با توجه به گسترش روزافزون صنعت ساخت و ساز استفاده از اسکلت های پیچ و مهره ای به طور چشمگیری گسترش یافته است.
در گذشته استفاده از سازه های پیچ و مهره ای تنها محدود به سوله ها و مجتمع های صنعتی و همچنین در صنایع نفت و گاز بود ولی امروزه شاهده استفاده گسترده از این سازه ها در ساختمان های اداری، مسکونی و تجاری نیز می باشیم.
سازه های پیچ و مهره ای به دلیل عدم نیاز به جوشکاری و سرعت بالای نصب آن ها بسیار مورد توجه می باشند.
در ادامه به بررسی مهم ترین مزایا و معایب استفاده از این سازه ها خواهیم پرداخت.
مزایای اتصالات پیچ و مهره ای:
اگر بخواهیم مقایسه ای میان اسکلت بتنی، جوشی و پیچ و مهره ای داشته باشیم به طور کلی اسکلت های پیچ و مهره ای از کیفیت ساخت بالاتری برخوردار می باشند.
دلیل این امر این است که تمامی عملیات این سازه ها در محل کارخانه و به دور از عوامل مخرب انجام می گیرد.
در اتصالات جوشی سازه های فلزی کلیه عملیات در محل ساخت و توسط دستگاه های جوش دستی انجام می گیرد و در کیفیت کار پایین می آید همچنین در سازه های بتنی نیز مقاومت نسبت به دو سازه ذکر شده کمتر می باشد.
سرعت ساخت:
با توجه به این موضوع که سازه های پیچ و مهره ای با استفاده از ماشین آلات صنعتی و در محل کارخانه ساخته می شود نسبت به اتصالات جوشی از سرعت بالاتری برخوردار است.
همچنین به دلیل آماده بودن تمامی قطعات، عملیات نصب به آسانی و با سرعت بالا انجام می شود.
به همین دلیل است که در مکان های شلوغ برای صرفه جویی در زمان انجام پروژه از این سازه ها استفاده می شود.
ایمنی سازه:
همان طور که ذکر شد این سازه ها از کیفیت بالاتری نسبت به اتصالات جوشی برخوردارند و به همین دلیل مقاومت بیشتری نیز در برابر زلزله و نیروهای جانبی از خود نشان می دهند.
به دلیل مقاومت بالای این سازه ها از آن ها در ساخت ساختمان های مرتفع و دهانه سوله ها استفاده می شود.
همچنین در این سازه ها به دلیل ساخت در محل کارخانه و استفاده از پوشش برای جلوگیری از خوردگی امکان زنگ زدگی سازه نسبت به اتصالات جوشی کمتر می باشد.
هزینه ساخت:
در اسکلت های پیچ و مهره ای سعی می شود که از موادی سبک تر استفاده شود بنابراین هدر رفت مصالح نیز نسبت به سازه های جوشی کمتر است و در نتیجه هزینه ساخت آن نیز به مراتب کمتر می باشد.
شاید برخی افراد تصور کنند که هزینه ساخت اسکلت بتنی کمتر باشد ولی با در نظر گرفتن کلیه هزینه ها اسکلت پیچ و مهره ای مقرون به صرفه تر است.
با این حال این بدان معنا نیست که در دو سازه که مقاطع یکسانی دارند اسکلت پیچ و مهره ای کم هزینه تر است.
ولی به این دلیل که مهندس سازه می تواند به راحتی با بهینه سازی وزن سازه را کاهش دهد امکان صرفه جویی در این نوع سازه ها به مراتب بیشتر است.
رواج جهانی:
به طور کلی در تمامی کشورهای جهان برای ساخت سازه های فلزی از اتصالات پیچ و مهره ای استفاده می شود مگر اینکه سازه بی اهمیت باشد! بنابراین عملکرد بهتر این سازه ها اثبات شده است.
شرایط محیط کار:
اتصالات جوشی شرایط محیطی خاصی را می طلبد که از آن جمله می توان به درجه حرارت محیط، تهویه هوا و فضای دسترسی به اتصال اشاره کرد ولی در سازه های پیچ و مهره ای این محدودیت ها وجود ندارد.
معایب اتصالات پیچی:
بزرگ ترین مشکلی که در اجرای اتصالات پیچی وجود دارد اجرای نامناسب و یا غلط سوراخ ها و نیز رعایت نکردن میزان پیش تنیدگی آن ها و در نهایت عدم منطبق بودن آن ها هنگام اجرا و نصب می باشد.
بنابراین دقت در تعیین محل سوراخ ها و استفاده از وسایل مناسب جهت این کار بسیار ضروری می باشد.
مقایسه اسکلت پیچ و مهره ای با اسکلت جوشی:
همان طور که ذکر شد اسکلت جوشی دارای محدودیت هایی از قبیل تامین برق و بکارگیری دستگاه های جوش مدرن، عدم وجود تیم های متخصص و رنگ آمیزی و زنگ زدایی صحیح می باشد.
به همین دلیل این سازه ها فاقد کیفیت لازم بوده و پروسه ساخت آن ها نیز طولانی است.
با توجه به زلزله خیز بودن کشور ما در حال حاضر سازه های پیچ و مهره ای از محبوبیت بیشتری برخوردار است.
همچنین نکته دیگر پایین بودن هزینه ساخت این نوع سازه ها نسبت به اسکلت های جوشی می باشد.
انواع پیچ های مورد استفاده در اتصالات پیچی:
در اتصالات پیچ و مهره ای معمولا از دو نوع پیچ معمولی و پیچ پرمقاومت استفاده می شود.
تقسیم بندی پیچ های معمولی و پیچ های پرمقاومت با توجه به مقاومت نهایی آن ها و نوع مصالحی که در ساخت و تولید آن ها به کار می رود، انجام می گیرد.
در شکل زیر شکل ظاهری یک پیچ کامل متشکل از تنه پیچ، مهره و واشر نشان داده شده است. هر دو نوع پیچ معمولی و پر مقاومت دارای شکل ظاهری مشابه یکدیگر هستند.
خود پیچ از کله پیچ و قسمت دندانه شده تشکیل شده است.
پیچ های معمولی:
مصالح پیچ های معمولی از نوع فولاد نرمه یا کربن کم می باشد. ویژگی این پیچ ها را می توان به صورت زیر بیان نمود.
کل ظرفیت این پیچ ها به واسطه مقاومت برشی یا کششی در سرتاسر قطر تامین می گردد.
این پیچ نسبتا کم مقاومت بوده و از آن ها تحت بارهای کم و استاتیکی در مواردی همچون سازه های سبک، اعضای درجه دوم سازه ها مانند لاپه ها و میل مهارها، خرپاهای کوچک و وسیله کمک مونتاژ در اتصالات استفاده می شود.
پیچ های معمولی در استاندارد ASTM پیچ های A307 نامیده می شوند. مصالح این پیچ ها از نوع فولاد نرم یا کربن کم بوده و حداقل تنش گسیختگی آن ها در حدود 60 Ksi معادل 4200 kg/cm2 است.
پیچ های 3.6، 4.6، 4.8، 5.6 در استاندارد DIN آلمان جزو پیچ های معمولی محسوب می شود.
پیچ های معمولی از قطر 12 میلی متر تا 36 میلی متر در بازار یافت می شود.
پیچ های معمولی ممکن است تحت بارهای متناوب نظیر نیروهای ناشی از لرزش، نوسان، ضربه و نیروهای دینامیکی شل شده و مهره ها از پیچ جدا شوند.
برای جلوگیری از شل شدن مهره ها می توان از دو مهره، ورق های شیاردار بر روی مهره، خار خم شده یا فنری در پشت مهره یا واشر فلزی استفاده کرد.
استفاده از پیچ های معمولی فقط در اتصالات اتکایی مجاز می باشد.
پیچ های پرمقاومت:
عرضه پیچ های پرمقاومت تحول زیادی در صنعت سازه های فولادی و اتصالات آن ها به وجود آورد.
مصالح پیچ های پر مقاومت از فولاد با کربن متوسط می باشد که خود مهره آن ها به وسیله عملیات مرغوب سازی (حرارت دهی و کاهش حرارت) تولید می شوند و قبل از شروع عملیات مرغوب سازی حدود 16 الی 35 ساعت گداخته می شوند. ویژگی این پیچ ها را می توان به صورت تیتروار زیر بیان نمود.
کل ظرفیت این پیچ ها مجموع دو مورد زیر می تواند باشد:
انواع پیچ های پرمقاومت در استاندارد ASTM:
1 - پیچ های A325 و A449 با تنش تسلیم حدود 5600 kg/cm2 تا 6300 kg/cm2 که از فولاد با کربن متوسط و عملیات حرارتی تهیه می شوند.
2 - پیچ های a490 با تنش تسلیم حدود 8000 kg/cm2 تا 9000 kg/cm2 که از فولاد آلیاژی و با عملیات حرارتی تهیه می شوند.
3 - در استاندارد DIN پیچ های 8.8 به عنوان پیچ های پرمقاومت و پیچ های 12.9 و 14.9 به عنوان پیچ های خیلی پرمقاومت مطرح هستند. قطر پیچ های پر مقاومت در محدوده 12 تا 38 میلی متر بوده و قطرهای 20 و 22 میلی متر بیشتر در کارهای ساختمانی رایج هستند.
4 - پیچ های پرمقاومت تحت بارهای متناوب و بزرگ استقامت دارند.
ضوابط لازم جهت عملکرد مطلوب و مناسب اتصالات پیچ و مهره ای:
برای اینکه یک اتصال پیچ و مهره ای عملکرد مطلوبی را در یک سازه داشته باشد و نقش اصلی خود را به خوبی و با کمترین نقص ایفا کند، لازم است در طراحی و نیز اجرای اتصال ضوابط خاصی مورد توجه قرار گیرد.
و این ضوابط معمولا توسط استانداردها و یا آیین نامه ها در هر کشور تبیین می شوند.
در کشور ما ایران، رعایت مقررات ملی ساختمان، به عنوان فراگیرترین ضوابط موجود در عرصه ساختمان، امری الزامی می باشد و کلیه طراحان و مهندسین ملزم به استفاده از آن می باشند.
در کنار این منبع، مدارک فنی متعددی نظیر آیین نامه ها، استانداردها، نشریات سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور و سایر مشخصات فنی منتشر می شوند.
لذا با توجه به لازم الاجرا بودن مقررات ملی ساختمان، در این جا ضوابط مربوط به این منبع رسمی را ملاک قرار می دهیم و در صورت نیاز به سایر مراجع ذکر شده رجوع می نماییم.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
