سازه فلزی پیچ و مهرهای
سازه فلزی پیچ و مهرهای
در حال حاضر استفاده از سازه فلزی پیچ و مهرهای در صنعت، بطور روز افزون افزایش یافته در حالی که این سازه‌ها در گذشته فقط شامل سوله‌های صنعتی و مجتمع‌های پتروشیمی و سازه‌های مورد استفاده در صنایع نفت و گاز می‌شدند. امروزه کاربرد این سازه‌ها در ساختمان‌های مسکونی، اداری و تجاری که در شهرها نیز ساخته می‌شود با رشد چشمگیری رو به رو بوده است.اسکلت فلزی اکنون تشکیل دهنده پیکره ی اغلب ساختمان هاست و امروزه این واژه را در عرصه ساختمان سازی زیاد می شنویم. اسکلت فلزی ها از جنس فولاد و از تیر و ستون هایی که بصورت عمودی و افقی به هم متصل شده اند ، تشکیل می شود که اسکلت به کمک این ستون ها تیر و ستون های ساختمان را پایدار نگه می دارد.
از مهم‌ترین دلایل کاربرد اتصالات پیچ و مهرهای (سازه فلزی پیچ و مهرهای) در کشورهای صنعتی عدم نیاز به جوشکاری، زمان نصب سازه در موقعیت‌های سخت و سرعت بیشتر اجرا در محل نصب نسبت به سازه‌های جوشی می باشد. همچنین اسکلت‌هایی که در محوطه پروژه‌های ساختمانی تولید می گردنند به دلیل محدودیت در تامین برق کافی و به کار گیری دستگاه‌های جوش مدرن (با نرخ نفوذ بالا و استاندارد)، عدم وجود ابزار صنعتی سنگین، تیم‌های مجرب، رنگ آمیزی و زنگ زدایی صحیح و… نه فقط فاقد کیفیت هستند بلکه کاملاً دست و پا گیر و دارای پروسه‌ای زمان بر می باشند که بلا شک منجر به ایجاد ترافیک در معا‌بر و مزاحمت همسایگان میگردد.
ساخت و اجرای اسکلت فلزی و سازه فلزی پیچ و مهرهای
ساختمان های اسکلت فلزی به دلیل یکپارچگی، سهولت و سرعت در ساخت مورد توجه قرار می گیرند. این یکپارچگی فقط با اتصالات دقیق و درست امکان پذیر می شود. یک اتصال ضعیف و نا مناسب منجر به افت و خسارات اساسی در سازه های فلزی می گردد. انواع اتصالات در اسکلت فلزی شامل اتصالات پیچ و مهره و اتصالات جوشی می شود که در جایگاه خود در انواع روش های جوش و توسط جوشکار اسکلت فلزی انجام می شود و باید با تست جوش اسکلت فلزی انجام شود.
پیش از اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره معایب سازه هاو مزایای آن را باید مورد بررسی قرار گیرد . اتصالات پیچی به خاطر سرعت بسیار بالا در اجرا و اطمینان از رفتار آن ها به گونه ی مورد انتظار و شکل صنعتی مطلوب از بهترین انواع اتصال در سازه های فولادی هست.
مزایای ساخت سازه فلزی پیچ و مهرهای
هزینه کمتر:
اجرای سازه فلزی پیچ و مهرهای به لحاظ اقتصادی می‌تواند کمتر برای مالک هزینه تحمیل کند اما این بدان معنی نیست که در دو سازه که کاملاً مقاطع آن یکسان است سازه پیچ و مهرهای کم هزینه‌تر باشد. اما به خاطر باز بودن دست طراح در بهینه سازی و ساخت مقاطع با وزن کمتر، امکان کاهش وزن سازه توسط طراح به آسانی امکان پذیر می باشد.
سرعت اجرای:
اسکلت فلزی پیچ و مهره نسبت به اتصالات جوشی بالاترهست و زمان ساخت سازه فلزی پیچ و مهرهای کمتر از سازه‌های با اتصالات جوشی می باشد و با توجه به مدت زمان بالای اجرای پروژه‌های کشورمان این نوع از سازه‌ها جهت کاهش زمان ساخت توصیه میگردد.
سرعت نصب:
در سازه‌های فلزی پیچ و مهرهای به خاطر حذف کامل جوشکاری در محل نصب سازه، تنها با جایگذاری قطعات و بستن تعدادی پیچ و مهره محدود می‌شود که این عامل موجب افزایش چشمگیر سرعت نصب می‌شود و خطاهای نصب به حداقل خود می‌رسد.
امکان باز نمودن سازه و استفاده مجدد:
اعضای سازه‌های فولادی را که با پیچ به یکدیگر متصل گشته‌اند، می‌توان از هم جدا کرد و در محل دیگری دوباره آنها را به یکدیگر متصل و سازه جدیدی را احداث کرد. این موضوع در اجرای سازه‌های موقت مانند پل‌ها و داربست‌های موقت اهمیت به سزایی دارد.
پرت مصالح:
امکان اجرا و تولید مقاطع سبک‌تر و مقاومت بیشتر در ساختمان با سازه فلزی پیچ و مهرهای وجود دارد و استفاده از ورق در ساخت مقاطع و پرت آهن آلات به حداقل می‌رسد.
کیفیت ساخت:
کیفیت ساخت و ساز با امکانات موجود در کارخانه و طبق نقشه‌های طراحی شده و تحت نظارت واحد کنترل کیفی قابل مقایسه با سازه‌های جوشی که در محل نصب سازه ساخته میگردنند نمی‌باشد.
ایمنی و پایداری سازه:
چه از لحاظ تئوری و چه از لحاظ عملی ثابت شده که ساختمان‌های پیچ و مهرهای به خاطر کیفیت بهتر، پایداری و مقاومت بیشتری در مقابل زلزله و نیروهای جانبی دارند.
عدم نیاز به فضای کار:
معمولا در شهرها به خاطرعدم وجود مکان مناسب برای ساخت، اغلب پیمانکاران دچار زحمت فراوان می‌شوند.
رواج جهانی:
در همه کشورهای آمریکایی و اروپایی تمام سازه‌ها به صورت پیچ و مهرهای اجرا میگردد مگر در سازه‌های بسیار کم اهمیت که اتصالات آن جوشی اجرا می‌شود.عملکرد بهتر این سازه ها و تجربه بیشتر آن کشور‌ها در ساخت سازه‌های فولادی از دلایل مهم استفاده از این نوع سازه‌ها در این کشور‌ها می باشد.
خوردگی سازه:
در این سازه‌ها پیش از رنگ آمیزی، قطعات داخل دستگاه‌های سندبلاست و وایربرس تحت نظر واحد کنترل کیفی زنگ زدایی میگردنند که در سازه‌های جوشی این عملیات انجام نمی شود و بعلاوه در سازه‌های جوشی بجای رنگ غنی شده با روی، که در سازه‌های پیچ و مهرهای استفاده میگردد، ضد زنگ بکار می‌‌رود که این موضوع موجب خوردگی سریع سازه میگردد.
شرایط محیطی کار:
لازم است برای اجرای مناسب اتصالات جوشی درجه حرارت محیط، تهویه هوا، محل استقرار و نیز فضای دسترسی به اتصال در شرایط مناسب و قابل قبولی باشد. در حالی که محدودیت‌های ذکر شده در اجرای سازه‌های فولادی به کمک اتصالات پیچی به مراتب کمتر می باشد. مشکل بسیار مهم در اجرای سازه‌های فولادی با اتصالات پیچی در اثر اجرای غلط و نامناسب سوراخ‌ها و عدم رعایت میزان پیش تنیدگی در پیچ‌ها و عدم انطباق آنها زمان اجرا و نصب پدید می‌آید. در نتیجه در تعبیه سوراخ‌های اعضا در کارگاه‌های صنایع فلزی باید به دقت محل سوراخ‌ها مشخص و با وسایل و تجهیزات مناسب عمل سوراخ کردن اعضا صورت گیرد.
امکان استفاده در مدیریت حوادث:
با توجه به امکان جابجایی این مدل سازه‌ها امکان جابجایی و نصب آن در مناطق بحران زده نظیر سیل و زلزله امکان پذیر می باشد.
مقاومت در برابر آتش سوزی:
در دمای بالا، سازه فلزی پیچ و مهرهای مقاومت بیشتری درمقابل حرارت دارند و امکان تخریب سازه کمتر از اتصالات جوشی می باشد.
و…
مزایای سازه فلزی پیچ و مهرهای نسبت به سایر سازه ها
سرعت نصب اتصالات پيچ و مهره نسبت به اتصالات جوشي
سرعت اجراي بالا
همزماني ساخت اسکلت فلزي پيچ و مهره اي در کارخانه با اجراي فونداسيون و ساير مراحل آماده سازي پروژه و حتي قبل از
شروع عمليات اجراي ساختمان
مقاومت بالاتر در برابر آتش سوزي
پرت پايين آهن آلات با توجه به قيمت هاي روز
ايمني و پايداري سازه در مقابله با خسارات مخرب زلزله
فقدان خوردگي در سازه هاي پيچ و مهره اي به جهت استفاده از دستگاه هاي سند بلاست و کيفيت رنگ آميزي قطعات
عدم نياز به فضاي عمليات ساخت و حصول رضايت همسايگان
روش‌های مرسوم اتصالات:
در اتصال های پیچی اسکلت فلزی پیچ و مهره به طور کلی دو عملکرد در اتصالات پیچی می توان متصور شد که عبارتند از:
عملکرد اتصال اصطکاکی:
زمانی که پیچ درون سوراخ صفحات اتصال قرار می گیرد، علاوه بر مهره باید از واشر نیز استفاده کرد. باید توجه شود که واشر مصرفی در اتصال اصطکاکی نباید ازنوع واشر فنری باشد. براساس مبحث دهم در طراحی لرزه ای فقط باید از این عملکرد طراحی در اتصال استفاده گردد. به عبارتی دیگر، در طراحی همه ی اتصالات قاب های خمشی وقاب های دوگانه و نیز اتصالات بادبندی و وصله ی ستون های باربر جانبی در قاب های ساده باید این نوع عملکرد بکار برد. در این نوع اتصال، علاوه بر سفت کردن نخستین پیچ، باید به مقداری که در طراحی تعیین شده است، نیروی پیش تنیدگی نیز در پیچ ایجاد گردد. بستن پیچ و مهره ها نیازمند ابزار بخصوص بنام آچار ترک متر و پرسنل متخصص جهت بستن صحیح پیچ هاست که این مورد در نوع خود نیازمند تمهیداتی در سیستم اجرایی هست.
عملکرد اتصال اتکایی:
در عملکرد اتکایی، پیچ درون سوراخ صفحات اتصال قرار می گیرد و مهره بسته می شود. زمانی که بار خارجی به پیچ وارد می شود، قطعات اتصال لغزش پیدا می نماید که در اثر آن، یک نیروی فشاری به لبه های اتصال وارد می شود که تبدیل به نیروی برشی در پیچ می شود. این اتصال فقط برای حالت بارگذاری ثقلی هست و در طرح لرزه ای نباید از این نوع عملکرد در اتصال استفاده کرد. در این اتصال هیچ نیروی پیش تنیدگی در پیچ ایجاد نمی شود و برای اجرای این اتصال، فقط سفت کردن پیچ به وسیله کارگر کافی است.