اتصالات فولادی، وظیفه انتقال بارها و نیروهای وارده بین اعضای مختلف سازه، مانند تیرها، ستونها و بادبندها را بر عهده دارند. در واقع، اتصالات به عنوان نقاط اتصال اعضای سازه، رفتار کلی سیستم را تحت تأثیر قرار میدهند. انواع مختلفی از اتصالات فولادی وجود دارد که هر کدام ویژگیها و کاربردهای خاص خود را دارند. انتخاب نوع اتصال بر اساس عواملی مانند نوع و مقدار بار، شرایط محیطی و ملاحظات اقتصادی صورت میگیرد. طراحی اتصالات باید مطابق با مقررات و استانداردهای مربوطه انجام شود تا از ایمنی و عملکرد سازه اطمینان حاصل گردد.
اهمیت اتصالات سازههای فولادی
اهمیت اتصالات فولادی در سازهها را نمیتوان نادیده گرفت. این اجزای کوچک، نقشی زیادی در رفتار کلی سازه دارند. در واقع، اتصالات، پل ارتباطی بین اعضای مختلف سازه هستند و بارها را بین آنها توزیع میکنند. تصور کنید یک زنجیر را؛ هر چقدر هم که حلقههای آن مقاوم باشند، اگر اتصالات بین آنها ضعیف باشد، کل زنجیر از هم گسیخته خواهد شد. به همین ترتیب، در سازههای فولادی، حتی اگر تیرها و ستونها از جنس فولاد با مقاومت بالا ساخته شده باشند، اتصالات ضعیف میتوانند باعث فروپاشی کل سازه شوند.
علاوهبر انتقال بار، اتصالات فولادی بر رفتار سازه تحت بارهای دینامیکی مانند زلزله نیز تاثیر گذارند. یک اتصال خوب طراحی شده میتواند انرژی زلزله را جذب کرده و از تخریب سازه جلوگیری کند. در مقابل، اتصالات ضعیف میتوانند باعث تمرکز تنش و بروز شکست سازه شوند.
هزینه اتصالات فولادی نیز بخش قابل توجهی از هزینههای ساخت سازهها را تشکیل میدهد. با این حال، صرفهجویی در هزینه اتصالات میتواند در دراز مدت باعث هزینههای بسیار بیشتری برای تعمیر و یا حتی بازسازی سازه شود. بنابراین، یک طراحی بهینه باید بین هزینه و عملکرد اتصالات تعادل برقرار کند.
کاربرد اتصالات فولادی در سازهها
کاربردهای اتصالات فولادی در سازهها بسیار متنوع هستند. برخی از مهمترین کاربردهای این اتصالات شامل:
اتصال قطعات پیشساخته برای ساخت اعضای سازه
در سازههای بلند و با ظرفیت باربری بالا، اغلب از قطعات پیشساخته فولادی استفاده میشود. اتصالات فولادی در این موارد، نقش یکپارچهسازی این قطعات و ایجاد اعضای مستحکم و پیوسته را بر عهده دارند. برای مثال، برای ساخت یک ستون با طول زیاد، میتوان از چندین قطعه کوتاهتر استفاده کرد و آنها را با استفاده از اتصالات مناسب به یکدیگر متصل نمود.
اتصال قطعات در سازههای با دهانه بلند
در سازههایی مانند پلها و سقفهای با دهانه بلند، به دلیل محدودیتهای حمل و نقل، قطعات سازه در طولهای استاندارد تولید میشوند. اتصالات فولادی در این موارد، امکان اتصال این قطعات به یکدیگر و ایجاد دهانههای بلند را فراهم میکنند. طراحی صحیح اتصالات در این گونه سازهها، اهمیت زیادی دارد؛ زیرا باید بتوانند بارهای سنگین و نیروهای ناشی از دهانه بلند را تحمل کنند.
اتصال اعضای مختلف در بخشهای انتهایی سازه
همچنین، اتصالات فولادی نقش مهمی در اتصال اعضای مختلف سازه به یکدیگر در نقاط انتهایی دارند. برای مثال، اتصال تیرهای فرعی به تیر اصلی، اتصال ستون به فونداسیون و اتصال بادبندها به سازه، همگی با استفاده از اتصالات مناسب انجام میشود. نوع و طراحی اتصال در این موارد بستگی به نوع عضو، مقدار بار و شرایط محیطی دارد.
ایجاد سیستمهای مقاوم در برابر بارهای جانبی
با استفاده از اتصالات فولادی مناسب، میتوان سیستمهای مهاربندی و دیوارهای برشی را به سازه متصل کرد و پایداری آن را در برابر این بارها افزایش داد.
تعمیر و تقویت سازههای موجود
در برخی موارد، از اتصالات برای تعمیر و تقویت سازههای فولادی موجود استفاده میشود. برای مثال، در صورت آسیب دیدن یک عضو سازه، میتوان با استفاده از اتصالات مناسب، آن را تعمیر و یا با اضافه کردن قطعات تقویتی، مقاومت آن را افزایش داد.
تقسیمبندی انواع اتصالات فولادی
دستهبندیهای مختلف اتصالات فولادی عبارتند از:
تقسیمبندی بر اساس ابزار اتصال
این دستهبندی، اتصالات فولادی را بر اساس نوع ابزار مورد استفاده برای اتصال اعضا به یکدیگر تفکیک میکند. آیا از پیچ استفاده شده یا جوش؟ یا شاید از پرچ، که امروزه کمتر رایج است؟! هر کدام از این روشها، ویژگیها و مزایای خاص خود را دارند. به عنوان مثال، اتصالات پیچی قابلیت باز و بسته شدن دارند، در حالی که اتصالات جوشی یک اتصال دائم ایجاد میکنند.
تقسیمبندی بر اساس توزیع نیروهای داخلی
تقسیمبندی بر اساس توزیع نیروهای داخلی، به نحوه توزیع نیروها در اتصال میپردازد. آیا اتصال، نیروها را بهصورت یکنواخت بین اعضا توزیع میکند یا تنش در نقاط خاصی متمرکز میشود؟ اتصالات گیردار، نیمهگیردار و مفصلی، نمونههایی از این دستهبندی هستند.
تقسیمبندی بر اساس المانهای سازنده
این دستهبندی، اتصالات فولادی را بر اساس نوع المانهای مورد استفاده در ساخت آنها تفکیک میکند. آیا از ورقهای اتصال، نبشی، تسمه یا قطعات فولادی خاص استفاده شده است؟ هر کدام از این المانها، ویژگیهای مکانیکی و رفتار متفاوتی دارند.
تقسیمبندی بر اساس اعضای متصل شونده
تقسیمبندی بر اساس اعضای متصل شونده، به نوع اعضایی که به یکدیگر متصل میشوند میپردازد. آیا اتصال بین تیر و ستون است، یا بین ستون و فونداسیون؟ یا شاید اتصال بین دو تیر؟ هر کدام از این اتصالات فولادی، طراحی و جزئیات اجرایی خاص خود را دارند.
تقسیمبندی بر اساس محل اجرا
این دستهبندی، اتصالات فولادی را بر اساس محل اجرای آنها تفکیک میکند. آیا اتصال در کارخانه ساخته و سپس به محل پروژه منتقل میشود یا به صورت مستقیم در محل پروژه اجرا میشود؟ اتصالات کارخانهای معمولاً دارای کیفیت بالاتری هستند، در حالی که اتصالات میدانی انعطافپذیری بیشتری در طراحی و اجرا دارند.
انواع اتصالات فولادی براساس ابزار
یکی از روشهای رایج دستهبندی اتصالات فولادی، بر اساس ابزار اتصال است. در گذشته، پرچها به عنوان ابزار اصلی اتصال استفاده میشدند، اما در حال حاضر، جوش و پیچ جایگاه بهتری در صنعت ساخت و ساز پیدا کردهاند.
اتصالات پیچی، به دلیل سرعت اجرا و سهولت بازرسی، بسیار پرکاربرد هستند. همچنین، این اتصالات فولادی قابلیت باز و بسته شدن را دارند که در مواردی که نیاز به دمونتاژ سازه باشد، بسیار مناسب است. با این حال، اتصالات پیچی ممکن است در برابر خوردگی آسیبپذیر باشند و نیاز به نگهداری داشته باشند.
جوشکاری، روش دیگری برای اتصال اعضای فولادی است که یک اتصال دائم و مستحکم ایجاد میکند. اتصالات جوشی در برابر بارهای دینامیکی مانند زلزله مقاومت خوبی دارند. اما فرآیند جوشکاری نیازمند نیروی متخصص و کنترل کیفیت دقیق است تا از ایجاد عیوب جوش جلوگیری شود.
پرچها، اگرچه امروزه کمتر استفاده میشوند، اما هنوز هم در برخی سازههای خاص کاربرد دارند. اتصالات پرچی بسیار مستحکم هستند و میتوانند بارهای سنگینی را تحمل کنند. اما فرآیند پرچکاری نسبت به جوش و پیچ زمانبر و پر هزینه است.
اتصالات پرچی در سازههای فولادی
اتصالات پرچی، گرچه اکنون کمتر مورد استفاده قرار میگیرند، اما بخشی از تاریخ سازههای فولادی را تشکیل میدهند.ویژگیهای این اتصالات فولادی شامل:
ساختار میخ پرچ
میخ پرچ از سه بخش اصلی تشکیل شده است: کلاهک، تنه (یا شنک) و دم. تنه میخ پرچ معمولاً بهصورت توخالی و از جنس فولاد کربنی یا انواع فولاد با مقاومت کششی بالا ساخته میشود. کلاهک و دم نیز نقش مهمی در فرآیند پرچکاری دارند.
فرآیند پرچکاری
پرچکاری یک فرآیند نسبتاً پیچیده است که نیازمند دقت و مهارت زیادی است. در این فرآیند، میخ پرچ داغ شده و از سوراخهای ایجاد شده در قطعات فولادی عبور داده میشود. سپس، با استفاده از دستگاه پرچ، دم میخ پرچ فشرده شده و یک اتصال محکم ایجاد میشود.
مزایای اتصالات پرچی
اتصالات فولادی پرچی دارای مقاومت بالایی در برابر بارهای استاتیکی هستند. همچنین، این اتصالات در زمان خود، نسبت به سایر روشهای اتصال، از قابلیت اطمینان بالاتری برخوردار بودند.
معایب اتصالات پرچی
با وجود مزایای ذکر شده، اتصالات پرچی دارای معایبی نیز هستند که باعث منسوخ شدن آنها شده است. از جمله این معایب میتوان به هزینه بالا، نیاز به نیروی کار متخصص، مصرف انرژی زیاد، مقاومت پایین در برابر بارهای دینامیکی و دشواری باز کردن اتصالات اشاره کرد.
کاربرد در سازههای قدیمی
با وجود منسوخ شدن اتصالات پرچی در سازههای جدید، هنوز هم میتوان این اتصالات فولادی را در سازههای قدیمی مشاهده کرد.
اتصالات پیچی در سازههای فولادی
اتصالات پیچی، به دلیل سادگی، سرعت اجرا و عملکرد مناسب، به عنوان یکی از پرکاربردترین روشهای اتصال در سازههای فولادی شناخته میشوند. ویژگیهای این نوع اتصالات فولادی عبارتند از:
انواع پیچهای مورد استفاده
در اتصالات پیچی از انواع مختلفی از پیچها استفاده میشود که از جمله آنها میتوان به پیچهای معمولی (A307)، پیچهای با مقاومت بالا (A325 و A490) اشاره کرد.
فرآیند پیچکاری
برخلاف پرچکاری، فرآیند پیچکاری نسبتاً ساده است و نیازی به نیروی کار متخصص ندارد. این موضوع، باعث کاهش هزینه و زمان اجرا میشود. همچنین، اتصالات پیچی قابلیت باز و بسته شدن را دارند که در مواردی که نیاز به تعمیر یا تغییر سازه باشد، بسیار مناسب است.
مزایای اتصالات پیچی
از مزایای اتصالات پیچی میتوان به سرعت نصب بالا، سهولت اجرا، قابلیت بازرسی آسان، امکان استفاده فوری از سازه پس از اتصال و امکان جایگزینی قطعات آسیبدیده اشاره کرد.
معایب اتصالات پیچی
از جمله این معایب میتوان به شل شدن اتصالات فولادی در برابر بارهای دینامیکی، هزینه بالای مصالح در برخی موارد و کاهش مقاومت کششی در برخی از انواع اتصالات اشاره کرد. همچنین، خوردگی پیچ و مهره میتواند مقاومت اتصال را کاهش دهد.
کاربردهای اتصالات پیچی
اتصالات پیچی در انواع سازههای فولادی، از جمله ساختمانها، پلها، سولهها و سایر سازههای صنعتی کاربرد دارند. نوع و طراحی اتصال پیچی بستگی به نوع سازه، مقدار بار و شرایط محیطی دارد.
اتصالات جوشی در سازههای فولادی
اتصالات جوشی، یکی از روشهای رایج و موثر در ساخت سازههای فولادی هستند. این اتصالات فولادی، با ذوب و انجماد موضعی فلز، یک پیوند مستحکم بین اعضا ایجاد میکنند. جنبههای مختلف اتصالات جوشی شامل:
انواع اتصالات جوشی
اتصالات جوشی را میتوان بر اساس معیارهای مختلفی دستهبندی کرد. از جمله این معیارها میتوان به نوع جوش (مانند جوش ماهیچهای، جوش شیاری، جوش انگشتانه)، حالت جوش (مانند افقی، عمودی، بالاسری) و نوع اتصال (مانند سر به سر، روی هم، گوشه) اشاره کرد.
جوش ماهیچهای
این نوع جوش، به دلیل سهولت اجرا و استحکام مناسب، کاربرد گستردهای در سازههای فولادی دارد. با این حال، در مقایسه با جوش شیاری، مقاومت کمتری دارد.
جوش شیاری
این نوع جوش، با نفوذ کامل در ضخامت قطعات، اتصال بسیار مستحکمی ایجاد میکند. اما اجرای آن نسبت به جوش ماهیچهای پیچیدهتر و هزینهبرتر است.
مزایای اتصالات جوشی
اتصالات جوشی مزایای زیادی دارند، از جمله ایجاد اتصال صلب، مقاومت بالا در برابر بارها، سهولت طراحی و اجرا در سازههای پیچیده، بهرهوری بالا و ظاهر زیبا.
معایب اتصالات جوشی
از معایب آن میتوان به احتمال ترک خوردگی به دلیل انقباض جوش، نیاز به جوشکار ماهر، رخ دادن پدیده خستگی در دماهای بالا، دشواری بازرسی و هزینه بالای تعمیر و نگهداری اشاره کرد.
انواع اتصالات سازههای فولادی براساس توزیع نیروهای داخلی
یکی از مهمترین ملاحظات در این زمینه، انتخاب نوع اتصال بر اساس نحوه توزیع نیروهای داخلی است. بهطور کلی، اتصالات فولادی بر اساس بار اصلی وارد شده به سه دسته اصلی تقسیم میشوند: خمشی (صلب)، برشی (نیمهصلب) و محوری.
اتصالات خمشی (صلب)
اتصالات خمشی، با نام اتصالات صلب یا گیردار نیز شناخته شده و برای انتقال گشتاور خمشی بین اعضا، مانند اتصال تیر به ستون، طراحی میشوند. این اتصالات اجازه دوران نسبی بین اعضا را نمیدهند و در برابر گشتاور، برش و نیروهای محوری مقاومت میکنند. صلبیت بالای این مدل اتصالات فولادی باعث توزیع یکنواختتر تنشها در سازه میشود.
انواع اتصالات خمشی
اتصالات جوشکاری شده: این مدل اتصالات فولادی با ایجاد پیوند مستحکم و صلب از طریق جوشکاری، محدودیت کاملی در جابجایی و دوران اعضا ایجاد میکنند. جوشکاری گوشهها بین تیر و ستون، نمونهای از این نوع اتصال است.
اتصالات فلنجی: در اتصالات فلنجی، بال ستون به جان تیر متصل میشود. برای ایجاد اتصال صلب، ورقهایی با استفاده از پیچ یا جوش به جان تیر و بال ستون متصل میشوند. این ورقها نقش مهمی در انتقال گشتاور دارند.
اتصالات صفحهای: در اتصالات صفحهای، یک صفحه صلب با استفاده از پیچ یا جوش، گشتاور اعمال شده را بین اعضا توزیع میکند. این صفحه مانند یک واسطه عمل کرده و باعث انتقال نیروها میشود.
اتصالات برشی (نیمهصلب)
اتصالات برشی، که با نامهای اتصالات نیمهصلب، ساده، نیمهگیردار یا مفصلی نیز شناخته میشوند، برای انتقال نیروی برشی بین اعضا طراحی میشوند. این اتصالات در مقایسه با اتصالات خمشی، صلبیت کمتری دارند و اجازه دوران نسبی بین اعضا را میدهند. اتصالات برشی متداولترین نوع اتصالات فولادی در سازهها هستند.
انواع اتصالات برشی
اتصالات نبشی: در اتصالات نبشی، از لچکیهای L شکل (قطعات مثلثی) برای اتصال بال یک عضو به جان عضو دیگر استفاده میشود. استفاده از دو لچکی در دو طرف عضو، صلبیت و مقاومت اتصال را افزایش میدهد.
اتصالات صفحهای (تک ورق): در اتصالات صفحهای، یک ورق برای اتصال دو عضو به کار میرود. اتصال ورق به عضو فرعی میتواند با پیچ یا جوش انجام شود، اما اتصال به عضو اصلی معمولاً با جوش انجام میشود.
اتصالات نشیمن: شبیه اتصالات نبشی هستند، اما بال عضو اصلی را به بال عضو فرعی متصل میکنند. در این اتصالات نیز از لچکیهای L شکل و یک لچکی نگهدارنده بر روی جان یا بال عضو فرعی استفاده میشود.
اتصالات T شکل: در این اتصالات فولادی، یک مقطع T شکل برای اتصال دو عضو به کار میرود. این نوع اتصال مقاومت خوبی در برابر بارهای برشی و خمشی فراهم میکند.
اتصالات محوری
اتصالات محوری برای انتقال نیروهای محوری طراحی میشوند و معمولاً برای اتصال ستون به ستون یا تیر به تیر استفاده میشوند.
انواع اتصالات محوری
اتصالات وصلهای: اتصالات وصلهای برای اتصال دو عضو همراستا (تیر یا ستون) استفاده میشوند و نیروهای محوری، برشی و خمشی را انتقال میدهند.
اتصالات مهاربند: اتصالات مهاربند برای نگهداری ستون یا سایر اعضای سازه به کار میروند و بارهای کششی و فشاری (محوری) را توزیع میکنند.
اتصالات خرپایی: خرپا مجموعهای از تیرها است که یک سازه صلب را تشکیل میدهند. اتصالات خرپایی بارهای فشاری و کششی را بین اعضای خرپا توزیع میکنند.
برای درک بهتر تفاوتهای بین انواع اتصالات فولادی، میتوان آنها را از جنبههای مختلفی مقایسه کرد:
مقایسه اتصالات فولادی از نظر صلبیت
اتصالات صلب (خمشی): بیشترین میزان صلبیت را دارند و مانع از دوران نسبی بین اعضا میشوند. این اتصالات گشتاور را به طور کامل انتقال میدهند.
اتصالات نیمهصلب (برشی): صلبیت کمتری نسبت به اتصالات صلب دارند و اجازه دوران نسبی محدودی بین اعضا را میدهند. این اتصالات فولادی بخشی از گشتاور را انتقال میدهند.
اتصالات مفصلی: کمترین میزان صلبیت را دارند و اجازه دوران آزادانه بین اعضا را میدهند. این اتصالات گشتاور را انتقال نمیدهند.
مقایسه اتصالات از نظر پیچیدگی اجرا
اتصالات جوشکاری شده: اجرای آنها نسبتاً پیچیده است و نیاز به جوشکار ماهر و کنترل کیفیت دقیق دارد.
اتصالات پیچی: اجرای آنها سادهتر از اتصالات جوشکاری شده است و نیاز به تجهیزات کمتری دارد.
اتصالات نبشی و صفحهای: از سادهترین انواع اتصالات هستند و اجرای آنها به راحتی انجام میشود.
مقایسه اتصالات از نظر هزینه
اتصالات جوشکاری شده: هزینه اجرای آنها به دلیل نیاز به جوشکار ماهر و مصرف الکترود میتواند بالا باشد.
اتصالات پیچی: هزینه اجرای آنها معمولاً کمتر از اتصالات جوشکاری شده است.
اتصالات نبشی و صفحهای: از اقتصادیترین انواع اتصالات فولادی هستند.
نکات مهم در طراحی اتصالات
انتخاب نوع اتصال: باید بر اساس نوع بارگذاری، شرایط سازه و ملاحظات اقتصادی انجام شود.
محاسبات دقیق: برای تعیین ابعاد و تعداد پیچها یا جوشها ضروری است.
کنترل کیفیت: در تمام مراحل اجرا باید کنترل کیفیت دقیق انجام شود.
رعایت استانداردها: استفاده از استانداردهای مربوطه برای طراحی و اجرای اتصالات ضروری است.
مثالی از کاربرد انواع اتصالات در یک سازه فولادی
در یک ساختمان فولادی چند طبقه، ممکن است از ترکیبی از انواع اتصالات فولادی استفاده شود. برای مثال:
اتصالات خمشی (صلب): در اتصال تیرهای اصلی به ستونها برای تامین پایداری سازه.
اتصالات برشی (نیمهصلب): در اتصال تیرهای فرعی به تیرهای اصلی.
اتصالات محوری: در اتصال ستونها به یکدیگر یا در مهاربندها.
انواع اتصالات سازههای فولادی بر اساس المانهای سازنده
علاوهبر دستهبندی بر اساس رفتار سازهای، میتوان اتصالات فولادی را بر اساس المانهای سازنده نیز طبقهبندی کرد. انواع اتصالات بر اساس المانهای سازنده عبارتند از:
اتصالات با ورق و نبشی
این نوع اتصالات، از متداولترین و پرکاربردترین اتصالات سازههای فولادی هستند. ترکیب ورق و نبشی، انعطافپذیری بالایی در طراحی و اجرا فراهم میکند و میتواند پاسخگوی نیازهای مختلف باشد.
انواع اتصالات ورق و نبشی
اتصال نبشی جان: در این اتصال، نبشیها به جان تیر I شکل متصل میشوند. این نوع اتصال برای انتقال نیروهای برشی مناسب است.
اتصال نبشی نشیمن: در این اتصال، نبشیها به بال تیر I شکل (فلنج) متصل میشوند. این نوع اتصال میتواند برای انتقال نیروهای برشی و همچنین بخشی از گشتاور استفاده شود.
اتصال ورق انتهایی: در این اتصال، یک ورق به انتهای تیر جوش یا پیچ میشود و به ستون متصل میگردد. این اتصال میتواند برای انتقال نیروهای محوری، برشی و گشتاور مورد استفاده قرار گیرد.
اتصال ورق جان: مشابه اتصال نبشی جان است، با این تفاوت که به جای نبشی، از ورق برای اتصال به جان تیر استفاده میشود.
اتصالات با ورق اتصال
در این نوع اتصالات فولادی، از ورقهای اتصال برای اتصال اعضای مختلف استفاده میشود. این ورقها میتوانند بهصورت جوش یا پیچ به اعضا متصل شوند.
انواع اتصالات با ورق اتصال
اتصال پوششی: در این اتصال، ورق اتصال روی اعضا قرار میگیرد و با جوش یا پیچ به آنها متصل میشود.
اتصال سپری: در این اتصال، ورق اتصال بهصورت سپری بین اعضا قرار میگیرد و با جوش یا پیچ به آنها متصل میشود.
اتصالات با پروفیلهای خاص
در برخی موارد، از پروفیلهای خاص مانند نبشی دوبل، سپری و یا پروفیلهای ساخته شده به صورت سفارشی برای اتصالات استفاده میشود.
مقایسه انواع اتصالات فولادی بر اساس المانهای سازنده
اتصالات با ورق و نبشی نسبتاً ساده و اقتصادی هستند، اما ممکن است برای انتقال نیروهای بزرگ مناسب نباشند. اتصالات با ورق اتصال میتوانند برای انتقال نیروهای بزرگتر مورد استفاده قرار گیرند، اما ممکن است پیچیدهتر و گرانتر باشند.
انواع اتصالات سازههای فولادی بر اساس عضوهای متصل شونده
انتخاب نوع اتصال مناسب، به شدت به اعضای متصل شونده بستگی دارد.
اتصالات تیر به ستون
اتصالات تیر به ستون، یکی از رایجترین و مهمترین اتصالات در سازههای فولادی است. در این حالت، ستون به عنوان عضو اصلی (تحملکننده بارهای ثقلی) و تیر به عنوان عضو فرعی (انتقالدهنده بار به ستون) عمل میکند.
انواع اتصالات تیر به ستون
اتصالات خمشی (صلب): این اتصالات، گشتاور خمشی را به طور کامل بین تیر و ستون انتقال میدهند و صلبیت بالایی دارند.
اتصالات برشی (نیمهصلب): این اتصالات، گشتاور خمشی را بهطور جزئی انتقال میدهند و اجازه دوران نسبی محدودی بین تیر و ستون را میدهند.
اتصالات مفصلی: این اتصالات، گشتاور خمشی را انتقال نمیدهند و اجازه دوران آزادانه بین تیر و ستون را میدهند.
اتصالات تیر به تیر
این نوع اتصال، برای اتصال تیرها به یکدیگر استفاده میشود و میتواند در دو حالت مختلف رخ دهد:
انواع اتصالات تیر به تیر
اتصال تیر اصلی به تیر فرعی: در این حالت، تیر فرعی بار خود را به تیر اصلی منتقل میکند.
اتصال وصلهای: در این حالت، دو تیر همراستا به یکدیگر متصل میشوند تا طول مورد نیاز برای تیر تأمین شود.
اتصالات ستون به ستون
اتصالات فولادی ستون به ستون، معمولاً برای اتصال دو ستون همراستا به یکدیگر استفاده میشود.
انواع اتصالات ستون به ستون
اتصال وصلهای: در این حالت، دو ستون همراستا به یکدیگر متصل میشوند تا ارتفاع مورد نیاز برای ستون تأمین شود. این اتصال معمولاً در ستونهای با سطح مقطع متفاوت نیز استفاده میشود.
اتصالات پای ستون
اتصالات پای ستون، برای اتصال ستون به فونداسیون استفاده میشود.
اجزای اتصال پای ستون
صفحه پایه: صفحهای فولادی که به پایین ستون جوش میشود.
انکربولت (پیچ مهاری): پیچهایی که صفحه پایه را به فونداسیون متصل میکنند.
انواع اتصالات سازههای فولادی بر اساس روش اجرا
همانطور که میدانید، روش اجرای اتصالات در سازههای فولادی، تأثیر زیادی بر هزینه، زمان و کیفیت پروژه دارد. به طور کلی، دو روش اصلی برای اجرای اتصالات وجود دارد: اجرا در کارگاه و اجرا در محل پروژه.
اجرای اتصالات در کارگاه
اجرای اتصالات فولادی در کارگاه، به دلیل کنترل بهتر بر فرآیند تولید، معمولاً باعث کیفیت بالاتر و هزینه کمتر میشود. این روش برای اتصالات جوشکاری شده بسیار مناسب است.
مزایای اجرای اتصالات در کارگاه
سرعت اجرای بالا: با استفاده از تجهیزات و نیروی کار متخصص، اتصالات فولادی به سرعت ساخته میشوند.
هزینه تمام شده پایین (در مقیاس بزرگ): تولید انبوه اتصالات در کارگاه، هزینه واحد هر اتصال را کاهش میدهد.
کنترل کیفیت بهتر: شرایط کنترل شده کارگاه، امکان بازرسی و آزمایش دقیقتر اتصالات را فراهم میکند.
بهرهوری بالا: استفاده از تجهیزات مدرن و روشهای تولید بهینه، بهرهوری را افزایش میدهد.
معایب اجرای اتصالات در کارگاه
نیاز به تجهیزات مخصوص: کارگاه باید به تجهیزات مناسب برای ساخت اتصالات مجهز باشد.
نیاز به نیروی کار ماهر: نیروی کار کارگاه باید دارای مهارت و تجربه لازم برای ساخت اتصالات باشد.
هزینه حمل و نقل: حمل و نقل اتصالات ساخته شده در کارگاه به محل پروژه میتواند هزینهبر باشد.
محدودیت ابعاد: ابعاد و وزن اتصالات ساخته شده در کارگاه محدود به ظرفیت حمل و نقل است.
اجرای اتصالات در محل پروژه
اجرای اتصالات فولادی در محل پروژه، برای اتصالات پیچی و در برخی موارد برای اتصالات جوشکاری شده مناسب است.
مزایای اجرای اتصالات در محل پروژه
انعطافپذیری بیشتر: امکان تغییر و اصلاح اتصالات در محل پروژه وجود دارد.
عدم نیاز به حمل و نقل: هزینه حمل و نقل اتصالات حذف میشود.
مناسب برای اتصالات پیچ و مهرهای: نصب پیچ و مهره در محل پروژه به راحتی انجام میشود.
معایب اجرای اتصالات فولادی در محل پروژه
سرعت اجرای پایینتر: نصب اتصالات در محل پروژه معمولاً زمانبرتر است.
هزینه نیروی انسانی بیشتر: نیاز به نیروی کار بیشتر در محل پروژه هزینه را افزایش میدهد.
کنترل کیفیت دشوارتر: کنترل کیفیت اتصالات در محل پروژه دشوارتر است.
تاثیر شرایط جوی: شرایط جوی نامناسب میتواند اجرای اتصالات را با مشکل مواجه کند.
روش ترکیبی
در بسیاری از پروژهها، از روش ترکیبی برای اجرای اتصالات استفاده میشود. برای مثال، بخشهایی از اتصال در کارگاه ساخته میشود و سپس در محل پروژه به یکدیگر متصل میشوند. این روش مزایای هر دو روش را با هم ترکیب میکند.