انواع اتصالات سازه‌های فلزی چه ویژگی‌هایی دارند؟
سازه‌های فولادی با ایجاد اتصالات مناسب در بخش‌های استاندارد ساخته شده‌اند. اتصالات سازه‌های فلزی بخش مهمی از ساختار فولاد می‌باشند و بیشتر از هر عضو دیگر از اهمیت برخوردار هستند. هنگامی که یک عضو ساختاری در زمان بارگذاری دچار شکست شود، جایگزینی آن به سادگی امکان‌پذیر خواهد بود. هزینه‌های سازه‌ها فلزی شامل بخش بزرگی از اتصالات خواهند بود، به همین دلیل است که آن‌ها اولویت اصلی طراحی برای ایمنی ساختمان‌ها محسوب می‌شوند.
بخش‌های فولادی در سازه‌ها، اغلب شامل طول استاندارد می‌باشند. با این حال لازم است که اکثر اعضای فولادی مانند تیرآهن‌هایی که در ساختار استفاده می‌شوند، طول‌های زیادی را در بر بگیرند، همچنین فضاهای بزرگ سه بعدی را محاصره کنند. ویژگیهای تیرآهن‌ها بر روی قیمت تیر آهن تاثیرگذار است.
از این رو ارتباطات لازم در ساختار، برای ادغام این نواحی که بخشی از فضا را شامل می‌شوند، به منظور ایجاد ثبات در سازه‌ها، تحت بارهای مختلف ضروری خواهد بود. به همین جهت استفاده از اتصالات برای ایجاد یک ساختار یکپارچه با استفاده از عناصر خطی و دو بعدی نیاز می‌باشد.
طراحی اتصالات سازه‌های فلزی بخش جدایی‌ناپذیر در طراحی ساختار می‌باشند. آن‌ها مهم‌ترین اجزای ساختاری در سازه‌های فولادی می‌باشند. از این رو، درک صحیح رفتار و طراحی اتصالات سازه‌های فلزی پیش شرط لازم و حیاتی برای هر مهندس پروژه می‌باشد.
اتصالات سازه‌های فولادی
اتصال بین تیرآهن‌های فولادی در ساخت یک سازه به وسیله پیچ و مهره و یا فرایند جوشکاری صورت می‌گیرد. از پیچ و مهره‌ها معمولا در اتصالات معمولی استفاده می‌شود، زیرا آن‌ها از نظر اقتصادی مقرون به صرفه خواهند بود. در اتصالات میدانی این روش می‌تواند مزایای ایمنی بیشتری را فراهم آورد. با این وجود اتصالات به کمک فرایند جوشکاری ساده‌تر و کارآمدتر خواهند بود. نکته‌ای که وجود دارد این است که ارتباط میان سازه‌ها در ساختمان‌های چند طبقه به احتمال زیاد، لازم است که بسیار مقاوم عمل کنند.
در مکان‌هایی که به اتصالات عمیق نیاز باشد، ارائه یک بازوی بزرگ‌تر در ارتباطات می‌تواند پاسخگوی این نیاز باشد. آلیاژهای استفاده شده در تیرآهن‌های فولادی ضد زنگ سبب کاربرد آن‌ها برای اتصالات سازه‌های فلزی شده است.
انواع بسیاری از اتصالات فولادی در تیرآهن‌ها، به صورت ذاتی در آن‌ها وجود دارد. این اتصالات فولادی که عبارتند از:
- اتصالات قاب
- اتصالات نشسته
- اتصالات انعطاف‌پذیر
در ادامه هر یک از موارد فوق را بررسی خواهیم کرد.
1. اتصالات قاب
اتصالات قاب در تیرآهن‌ها منجر به پشتیبانی از سایر عناصر به کار رفته در سازه‌های فولادی خواهد شد. تفاوتی در زاویه اتصال ستون‌ها نخواهد داشت، حداقل طول زاویه اتصال باید نیمی از عمق وب در تیرآهن‌ها را شامل شود. این اندازه‌گیری برای اطمینان از میزان سفتی و سختی اجزا کافی خواهد بود. اندازه‌های استاندارد متعددی از به هم پیوستگی اجزا وجود دارد. هدف از این پیوستگی‌ها افزایش سرعت طراحی و در نتیجه ساخت و ساز می‌باشد. در این نوع پیوستگی اندازه‌های مختلف به همراه ظرفیت‌های قابل دسترسی متفاوت ارائه می‌شوند.
استرس ناشی از تحمل بار بر روی تیرآهن‌ها می‌تواند بر الگوی جوش تاثیرگذار باشد. بنابراین لازم است که این تنش‌ها همواره مورد توجه قرار گیرند.
بخشی از جوشکاری انجام شده در این بخش چالش برانگیز خواهد بود. زیرا دستیابی به جوشکاری با کیفیت بالا، به علت تاثیر اعضای فولاد در معرض باد و یا عوامل دیگر سخت خواهد بود.
2. اتصالات نشسته
برجسته‌ترین اتصالات نشسته در سازه‌های فلزی، این است که تولید تیرآهن‌هایی از این دست منجر به صرفه‌جویی در هزینه‌ها شده و در نهایت منجر به نصب فوری آن‌ها در پروژه خواهد شد. از این رو مهم‌ترین مزایای تیرآهن‌های فولادی در ساختمان‌سازی، این مصالح را به یکی از کاربردیترین مصالح تبدیل کرده است. عملکرد ارائه شده در این اتصالات به گونه‌ای است که مانع از چرخش‌های تصادفی خواهند شد، در نتیجه به پایداری ساختار کمک خواهند کرد.
در پیوستگی‌های نشسته، طراحی شبیه به اتصالات پیچ می‌باشد. اما برای جفت‌سازی به جای پیچ و مهره از این نوع استفاده می‌شود.
بار تحمیل شده به تیرآهن‌های فولادی به شکل عجیبی بر الگوی جوش آن‌ها تاثیر می‌گذارد. بنابراین مانند سایر اتصالات لازم است که در این پیوستگی نیز وزن تحمیل شده به تیرآهن‌ها مورد توجه قرار گیرد.
3. اتصالات انعطاف‌پذیر
این پیوستگی‌ها شامل صفحاتی هستند که به هر دو طرف در ساختار تیرآهن‌ها جوش داده می‌شوند. اتصالات سازه‌های فلزی باید به گونه‌ای باشند که قادر به تحمل نیروهای عمودی باشند و در عین حال به تیرآهن‌ها امکان چرخش بدون توسعه آن را بدهند. برخی از پیوستگی میان اجزا برای انواع طولانی تیرآهن‌ها طراحی شده‌اند به صورتی که در برابر تحمل انواع وزن‌ها انعطاف‌پذیری خود را حفظ می‌کنند. این به هم پیوستگی‌ها ممکن است دارای عمق جزئی و یا کلی باشند و به منظور پشتیبانی سازه‌های فلزی در ساختار قرار گرفته باشند.
در این صورت تیرآهن‌ها با حمایت ستون‌ها در محل نصب می‌شوند. این نوع اتصال نسبتا ارزان قیمت خواهد بود، اما نیاز به زمان بیشتری برای بارگذاری خواهند داشت.
بسیاری از صفحات پایه در ساختار با استفاده از تیرآهن‌های متخلخل مورد استفاده قرار می‌گیرند و مقادیر متوسط نیرو در یک تیرآهن را از ستون به ستونی دیگر متحمل می‌شوند. ورق‌های نهایی در سازه‌های فلزی به وسیله فرایند جوشکاری متصل می‌شوند. این کار به این دلیل انجام می‌شود که ظرفیت و اندازه آن به وسیله میزان قدرت تیرآهن‌های مجاور مدیریت می‌شود.
در این صورت استرس اعمال شده به انتهایی‌ترین عضو، خارج از کنترل نخواهد بود. انواع مختلفی از به هم پیوستگی‌های پایه وجود دارد: اتصالات انعطاف‌پذیر، نیمه سفت و سخت از جمله آن‌ها می‌باشند. برای جلوگیری از اشتباهات لازم است که احتیاجات با دقت بیشتری انجام شود. به عنوان مثال برش تیرآهن‌ها باید کاملا دقیق انجام شود. ورق‌های پایانی به طور پیوسته به قسمت وب در تیرآهن‌ها جوش داده می‌شوند و در نهایت به قسمت پشتیبانی متصل می‌شوند. انجام این کار به این جهت است که اتصالات موثر و ساده برای اجرای برش در تیرآهن‌ها ارائه شود. پس از در نظر گرفتن مشخصات فنی یک ساختمان، می‌توانید در مورد نحوه اتصالات سازه‌های فلزی آن تصمیم بگیرید. با این حال لازم است که به تمام ابعاد و انواع اتصالات توجه داشته باشید. به طور کلی از مقایسه تیرآهن‌های فولادی و قابهای فلزی می‌توان گفت که قاب فولادی بسیار مقرون به صرفه‌تر از سایر همتایان خود خواهد بود.
انحراف در ارتباطات میان اجزا می‌تواند هزینه کلی را افزایش دهد. نکته‌ای که وجود دارد این است که برای یک پروژه ساختمانی لازم است که اصول طراحی و مقیاس اندازه‌گیری به دقت مورد بررسی قرار گیرد. این کار می‌تواند منجر به کاهش بسیاری از هزینه‌ها و در نتیجه صرفه‌جویی در زمان فرایند ساخت پروژه گردد.
به همین جهت می‌توانید با استفاده از توصیه و تجربه کارشناسان در این زمینه بهترین تصمیم را برای طراحی اتصالات سازه‌های فلزی، خرید میلگرد، تیر آهن و سایر مصالح اتخاذ نمایید.
