مرکزآهن

خط ویژه 35155-031

معرفی اسکلت پیچ و مهره ای ساختمان

اسکلت پیچ و مهره ای

معرفی انواع اتصالات در سازه های فولادی

برای اتصال قطعات آهن آلات هر ساختمان معمولا از یکی از روش های جوشکاری، پرچ یا پیچ با توجه به مشخصات داده شده و رعایت ضوابط فنی استفاده می شود. در ادامه ضمن معرفی انواع اتصالات در سازه های فولادی به بررسی دقیق اسکلت پیچ و مهره ای ساختمان و هزینه اجرای آن خواهیم پرداخت.

اتصال پرچ: میخ پرچ هایی که برای اتصال قطعات مورد استفاده قرار می گیرند ، اندازه ها و شکل های مختلف دارند. نوع میخ پرچ مورد استفاده، طول، قطر و جنس آن به وسیله مهندس سازه مشخص و در نقشه های سازه منعکس می شود. قطر سوراخ قطعات برای جاگذاری میخ پرچ کمی بزرگ تر از قطر میخ پرچ است. مرکز و قطر سوراخ ها در نقشه قطعات آهن آلات مشخص می شود.

اتصالات پرچ

اتصال پیچ: پیچ های اتصال آهن آلات ساختمان، اندازه ها، شکل و جنس های مختلف دارد. اصول کلی اتصال پیچ مشابه اتصال پرچ است. با این تفاوت که در این جا به جای پرچ کوبی جهت محکم کردن قطعه از پیچ و مهره استفاده می شود . شکل مقابل نحوه اتصال یک نبشی به انتهای تیرآهن معمولی را نشان می دهد. قطر سوراخ قطعه را ۳ تا ۵ میلی متر بزرگ تر از قطر پیچ در نظر می گیرند.

اتصالات پیچی

اتصال جوش: اتصال جوش یکی از رایج ترین اتصالات در سازه های فولادی است. روش های مختلف برای جوشکاری قطعات وجود دارد اما جوش قوس الکتریکی با الکترود روکش دار بیشتر از سایر روش ها مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به اینکه مقاومت یک ساختمان بستگی کامل به استحکام اتصالات آن دارد، از این رو مشخص کردن روش، نوع و مشخصات جوشکاری قطعات در نقشه های سازه اهمیت زیادی دارد. باید نوع الکترود مصرفی، شرایط جوشکاری ؛ بعد و نوع هرکدام از جوش ها و … با دقت در نقشه ها درج شوند.

اتصالات جوشی

انواع اتصالات جوشی: با توجه به شکل و نحوه قرارگیری قطعات در کنار یکدیگر؛ به طور معمول از پنج نوع اتصال جوش در سازه های فولادی استفاده می شود.

در اتصال لب به لب جهت اتصال کامل قطعات همباد از انواع مختلف جوش های شیاری استفاده می شود. تعدادی از آن ها را در شکل مشاهده می کنید.

معرفی اسکلت پیچ و مهره ای

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 مهمترین مزایا و معایب استفاده از این سازه ها خواهیم پرداخت.

حتما بخوانید :  تعریف کلاف (کویل) ورق فولادی و فرآیند کلاف پیچی

مزایای اتصالات پیچ و مهره ای

    • کم هزینه بودن کارهای نصب و اجرا
    • امکان باز نمودن سازه و استفاده مجدد
    • محدودیت در تامین وسایل و تجهیزات جوشکاری
    • عدم نیاز به کارگر ماهر
    • بی سر و صدا بودن هنگام نصب و اجرا
    • شرایط محیطی کار
      • عدم محدودیت در اعضای اتصال
    • سرعت نصب و مونتاژ بالا

کیفیت ساخت اسکلت های 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.

اسکلت آهن آلات پیچ و مهره ای

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.

حتما بخوانید :  جوشکاری لوله های فولادی

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 ها

انواع متداول پیچ های مورد استفاده در اسکلت های فولادی عبارتند از پیچ های معمولی و پیچ های پرمقاومت

پیچ ها با دو نوع عملکرد اتکایی و اصطکاکی مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از پیچ های پر مقاومت منطبق با استانداردهای ملی یا بین المللی، برای هر دو نوع اتصال و استفاده از پیچ های معمولی فقط در اتصالات اتکایی مجاز است. در اتصالات اتکایی ایجاد نیروی پیش تنیدگی لازم نیست ولی در اتصالات اصطکاکی پیچ ها باید پیش تنیده گردند. برای حصول پیش تنیدگی استفاده از یکی از سه روش سفت کردن مجدد مهره، واشرهای کشش سنج یا آچار مدرج امکان پذیر است.

 انواع استاندارد پیچ و مهره

معمولا استانداردهای آمریکایی ASTM براساس اینچ و استانداردهای DIN برحسب میلی متر هستند. البته استانداردهای آمریکایی به میلیمتر هم ارائه شده اند. DIN 931933 غالبا برای اتصالات اتکایی و DIN 6914 گل درشت نیم دنده که فقط گرید ۱۰٫۹ دارد نیز برای اتصالات اصطکاکی و با تنش های بالا استفاده می شود.

استاندارد پیچ و مهره

رده مهره و واشر

مهره های تخت معمولا از استاندارد ASTM و یا استاندارد DIN 934/ ISO 4032 برای اتصالات اتکایی و از DIN 6915 /ISO 7414 برای اتصالات اصطکاکی انتخاب می شوند. در زیر مهره معادل با هر رده پیچ بر مبنای استاندارد ISO 934 آورده شده است. مطابق اطلاعات زیر از مهره کلاس ۶ برای بولت ۵٫۸، از کلاس ۸ برای پیچ رده ۸٫۸ و یا پیچ A325 و از کلاس ۱۰ برای رده ۱۰٫۹ و یا پیچ A490 استفاده می شود.

استاندارد پیچ و مهره

انواع سوراخ پیچ

انواع سوراخ ها در اتصالات پیچی به شرح زیر می باشد

    • سوراخ استاندارد
    • سوراخ بزرگ شده
    • سوراخ لوبیایی بلند
  • سوراخ لوبیایی کوتاه

محدودیت ابعاد اسمی سوراخ ها و دامنه کاربرد آن ها

سوراخ های بزرگ شده فقط در اتصالات اصطکاکی مجاز است

حتما بخوانید :  نکات اجرایی آرماتوربندی ساختمان

سوراخ لوبیایی کوتاه در تمام امتدادها در اتصالات اصطکاکی مجاز هستند ولی در اتصالات اتکایی امتداد طولی سوراخ باید عمود بر امتداد نیرو باشد.

سوراخ لوبیایی بلند فقط در امتداد عمود بر مسیر نیرو در اتصالات اتکایی مجاز هستند. در اتصالا اصطکاکی در تمام امتدادها مجاز بوده لیکن باید فقط در یکی از ورق های اتصال وجود داشته باشد.

فواصل پیچ و مهره

فواصل سوراخ ها

  • حداقل فواصل سوراخ پیچ ها در اتصالات پیچی

فاصله مرکز تا مرکز سوراخ های استاندارد، سوراخ های بزرگ شده و سوراخ های لوبیایی نباید از ۳ برابر قطر وسیله اتصال کمتر باشد.

  • حداکثر فاصله مرکز تا مرکز سوراخ ها در اتصالات پیچی

برای قطعاتی که تحت اثر خوردگی کم و متوسط ناشی از عوامل جوی قرار داشته باشند، فاصله بین مرکز سوراخ ها نباید از ۲۴ برابر ضخامت نازک ترین قطعه متصل شونده و همچنین از ۳۰۰ میلی متر تجاوز کند.

  • حداکثر فاصله مرکز سوراخ تا لبه

حداکثر فاصله از مرکز هر پیچ تا نزدیک ترین لبه قطعه در هر راستا به شرح زیر است

برای قطعاتی که تحت اثر خوردگی کم و متوسط ناشی از عوامل جوی قرار داشته باشند، فاصله از مرکز هر پیچ تا نزدیک ترین لبه قطعه در هر راستا نباید از ۱۲ برابر ضخامت نازک ترین قطعه و همچنین از ۱۵۰ میلی متر تجاوز کند.

استفاده همزمان جوش و پیچ

ترکیب پیچ و جوش

وقتی که پیچ های معمولی با پیچ های پر مقاومت در حالت اتصال اتکایی (غیر اصطکاکی) به صورت مشترک با جوش استفاده شود، نباید فرض کرد که آن ها در تحمل بار با جوش سهیم هستند. در این صورت کل تنش در اتصال را باید جوش به تنهایی تحمل کند. در صورت استفاده از ترکیب جوش و پیچ های پر مقاومت در اتصال اصطکاکی، می توان جوش و پیچ را در تحمل تنش ها سهیم فرض کرد مشروط بر اینکه در اتصال های برشی سوراخ پیچ ها از نوع استاندارد یا دارای شکاف های عمود بر جهت بار و جوش های گوشه تحت اثر بار طولی در نظر گرفته شده باشند. در چنین اتصال هایی، مقاومت موجود در پیچ ها را نباید بزرگ تر از ۵۰ درصد مقاومت موجود پیچ ها در حالت اتکایی در نظر گرفت.

تقویت از طریق جوشکاری در خصوص ساختمان های موجودی که اتصالات آن ها از نوع پیچی می باشد به شرطی مجاز است که پیچ های موجود از نوع اصطکاکی طراحی و اجرا شده باشند. در این گونه موارد پیچ های موجود را می توان برای انتقال بارهای موجود فرض نموده و جوش باید تنش های اضافی را انتقال دهند.

این مقاله چقدر برای شما مفید بود ؟

روی یک ستاره کلیک کنید تا امتیاز دهید!

میانگین / ۵٫ تعداد رای:

دیدگاهتان را بنویسید

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

Call Now Button