سازه فولادی چیست؟ (قسمت دوم)

فولاد ساختمانی چیست؟

«فولاد ساختمانی» (Structural Steel)، یکی از انواع فولاد است که به عنوان مصالح ساختمانی و با شکل‌های متنوع در ساخت سازه‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته فولاد ساختمانی در صنایع معدنی، ترابری، دریایی و انرژی نیز کاربرد دارند. با این وجود، حدود 50 درصد از فولاد تولید شده در جهان به عنوان مصالح ساختمان‌سازی مصرف می‌شوند.

مشخصات مکانیکی فولاد ساختمانی چه هستند؟

مشخصات مکانیکی فولاد ساختمانی، آن را به یکی از گزینه‌های مناسب برای اجرای ساختمان‌ها و پل‌ها تبدیل کرده است. جدول زیر، بازهای از مشخصات انواع فولاد ساختمانی را نمایش می‌دهد.

ویژگیبازه
چگالی7.75 تا 8.1 گرم بر سانتی‌متر مکعب
مدول الاستیسیته190 تا 210 گیگاپاسکال
نسبت پواسون0.27 تا 0.3
مقاومت کششی370 تا 1300 مگاپاسکال
مقاومت تسلیم180 تا 1800 مگاپاسکال
عدد سختی85 تا 630 کیلوگرم

انواع فولاد ساختمانی کدام هستند؟

ترکیب شیمیایی تمام فولادهای ساختمانی یکسان نیست. این ترکیب بر روی خواص مکانیکی فولاد تاثیر مستقیم دارد. به منظور اجرای سازه‌های فولادی، معمولا از فولاد ساختمانی با مشخصات فیزیکی (ترکیب شیمیایی) متناسب با کاربری مورد نظر استفاده می‌شود. فولاد کربنی، فولاد کم آلیاژ پر استحکام، فولاد بازپخت شده و فولاد آهنگری شده از پرکاربردترین انواع فولاد ساختمانی هستند که در ادامه به معرفی آن‌ها می‌پردازیم.

فولاد کربنی چیست؟

«فولاد کربنی» (Carbon Steel)، یکی از انواع ویژه فولاد با درصد کربن نسبتا زیاد (حداکثر 3.8 درصد) است. این نوع فولاد، از استحکام بسیار بالا بهره می‌برد. همین موضوع، فولاد کربنی را به یکی از گزینه‌های مناسب برای تولید فولاد ساختمانی تبدیل می‌کند. اکثر فولادهای مورد استفاده در پروژه‌های ساختمانی از نوع کربنی هستند.

فولاد کم آلیاژ پر استحکام چیست؟

«فولاد کم آلیاژ پر استحکام» (High-Strength Low-Alloy Steel) یا HSLA، یکی از انواع فولاد آلیاژی است که مشخصات مکانیکی بهتری را نسبت به فولاد کربنی فراهم می‌کند. با این وجود، شکل‌پذیری این نوع فولاد، حدود 30 تا 40 درصد کمتر از شکل‌پذیری فولاد کربنی است. از انواع فولادهای HSLA می‌توان به فولاد کم آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی اشاره کرد.

فولاد بازپخت شده چیست؟

«فولاد کم آلیاژ تبرید و بازپخت شده» (Quenched and Tempered Alloy Steel)، آلیاژی است که طی فرآیند «کوئنچ و تمپر» (Quenching and Tempering) ساخته می‌شود. اعمال حرارت بالا و سرد کردن سریع، سختی و استحکام فولاد آلیاژی را افزایش می‌دهد. فرآیند تولید فولاد تبرید و بازپخت شده نیاز به کنترل بالایی دارد و دستیابی به ساختارهای میکروسکوپی همگن در آن دشوار است. این موضوع، امکان شکنندگی و ترک‌خوردگی در برخی از این فولادها را افزایش می‌دهد.

فولاد آهنگری چیست؟

«فولاد آهنگری شده» (Forged Steel)، یکی از انواع فولاد ساختمانی است که تحت فشار بسیار بالا تولید می‌شود. تخلخل سطحی پایین، ساختار ریزتر، استحکام کششی بیشتر، مقاومت در برابر خستگی و شکل‌پذیری مناسب از ویژگی‌های بارز فولاد آهنگری شده هستند. هزینه و زمان تولید فولاد آهنگری بیشتر از دیگر فولادهای ساختمانی است.

انواع تیرآهن یا پروفیل فولادی کدام هستند؟

فولاد ساختمانی در شکل‌ها و ابعاد متنوعی ساخته می‌‌شود. به اشکال مختلف فولادهای ساختمانی، تیرآهن یا «پروفیل فولادی» (Steel Profile) می‌گویند. پروفیل های فولادی با توجه به مشخصات فیزیکی و مکانیکی، به صورت تکی یا مرکب در اجرای عضوهای سازه‌ای نظیر تیر و ستون مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه، به معرفی پرکاربردترین پروفیل‌ های ساختمانی می‌پردازیم.

پروفیل I

یکی از مهم‌ترین پروفیل‌های مورد استفاده برای ساخت سازه های فولادی، تیرآهن‌های I شکل هستند. شکل سطح مقطع این پروفیل‌ها، به دلیل ممان اینرسی بالا، مقاومت عضوهای فولادی را در بارگذاری‌های خمشی افزایش می‌دهد. تیرآهن I شکل معمولا در انواع معمولی (INP)، نیم پهن (IPE) و بال پهن (IPB) تولید می‌شود. تیرآهن بال پهن دارای انواع سبک وزن (IPBL)، متوسط و سنگین وزن (IPBV) است. پروفیل‌های I شکل تکی به عنوان تیر (عضو خمشی) و پروفیل‌های I شکل تکی یا مرکب (دوتایی) به عنوان ستون (عضو فشاری) در اسکلت فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرند. البته به دلیل ماهیت بارهای اعمال شده بر روی هر یک از این اعضا، ضخامت جان و بال‌های مورد استفاده در هر عضو با یکدیگر تفاوت دارد.

پروفیل I

پروفیل C یا ناودانی

ناودانی یا پروفیل C شکل، از انواع تیرآهن‌های مورد استفاده در ساخت ستون‌های مرکب، تیرهای مشبک، خرپا و بادبند سازه های فولادی است. شکل نامتقارن این پروفیل، باعث مقاومت خمشی پایین آن نسبت به پروفیل‌های I شکل می‌شود. از این‌رو، تیرآهن ناودانی معمولا به صورت دوبل (تصویر زیر) مورد استفاده قرار می‌گیرد. ناودانی لبه شیب دار (UPN) و تیرآهن ناودانی با لبه موازی (UPE)، از انواع پروفیل C هستند.

پروفیل C یا ناودانی

پروفیل L یا نبشی

نبشی یا پروفیل L شکل، از پرکاربردترین تیرآهن‌ها برای ساخت مقاطع مرکب به صورت تکی یا دوبل است. تیر آهن نبشی به دو صورت نبشی با بال مساوی و نبشی با بال نامساوی در طول‌های 6، 12 و 15 متر تولید می‌شود.

نبشی و ترکیب‌های آن برای ساخت مقاطع مرکب
نبشی و ترکیب‌های آن برای ساخت مقاطع مرکب

پروفیل T یا سپری

سپری یا پروفیل T شکل، از دیگر انواع تیرآهن‌های مورد استفاده برای ساخت خرپا، در، پنجره، سقف شیروانی و اسکلت سقف کاذب در سازه های فولادی است. این تیرآهن در دو نوع با قاعده و ارتفاع برابر و قاعده دو برابر ارتفاع تولید می‌شود. تیرآهن سپری نیز مانند ناودانی از مقاومت خمشی پایین برخوردار است. به علاوه، سطوح مایل بال‌های این پروفیل، اتصالات آن را مشکل می‌کند.

پروفیل T یا سپری

پروفیل Z

پروفیل Z شکل، تیرآهنی است که بیشتر در زیرسازی سقف‌های سیب‌دار کاربرد دارد. از این پروفیل‌ها در کشتی‌سازی نیز استفاده می‌شود.

پروفیل Z

ورق و تسمه فولادی

ورق فولادی یا پلیت فولادی، از پروفیل‌های پرکاربرد برای ساخت تیرهای مرکب و مشبک است. این اجزای فولادی به طور گسترده در اتصالات سازه های فولادی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. ورق‌های فولادی معمولا در ابعاد متنوع (عرض تا ۳ متر، طول تا 15 متر و ضخامت بین 5 تا 6 میلی‌متر) تولید می‌شوند. به ورق‌هایی که عرض آن‌ها کمتر از 160 میلی‌متر باشد، تسمه می‌گویند.

ورق و تسمه فولادی

میلگرد، قوطی و مقاطع دیگر

میلگرد و قوطی، از دیگر پروفیل‌های پرکاربرد در ساخت سازه های فولادی هستند. میلگردها از قطر 5 تا 220 میلی‌متر و قوطی‌ها از مقطع 6*6 تا 150*150 میلی‌متر ساخته می‌شود. پروفیل‌های شش ضلعی و دایره‌ای نیز در اجرای ساختمان اسکلت فولادی کاربرد دارند. البته این پروفیل‌ها در موارد خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مقطه دایره ای و مربعی و شش ضلعی

علامت اختصاری پروفیل فولادی در نقشه کشی سازه فولادی

هر یک از پروفیل‌های فولادی، دارای یک علامت استاندارد در نقشه‌های اجرایی ساختمان هستند. جدول زیر، علائم اختصاری پروفیل‌های فولادی را نمایش می‌دهد.

نوع پروفیلشکل مقطع پروفیلعلامت اختصاری پروفیل
تیرآهن معمولی (نرمال)INP
تیرآهن نیم پهنIPE
تیرآهن بال پهن (سبک وزن)IPBL
تیرآهن بال پهن (متوسط وزن)IPB
تیرآهن بال پهن (سنگین وزن)IPBV
ناودانیUNP
تیرآهن ZZ
نبشی با دو بال مساویL
نبشی با دو بال نامساوریL
قوطی (چهارگوش)
پروفیل توخالی دایره شکل (لوله)
سپری با ارتفاع و قاعده مساویT
سپری با ارتفاع و قاعده نامساویT
میلگرد ساده∅∅
میلگرد آج‌دار
چهارگوش توپر
تسمه___ یا PL
ورق (پلیت)PL

اجزای سازه فولادی کدام هستند؟

اجزای سازه‌های فولادی بر اساس عملکرد مورد انتظارشان در برابر بارهای مختلف تقسیم‌بندی می‌شوند. بر این اساس، سازه‌های فولادی را می‌توان به اعضای کششی، فشاری، خمشی، ترکیبی و اتصالات تقسیم‌بندی کرد. در ادامه به معرفی هر یک از این موارد می‌پردازیم.

اعضای کششی سازه فولادی

اعضای کششی سازه های فولادی، المان‌هایی هستند که برای نگهداری و انتقال بارهای محوری کششی (افزایش طول) طراحی می‌شوند. از مثال‌های اعضای کششی سازه فولادی می‌توان به مهاربند (ساختمان و پل)، المان‌های خرپا، کابل‌های سقف کاذب و کابل‌های پل معلق اشاره کرد.

  • کابل و سیم فولادی: این نوع المان‌ها در بالابر، دکل، جرثقیل، گره، آویز و عضوهای معلق‌کننده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
  • میلگرد و میله فولادی: به منظور تحمل بارهای کششی در عضوهای نسبتا کوچک یا اتصالات مفصلی می‌توان از این المان‌ها استفاده کرد.
  • پروفیل‌های فولادی تکی: نبشی، ناودانی، سپری و دیگر پروفیل‌های تکی نیز به عنوان اعضای کششی در سازه های فولادی به کار می‌روند. این المان‌ها از صلبیت بیشتری نسبت به میلگردها برخوردارند. البته مشکل برخی از پروفیل‌های تکی، تقارن آن‌ها در یک محور است. این موضوع صلبیت آن‌ها را نسبت به پروفیل فولادی I شکل کاهش می‌دهد.
  • پروفیل‌های فولادی مرکب: به منظور ساخت عضوهای کششی با صلبیت بیشتر می‌توان پروفیل‌های تکی را با هم ترکیب کرد. ترکیب دو یا چند ناودانی/نبشی، متداول‌ترین روش برای انجام این کار است. پروفیل‌های فولادی مرکب صلبیت کمتری نسبت به تیرآهن I شکل دارند اما هزینه ساخت آن‌ها کمتر است.
نمونه‌ای از یک سازه فولادی متشکل از المان‌های فولادی
مهاربند، نمونه‌ای از اعضای کششی در ساختمانی با اسکلت فولادی

اعضای فشاری سازه فولادی

ستون در ساختمان فولادی به عنوان متداول‌ترین عضو فشاری شناخته می‌شود. علاوه بر ستون، پست و یال فوقانی خرپا نیز همیشه به عنوان اعضای فشاری در سازه های فولادی در نظر گرفته می‌شوند. این اعضا، وظیفه تحمل بارهای محوری فشاری (در راستای کاهش طول) و انتقال آن‌ها از عضوهای بالایی (تیر و دال) به عضوهای پایینی (تیر، کف یا فونداسیون) را برعهده دارند.

ستون‌های اجرا شده در یک ساختمان با اسکلت فولادی
ستون در ساختمان با اسکلت فولادی، مهمترین عضو فشاری است.

اعضای خمشی سازه فولادی

اعضای خمشی سازه های فولادی، المان‌هایی هستند که معمولا تحت تاثیر بارهای اعمال شده بر راستای عمود بر محور طولی‌شان قرار دارند. در سازه‌های فولادی، المان‌هایی نظیر تیر، شاه‌تیر، تیرچه و غیره به عنوان اعضای خمشی در نظر گرفته می‌شوند. تقریبا تمام انواع سازه‌های فولادی دارای اعضای خمشی هستند.

بار مرده تیر فولادی
وزن دیوار و کف به عنوان بارهای مرده اعمال شده بر روی تیر فولادی

اعضای تحت ترکیبی از بارها

در بسیاری موارد، اعضای سازه های فولادی در معرض ترکیبی از بارهای محوری، خمشی، برشی و پیچشی قرار می‌گیرند.

اتصالات سازه فولادی کدام هستند؟

اتصالات، از مهم‌ترین اجزای سازه های فولادی هستند که وظیفه کنار هم نگه داشتن عضوها و توزیع مناسب نیروهای اعمال شده بین آن‌ها را بر عهده دارند. علاوه بر این، این اتصالات به منظور اتصال چندین پروفیل برای ساخت مقاطع بزرگ‌تر یا افزایش طول استاندارد پروفیل‌ها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواع اتصالات سازه های فولادی، عبارت هستند از:

  • بر اساس ابزار اتصال
    • پرچی
    • پیچی
      • معمولی (A307)
      • با مقاومت بالا (A325 و A490)
    • جوشی
      • سر به سر
      • روی هم
      • گوشه
      • لبه
      • سپری
  • بر اساس توزیع نیروهای داخلی
    • خمشی، صلب یا گیردار
      • جوشی
      • فلنجی
      • صفحه‌ای
    • برشی، نیمه صلب یا ساده
      • نبشی
      • صفحه‌ای یا تک ورق
      • نشیمن یا نبشی نشیمن
      • T شکل
    • محوری
      • وضله‌ای
      • مهاربند
      • خرپا
  • بر اساس المان‌های سازنده
    • ورق و نبشی
      • نبشی جان تیر
      • نبشی نشیمن
  • بر اساس عضوهای متصل شونده
    • تیر به ستون
    • تیر به تیر
    • ستون به ستون
    • کف ستون (صفحه ستون)
  • بر اساس روش اجرا
    • صنعتی (در کارگاه)
    • برجا (در محل پروژه)
اتصالات پیچی در سازه فولادی
نمونه‌ای از اتصالات پیچی در سازه فولادی (تیر به ستون و مهاربند به تیر)

استاندارد طراحی اتصالات سازه های فولادی

بند 10-2-9 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (1392)، به معرفی الزامات طراحی اتصالات سازه فولادی پرداخته است. به طور کلی، مقاومت مورد نیاز اتصالات، بر اساس نتایج تحلیل سازه برای ترکیبات بارگذاری طراحی یا بر مبنای مقاومت مورد نیاز عضوهای متصل شونده در محل اتصال تعیین می‌شود.

مراحل اجرای سازه فولادی کدام هستند؟

اجرای سازه فولادی طی فرآیندهایی نظیر بلند کردن، جانمایی و نصب اتصالات پروفیل‌های فولادی یا المان‌های پیش ساخته انجام می‌گیرد. تکمیل ایمن، سریع و اقتصادی این فرآیندها به تصمیمات اتخاذ شده در مرحله طراحی سازه بستگی دارد. از این‌رو، مرحله‌ای برای برنامه‌ریزی و تعیین برنامه زمانبندی اجرای سازه در نظر گرفته می‌شود.

برنامه ریزی اجرای سازه فولادی

به منظور دستیابی به سازه‌ای با کیفیت و مقرون به صرفه در بازه زمانی مشخص، برنامه زمان‌بندی اجرایی سازه های فولادی در همان مراحل اولیه طراحی تهیه می‌گردد. در این برنامه، مسائلی نظیر توالی ساخت، پارامترهای طراحی موثر بر ساخت پذیری و نرخ باربری در نظر گرفته می‌شوند. در ادامه، به معرفی هر یک از این موارد می‌پردازیم.

توالی ساخت سازه فولادی چیست؟

«توالی ساخت» (Construction Sequence)، ترتیب اجرای فعالیت‌های مختلف برای تکمیل سازه است. به عنوان مثال، تهیه نقشه‌های سازه، پیکتاژ، گودبرداری و اجرای سازه نگهبان، معمولا به عنوان اولین مرحله در اجرای پروژه‌های ساختمانی در نظر گرفته می‌شود. برای طراحی سازه های فولادی و تهیه برنامه زمانبندی مناسب با توجه به توالی ساخت، عوامل زیر در نظر گرفته می‌شوند:

  • روش و توالی برپایی: محل قرارگیری سیستم‌های بادبند و دیگر سیستم‌ها
  • روش و توالی اتصال: نصب راحت اتصالات
  • روش جابجایی: بلند کردن و جانمایی عضوها

انتخاب اتصالات با نحوه اجرای ساده، بر روی قابلیت جوشکاری در محل پروژه تاثیر می‌گذارد. به منظور جوشکاری صفحات در محل پروژه، اعضای سازه باید ثابت نگه داشته شوند. این کار، دقت جوش و صلبیت آن را بهبود می‌بخشد. در اکثر مواقع، چنین شرایطی منجر به تهیه اتصالات پیچی موقت و نگهدارنده‌های اضافی موقت می‌شود. تهیه المان‌های موقت و اضافی، هزینه جوشکاری در محل پروژه را افزایش می‌دهد.

پارامترهای طراحی سازه فولادی

به منظور تهیه برنامه زمانبندی، باید پارامترهای طراحی زیر را در نظر گرفت:

  • نوع سازه: روش مرسوم اجرای آن
  • روداری: هر چه بازه رواداری کمتر باشد، نیاز به کنترل مداوم اجرا و توالی آن بیشتر می‌شود.
  • نوع اسکلت: معمولا گزینه‌های اولیه، اسکلت پیوسته یا مهاربندی شده هستند.
  • سیستم کف: در ساختمان‌های چند طبقه، سیستم کف بر روی نحوه برپایی المان‌ها و توالی ساخت تاثیر می‌گذارد.

نرخ باربری چیست؟

یکی دیگر از عوامل موثر در هنگام تهیه برنامه برای اجرای سازه فولادی، تعداد اعضای قابل حمل در یک بازه زمانی مشخص است. تعداد اعضای قابل اجرای سازه های فولادی به نوع وسیله جابجایی (مانند جرثقیل) و میزان دسترسی به آن (توان عملیاتی) بستگی دارد. سرعت جابجایی جرثقیل‌ها با یکدیگر متفاوت است. به علاوه، بهره‌وری بهینه آن‌ها با تعیین بهترین محل استقرار حاصل می‌شود. نرخ باربرداری و باربری، مسئله‌ای است که حتما باید در مرحله برنامه ریزی اجرای سازه فولادی مورد بررسی قرار گیرد.

برپایی سازه فولادی چیست و چگونه انجام می‌شود؟

برپایی سازه فولادی، فرآیند بلند کردن و جانمایی عضوها یا المان‌های مختلف و آماده‌سازی آن‌ها برای اجرای اتصالات است. از اصلی‌ترین فعالیت‌های برپایی سازه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • بررسی مناسب و ایمن بودن فونداسیون برای شروع برپایی سازه
  • باربرداری یا اصطلاحا «لیفتینگ» (Lifting) و جانمایی مولفه‌های سازه در محل مورد نظر با استفاده از جرثقیل یا جک
    • نصب اولیه اتصالات پیچی بدون محکم کردن کامل برای اطمینان از پیوستگی اعضا
  • هم‌تراز کردن مولفه‌های سازه با بررسی قرارگیری صفحه ستون‌ها در یک راستا و شاقول بودن ستون‌ها
    • تغییر یا تنظیم اتصالات ستون به تیر برای اطمینان از شاقول بودن ستون‌ها
  • محکم کردن کامل اتصالات برای اطمینان از یکپارچکی و صلبیت اسکت سازه فولادی

روش برپایی سازه فولادی چیست؟

جرثقیل و بالابر، متداول‌ترین روش مورد استفاده برای برپایی ساختمان و پل‌های فولادی است.

چرثقیل چیست ؟

«جرثقیل» (Crane)، یکی از متداول‌ترین تجهیزات جابجایی و جانمایی قطعات در پروژه‌های مهندسی است. این وسیله به گسترده در ساخت ساختمان‌های متوسط تا بزرگ و پل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. جرثقیل‌ها به دو دسته کلی متحرک و ثابت تقسیم‌بندی می‌شوند.

استفاده از جرثقیل ثابت برای برپایی سازه فولادی
استفاده از جرثقیل ثابت برای برپایی سازه فولادی

بالابر چیست؟

بالابر، وسیله‌ای است که برای دسترسی به اسکلت فولادی در حین اجرای عملیات‌های برپایی نظیر محکم کردن اتصالات مورد استفاده قرار می‌گیرد. بالابرها را می‌توان هم بر روی زمین و هم بر روی بخش‌های تکمیل شده سازه فولادی مستقر کرد. البته پیش از استقرار بالابر بر روی المان‌های سازه، باید مسائل ایمنی را مورد بررسی قرار داد.

سرعت برپایی سازه فولادی

سرعت برپایی و اجرای سازه فولادی، وابستگی زیادی به تعداد جرثقیل‌های و تجهیزات جابجایی دارد. برای به حداقل رساندن تجهیزات جابجایی مورد نیاز، باید تا حد ممکن از المان‌های پیش ساخته استفاده کرد. در صورتی که میزان دسترسی به جرثقیل پایین باشد (جرثقیل موجود جوابگوی فعالیت‌های برنامه‌ریزی شده نباشد)، استفاده از عرشه فولادی (امکان جابجایی دستی) نسبت به قطعات پیش ساخته بتنی (نیاز به جابجایی با چرثقیل) گزینه مناسب‌تری است.

بررسی همترازی، هم‌ردیفی و شاقول بودن

یکی از فعالیت‌های مهم در اجرای سازه های فولادی، بررسی مناسب بودن موقعیت قرارگیری تمام اعضا به عنوان یک سیستم واحد است. این کار، توسط مهندسان نقشه‌بردار و کارکنان بخش اجرا صورت می‌گیرد. مهندسان به همراه ابزارهای نقشه برداری، از صحیح بودن موقعیت المان‌های مختلف اسکت سازه فولادی در حین محکم کردن اتصالات توسط کارکنان اطمینان حاصل می‌کنند. اگر بخشی نیاز به جابجایی داشته باشد، مهندسان آن را به کارکنان اطلاع می‌دهند تا اصلاحات لازم انجام شود. این فرآیند تا تراز، ردیف و شاقول شدن تمام بخش‌های سازه ادامه می‌یابد.

تراز کردن تیر نسبت به ستون توسط یکی از کارکنان اجرا و با توجه به گفته‌های نقشه‌بردار
تراز کردن تیر نسبت به ستون توسط یکی از کارکنان اجرا و با توجه به گفته‌های نقشه‌بردار

تلرانس یا رواداری چیست؟

رواداری یا «تلرانس» (Tolerance)، بازه مجازی است که عملکرد سیستم، تجهیزات و سازه در آن تغییر چندانی نمی‌کند. به منظور اطمینان از مطابقت ازبیلت اسکلت سازه با فرضیات طراحی، برای هندسه سازه و اعضای آن، رواداری تعریف می‌شود. بر اساس استاندارد BS EN 1090-2، رواداری دارای دو نوع اساسی و عملکردی است. تلرانس اساسی به مشخصات مکانیکی (استحکام و پایداری) سازه و تلرانس عملکردی به هندسه سازه بستگی دارد. رودارای اساسی به عنوان مبنایی برای مقایسه نواقص ازبیلت با مقادیر مشخص شده در محاسبات طراحی سازه مورد استفاده قرار می‌گیرد. قرارگیری نواقص ازبیلت در محدوده رواداری نشان می‌دهد که احتمال اعمال بارهای ثانویه بزرگ‌تر از مقادیر مجاز طراحی بسیار کم خواهد بود. رواداری اساسی به عنوان معیاری برای بررسی میزان محکم بودن اتصالات نیز به کار برده می‌شود.

نمونه‌ای از رواداری تعیین شده برای اختلاف مرکز به مرکز عضو نسبت به موقعیت طراحی شده (معمولا 10± میلی‌متر)
نمونه‌ای از رواداری تعیین شده برای اختلاف مرکز به مرکز عضو نسبت به موقعیت طراحی شده (معمولا 10± میلی‌متر)

اجرای اتصالات پیچی

پس از برپایی و تنظیم اعضای سازه بر اساس روداری، نوبت به اجرای اتصالات می‌رسد. در سازه های فولادی، استفاده از اتصالات پیچی به اتصالات جوشی ترجیح داده می‌شود. اتصالات پیچی از سرعت بالاتر، مقاومت بیشتر در برابر شرایط جوی بد و دسترسی بهتر برای بازرسی بهره می‌برند.

اجرای اتصالات پیچی در محل پروژه
اجرای اتصالات پیچی در محل پروژه

اجرای اتصالات جوشی

همان گونه که در بخش قبلی اشاره کردیم، معمولا در صورت فرهم بودن امکان استفاده از اتصالات پیچی، جوشکاری در محل پروژه ترجیح داده نمی‌شود. اجرای اتصالات جوشی در محل پروژه، نیازمند فراهم کردن محیط مناسب برای محافظت در برابر آب و هوای بد و دسترسی مناسب برای بازرسی‌های بعدی است. فراهم کردن محافظت و دسترسی می‌تواند به معنای تدارک دیدن برای پیامدهای احتمالی و صرف هزینه‌های بیشتر باشد.

آماده کردن محل جوشکاری برای جلوگیری از موانع محیطی
آماده کردن محل جوشکاری برای جلوگیری از موانع محیطی

المان های موقتی سازه فولادی چه هستند؟

المان‌ها موقتی معمولا برای اجرای پل مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این وجود، برخی از این المان‌ها در ساختمان‌سازی نیز کاربرد دارند. نمونه‌هایی از المان‌های موقتی سازه فولادی عبارت هستند از:

  • عضوهای مهاربندی و اتصالات مورد نیاز برای تامین پایداری هنگام برپایی یا بتن ریزی (اجرای سقف عرشه فولادی)
  • متعلقات باربری هر یک از عضوها یا مجموعه‌ها
  • حفره‌های ایجاد شده به منظور نگه داشتن سازه قبل از محکم کردن اتصالات
  • گوه و ابزارهای کمکی برای تنظیم راستا، درزبندی و محکم کردن اتصالات برای جوشکاری
  • متعلقات پیچی یا جوشی برای تامین دسترسی کارکنان، محافظت در کناره‌های سازه و نرده‌ها
  • تجهیزات داربست

تحویل اسکلت برای مراحل بعدی

پس از تکمیل مراحل قبلی، برپایی اسکلت سازه به پایان می‌رسد. به این ترتیب، اسکلت فولادی برای اجرای مراحل بعدی تحویل داده می‌شود. مهم‌ترین معیار برای ارزیابی کیفیت برپایی، دقت جانمایی و محل قرارگیری المان‌های سازه است. به منظور کنترل کیفیت، موقعیت اجزای مختلف سازه و اسکلت با استفاده از تجهیزات نقشه‌برداری برداشت می‌شود. کارشناسان کنترل کیفیت باید از دقت و تجربه بالایی برخوردار باشند؛ چراکه تجهیزات برداشت دارای خطا هستند. این موضوع، بررسی کیفیت اجرای اسکلت با توجه به رواداری‌های مشخص شده را دشوار می‌کند. با تایید کارشناسان کنترل کیفیت، پروژه برای اجرای عرشه فولادی و فازهای بعدی ساخت آماده می‌شود. سازه های فولادی دارای انواع مختلفی است که هر یک برای مقاصد متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرند. در بخش بعدی، انواع سازه فولادی بر اساس سیستم سازه‌ای مورد استفاده برای اجرای آن‌ها را معرفی می‌کنیم.

منبع: فرادرس

سیدعلیرضا ندائی جوان (40)

من سيدعليرضا ندائی جوان هستم. علاقه مند به پژوهش در زمینه مهندسی عمران / فارغ التحصیل کارشناسی ارشد / دبیر آموزش و پرورش ( هنرآموز ساختمان) / ناظر و مجری پایه 2 رشته مهندسی عمران سازمان نظام مهندسی ساختمان و مترور پروژه های عمرانی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *