تحقیق و پژوهش ساختمان فلزي
منظور از ساختمان فلزي، ساختماني است كه بار سقفها، ديوارها و جداكننده ها توسط تيرهاي اصلي به ستون منتقل شده و بوسيله ستونها به زمين منتقل مي گردد. بديهي است كليه اسكلت اصلي اين نوع ساختمانها از پروفيلهاي مختلف فلزي تهيه و ساخته مي شود.
در ايران براي اتصال قطعات فلزي، معمولاً از جوش الكتريكي (جوشكاري) استفاده مي شود. بعد جوش به وسيله محاسبه تعيين مي گردد ولي در هر حال نبايد از 6mm كمتر باشد. در موقع انتخاب الكترود جوشكاري بايد دقت كافي به عمل آيد و الكترودي انتخاب شود كه متناسب با جوشكاري بوده و بعد لازم را به راحتي ايجاد نمايد. همچنين بايد توجه نمود تا آمپر دستگاه به نحوي انتخاب گردد كه قادر به ذوب نمودن الكترود انتخاب شده باشد. حداقل قطر الكترود جوشكاري براي اسكلت فلزي 4mm پيشنهاد مي گردد. بايد دقت شود كه جوشكاري در كليه قسمتها يكنواخت بوده و با بعد مساوي انجام گردد و به اصطلاح زنجيره اي باشد.
اجزاء تشكيل دهنده ساختمانهاي فلزي
ساختمانهاي فلزي از اجزاء مهم زير تشكيل مي شوند :
- ستونها
- پل يا تيرهاي اصلي
- تيرچه ها
- پروفيلهاي اتصال مانند نبشي و تسمه و…
1- ستونها
ستونها از مهمترين و حساس ترين اجزاء ساختمانهاي فلزي مي باشند. بار سقف به وسيله پلها به ستون منتقل شده و به وسيله ستون به زمين انتقال مي يابد. براي ساختن ستونها مي توان از پروفيلهاي مختلف استفاده نمود مانند دو عدد تيرآهن I معمولي و يا يك عدد آهن بال پهن، و يا دو عدد ناوداني يا يك عدد قوطي چهارگوش و يا چهار عدد نبشي و… . در ايران براي ساخت ستونها معمولاً از دو عدد تيرآهن I معمولي استفاده مي شود و آنها را به وسيله تسمه به يكديگر متصل مي نمايند.
براي ساختن ستونها از دو عدد تير I معمولي بايد دقت كافي نمود تا ستونها كاملاً مستقيم و راست ساخته شود زيرا كوچكترين انحناي ستون ممكن است بعد از بارگذاري منجر به كمانش ستون گشته در نتيجه باعث تخريب ساختمان گردد. انحنا در ستون به دو دليل ممكن است ايجاد شود : اول آنكه امكان دارد تير آهن هاي مورد استفاده براي ساختن ستون در اثر حمل و نقل داراي پيچيدگي باشد. دوم آنكه ممكن است در اثر جوشكاري غير فني و نادرست در ستون پيچيدگي ايجاد شود.
ورق بست
در بالا و پايين و همچنين در محل عبور پلها در طبقات براي ستونهاي سراسري به جاي تسمه از ورق بست استفاده مي شود.
پهناي ورق بست (b) به اندازه پشت تا پشت ستون مي باشد (قدري كمتر براي جوشكاري) و ارتفاع آن (h) حداقل در ابتدا و انتهاي ستون برابر b مي باشد. همچنين ضخامت آن حداقل 50/1 ارتفاع (h/50) در نظر گرفته مي شود. ارتفاع ورق بست در قسمت مياني به اندازه ارتفاع پل به علاوه پهناي دو عدد نبشي تكيه گاهي بالا و پايين پل مي باشد.
صفحه هاي تقويتي
گاهي ممكن است ستون انتخاب شده از لحاظ شماره تيرآهن براي كليه طبقات مناسب بوده و نقطه براي يك يا دو طبقة پايين كه بار بيشتري را تحمل مي نمايد ضعيف باشد. در اين صورت ممكن است براي تقويت ستون، ورقهاي تقويتي سراسري پيشنهاد گردد.
اتصال ستون به صفحه فونداسيون
در مورد پي نقطه اي و نصب صفحه زيرستون، مطالبي ذكر گرديده است. يادآوري ميگردد كه صفحه زير ستون بايد كاملاً تراز و در يك سطح كار گذاشته شود. حال متذكر مي گردد كه سطح انتهايي ستون يعني محل اتصال آن به صفحه زيرستون بايد كاملاً مستوي بوده بطوريكه در هنگام قرار دادن آن روي صفحه، تمام نقاط آن با صفحه در تماس باشد. آنگاه ستون را بلند كرده و در محل خود قرار مي دهند. آنگاه ستون توسط دوربين و يا شاقول بنايي، شاقول مي شود و دور تا دور آن به صفحه زيرستون Base plate جوش مي خورد. آنگاه براي تكميل كار، ستون را توسط چند عدد نبشي به صفحه جوش مي دهند. طول و عرض كلي اين اتصالات نبايد از روي صفحه زيرستون تجاوز نمايد.
2- پلها و يا تيرهاي اصلي
پلها آن قسمت از ساختمان فلزي هستند كه بار سقف توسط آنها به ستونها منتقل مي گردد. به زبان ديگر به عضوي از ساختمان فلزي كه بين ستونها قرار مي گيرد، پل و يا تيراصلي مي گويند.
طريقه اتصال پل به ستون
ساده ترين شكل اتصال پل به ستون آن است كه پل در جهت بال تيرآهن ستون امتداد پيدا كند. در اين حالت معمولاً از پلهاي سراسري استفاده مي شود. اين پلها به وسيله يك عدد ورق بست كه در محل عبور پل به ستون جوش مي شود و همچنين يك عدد نبشي 10 يا 12 كه روي ورق بست جوش مي گردد به ستون متصل مي شود. چنانچه بار پل در محل اتصال به ستون زياد باشد و امكان خم نمودن نبشي تكيه گاهي وجود داشته باشد، بهتر است يك عدد صفحه مثلثي شكل بين دو بال نبشي جوش داده تا از خم شدن آن جلوگيري گردد. اين روش اتصال پل به ستون را اتصال خورجيني
مي نامند.
حالت دوم آن است كه پل از وسط ستون عبور نمايد. در اين حالت بايد دقت شود تا در هنگام ساختن ستون، فاصله لب به لب دو عدد تيرآهن I حداقل 0.5cm از بال پلي كه مي خواهد از داخل آن عبور كند بيشتر باشد تا امكان عبور پل فراهم گردد. اصولاً امكان عبور پلهاي سراسري در اين نوع اتصال قدري مشكل مي باشد زيرا اگر دو طرف ساختمان احداثي باز نباشد به سختي مي توان يك عدد پل سراسري را از بين ستونها عبور داد. بدين لحاظ در اين نوع مواقع، پل را به قطعات كوچك بريده و در جاي خود قرار داده و سپس دوباره آن را جوش مي دهند. اين عمل چنانچه اتصالات به خوبي انجام شود اشكال نداشته و اين پل مانند پل سراسري يكپارچه عمل خواهد كرد.
حالت سوم موقعي است كه پل به جان ستون ختم مي شود. در اين حالت امكان ايجاد پلهاي سراسري تقريباً ممكن نيست. زيرا در صورت اجراي پل سراسري بايد سوراخي در جان تير ايجاد شود كه اين خود باعث ضعف ستون مي گردد. بدين لحاظ بهتر است پل در اين حالت قطعه قطعه سوار گردد.
3- تيرچه ها
در سقفهاي طاق ضربي از تيرچه هاي آهني (تير آهن) و در سقفهاي تيرچه و بلوك، از تيرچه هاي بتني استفاده مي شود.
تيرچه هاي بتني موجود در سقفهاي تيرچه و بلوك، از مقداري ميلگرد آجدار كه به وسيله بتن با عيار زياد پوشيده شده، تشكيل گرديده است. ميلگردهاي مصرفي در تيرچه از دو قسمت تشكيل مي شود، يك سري از اين ميلگردها در پايين تيرچه در ناحيه كششي قرار دارند
تحقیق و پژوهش ساختمان فلزي