد مقاله؛ انواع اسکلت بندی ساختمان، مزایا و معایب
میخ پرچ از سه جزء اصلی تشکیل شده است: کلاهک، شنک، و تنه و دم. اتصالات سازه‌های فولادی از جمله پرچ کاری، که با استفاده از میخ پرچ انجام می‌شود، یکی از فرآیندهای اصلی است. در این روش، از دو میخ پرچ بلند و کوتاه استفاده می‌شود. تنه میخ پرچ از فولاد با مقاومت کششی بالا (فولاد کربنی) ساخته شده است که ساختار آن به صورت توخالی می‌باشد.
برای آغاز این فرآیند، ابتدا قطعاتی که باید متصل شوند، سوراخ می‌شوند. سپس میخ پرچ بلند با استفاده از حرارت زیاد داغ می‌شود و از درون سوراخ‌ها عبور داده می‌شود. در مرحله بعد، میخ پرچ کوتاه در دستگاه پرچ قرار می‌گیرد و مقابل دم میخ پرچ بلند قرار می‌گیرد.
در مرحله آخر، دستگاه پرچ این دو میخ را با فشار زیاد به یکدیگر متصل می‌کند و اتصال پرچی شکل می‌گیرد.
معایب استفاده از پرچ کاری در سازه های فولادی
استفاده از پرچ کاری در سازه‌های فولادی معایبی را به همراه دارد که به علت این موارد، این نوع اتصال از استانداردهای مختلف حذف شده است. برخی از این معایب عبارتند از:
- استفاده از پرچ کاری نیازمند نیروی انسانی با تجربه و مهارت است که باعث افزایش هزینه‌های مربوط به آن می‌شود.
- پرچ کاری مصرف انرژی را افزایش می‌دهد و همچنین احتمال وقوع حوادثی مانند آتش‌سوزی را در طول این عملیات افزایش می‌دهد.
- صدای بلندی که در حین انجام عملیات پرچ کاری ایجاد می‌شود، می‌تواند مزاحمت‌هایی را برای محیط و کارکنان ایجاد کند.
- اتصالات فلزات به وسیله پرچ کاری، مقاومت کمتری در برابر رخدادهای طبیعی مانند زلزله دارند.
- در هنگام تعمیر و نگهداری، باز کردن و جایگزینی پرچ‌های قبلاً نصب شده دشوار و زمان‌بر است.
پیشنهاد مقاله؛ فولاد ساختمانی چیست و کاربردهای آن
پرکاربردترین ابزار اتصال در سازه های فولادی
یکی از پرکاربردترین ابزارهای اتصال در سازه‌های فولادی، پیچ است. در واقع، پیچ کاری به فرآیندی اشاره دارد که با استفاده از پیچ و مهره، اعضای سازه به یکدیگر متصل می‌شوند. در اتصالات سازه‌های فولادی، از پیچ‌های با مقاومت بالا استفاده می‌شود که یکی از رایج‌ترین انواع آن‌ها، پیچ‌های با کد A307 می‌باشد که جزو پیچ‌های معمولی و با مقاومت بالا محسوب می‌شوند.
پیچ‌های با مقاومت بالا به دو گروه زیر تقسیم می‌شوند:
- پیچ با کد A325
- پیچ با کد A490
این پیچ‌ها به عنوان پیچ‌های ساختمانی استفاده می‌شوند.
مزایای اتصالات پیچی در سازه های فولادی
فرآیند پیچ کاری در مقایسه با پرچ کاری بسیار ساده است و برای اجرای آن نیازی به نیروی کار حرفه‌ای نیست. اتصالات پیچی انعطاف‌پذیری خوبی دارند، بنابراین در حین عملیات تعمیر و نگهداری، باز کردن و جایگزینی پیچ‌های قبلاً نصب شده، کار ساده‌ای است. استفاده از این نوع اتصال برای اجزای تحت کشش، برش و ترکیبی مناسب است. استفاده از اتصالات پیچی در سازه‌های فولادی مزایایی دارد که شامل موارد زیر می‌شود:
- استفاده از پیچ، سرعت ساخت سازه را افزایش می‌دهد و در نتیجه نصب اتصالات با سرعت بالا انجام می‌شود.
- استفاده از پیچ در اتصالات سازه‌های فولادی، نیازی به نیروی انسانی حرفه‌ای و ماهر ندارد.
- در فرآیند پیچ کاری، استفاده از نیروی انسانی به حداقل می‌رسد.
- در حین انجام عملیات پیچ کاری، صدایی تولید نمی‌شود.
- از فرآیند پیچ کاری می‌توان حتی در مکان‌های کوچک نیز استفاده کرد.
پیشنهاد مقاله؛ انواع فولاد، روش های تولید و کاربرد آن
معایب اتصالات پیچی در سازه‌های فولادی
معایب اتصالات پیچی در سازه‌های فولادی علاوه بر مزایایی که ذکر کردیم، شامل موارد زیر است:
- استفاده از اتصالات پیچی ممکن است در هنگام اعمال بارهای لرزشی یا ضربه‌ای، باعث شل شدن اتصالات شود.
- در صورت اعمال بارهای بسیار زیاد، احتمال شکست دائمی اتصالات وجود دارد.
- با خوردگی پیچ و مهره، احتمال شکست اتصالات افزایش می‌یابد.
- استفاده از اتصالات پیچی نیازمند استفاده از مصالح خاصی است که این مصالح ممکن است هزینه بالایی داشته باشند.
انواع اتصالات اسکلت فلزی
اتصال ساده
این نوع اتصالات معمولاً در قاب‌های ساده و اتصال تیرهای فرعی به اصلی استفاده می‌شود. در محل اتصال، این روش هیچ گونه گیرداری ندارد و دوران در این محل به راحتی امکان‌پذیر است. اتصال ساده برای انتقال نیروی برشی طراحی و محاسبه می‌شود.
اتصالات ساده تیر به ستون
اتصالات ساده تیر به ستون و شاه تیر دو نوع هستند:
اتصال با جفت نبشی جان
در کارگاه، جوش بین نبشی تیر و ستون انجام می‌شود.
اتصال با نبشی نشیمن
از اتصال با نبشی نشیمن در عملیاتی که نیاز به تنظیم نسبتاً کوچکی دارد، مانند عملیات تا حدود ۱۵ تن، استفاده می‌شود. یکی از مزایای این نوع اتصال، سهولت در نصب و تنظیم تیر است.
اتصال گیردار
اتصالات گیردار شامل نکات مهمی هستند که از جمله آن‌ها می‌توان اشاره کرد به:
- استفاده از اتصالات گیردار در قاب‌های خمشی.
- در اتصال گیردار، در مقایسه با اتصال ساده، دورانی با توجه به درجه گیرداری انجام نمی‌شود.
- در اتصال گیردار، علاوه بر اتصال جان تیر به بالای ستون، اتصال صفحات در بالا و پایین نیز انجام می‌شود.
اتصال تیر به ستون
اتصال تیر به ستون به صورت‌های مختلفی انجام می‌شود که شامل:
- اتصال دو پل ممتد خورجینی
- اتصال دو پل به ستون کناری
- اتصال یک پل ممتد به ستون
- اتصال سه پل به ستون
- اتصال دو پل ممتد خورجینی و دو پل غیرممتد
جمع بندی نهایی
اتصالات سازه‌های فولادی، از جمله عناصر حیاتی در طراحی و ساخت سازه‌های صنعتی و ساختمانی می‌باشند. با توجه به تنوع نیازها و شرایط محیطی، انواع مختلفی از اتصالات برای اتصال اجزای سازه‌های فولادی استفاده می‌شود. از جمله این اتصالات می‌توان به اتصالات پرچی، پیچی، و گیردار اشاره کرد. هرکدام از این اتصالات ویژگی‌ها و مزایا و معایب خاص خود را دارند. مثلاً، اتصالات پرچی به دلیل نیاز به نیروی انسانی ماهر و هزینه‌های بالا، به شکل گسترده‌ای مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.
در عوض، اتصالات پیچی به سرعت و سهولت اجرا و همچنین ایمنی بیشتری در مقابل بارهای لرزشی مشهورند. همچنین، اتصالات گیردار برای افزایش پایداری و ایمنی سازه‌ها، به خصوص در قاب‌های خمشی، بسیار موثر هستند. در نهایت، انتخاب نوع اتصال مناسب باید با توجه به نیازها و شرایط خاص هر پروژه، با دقت و دانش فنی انجام شود.
اتصالات پرچی در سازه‌های فولادی چگونه کار می‌کنند؟
پرچ‌ها برای اتصال قطعات فولادی از طریق سوراخ‌هایی که در قطعات می‌سازند استفاده می‌شوند. این سوراخ‌ها با استفاده از پرچ‌ها پر می‌شوند و به این ترتیب، قطعات به یکدیگر متصل می‌شوند.
آیا اتصالات پیچی در سازه‌های فولادی مقاومت بیشتری نسبت به اتصالات پرچی دارند؟
اتصالات پیچی معمولاً مقاومت بیشتری نسبت به اتصالات پرچی دارند. زیرا پیچ‌ها می‌توانند با توجه به نیاز به قدرت بیشتری فشرده شوند و بنابراین اتصالات بسیار محکمی را فراهم می‌کنند.
چه زمانی باید از اتصالات گیردار در سازه‌های فولادی استفاده کرد؟
اتصالات گیردار به خصوص برای سازه‌هایی که تحت بارهای خمش قوی قرار می‌گیرند، مفید هستند. این اتصالات معمولاً در قاب‌های خمشی استفاده می‌شوند و باعث افزایش پایداری و استحکام سازه می‌شوند.
بدون دیدگاه