اتصالات فولادی

اتصالات فولادی وظیفه دارند، اجزای سازه را به هم متصل کرده و انتقال بار و سنگینی را از یک عضو به عضو دیگر ساختمان منتقل کنند. این نوع اتصالات فولادی باید به لحاظ مقاومت، پایداری و شکل‌پذیری مناسب و تایید شده باشند تا به صورت ایمن بارهای واردشده بر سازه را به صورت ایمن حفظ کنند. در ادامه به صورت کامل به بررسی وظیفه اصلی اتصالات فولادی و انواع آن می‌پردازیم.

اتصالات فولادی چیست؟

اتصالات فولادی باعث یکپارچگی اجزای سازه فولادی می‌شود. این اتصالات به ایمنی ساختمان‌های مختلف در برابر نیروها و فشارهای وارده کمک می‌کنند. البته اتصالات فولادی باید به درستی اجرا شوند تا کارایی لازم را داشته باشند. اجرای اشتباه و غیراصولی آن‌ها ممکن است به سازه آسیب وارد کند و حتی جان افراد را به خطر بیندازد. به این ترتیب، اجزای مختلف سازه‌ها با کمک اتصالات فولادی به یکدیگر متصل می‌شوند. این اتصالات انواع مختلفی دارند که در ادامه همین مطلب با آن‌ها آشنا خواهید شد. قیمت روز آهن  به صورت لحظه‌ایی در حال تغییر است، برای مشاهده قیمت اخیر انواع مقاطع فولادی به صفحه فوق مراجعه کنید.

انواع اتصالات فولادی و کاربرد

انواع اتصالات فولادی شامل اتصالات پرچی، اتصالات پیچی و اتصالات جوشی می‌شود که در قسمت زیر، توضیحات آن‌ها آورده شده است:

اتصالات پرچی

در گذشته، جهت پیوند اجزای سازه‌های فولادی از اتصالات پرچی استفاده می‌کردند و در کل، این نحوه اتصال قدمت زیادی دارد. ابزار اتصال آن نیز میخ‌های پرچ هستند؛ البته امروزه، پیچ‌های مقاومی تولید شده‌اند و به جای میخ‌های پرچ مورد استفاده قرار می‌گیرند. در هر حال، اتصالات فولادی موسوم به پرچی منسوخ شده است؛ اما آشنایی با آن خالی از لطف نخواهد بود. بسیاری از سازه‌های قدیمی و باارزش کشور دارای اتصالات پرچی هستند. اتصالات این سازه‌ها طی فرآیند پرچ‌کاری با دو میخ کوتاه و بلند انجام گرفته است و مقاومت فوق‌العاده‌ای دارند.

اتصالات پیچی

مدل پیچی از پرکاربردترین اتصالات امروزی است که اجزای سازه را با پیچ و مهره به یکدیگر متصل می‌کند. پیچ‌های به‌کاررفته در فرآیند پیچ‌کاری مقاومت بالایی دارند؛ این پیچ‌های مقاوم در دو گروه پیچ‌های A با کد A325 و پیچ‌های B با کد A490 دسته‌بندی شده‌اند. ضمنا، فرآیند پیچ‌کاری برخلاف فرآیند پرچی کاملا ساده است و نیروهای مبتدی نیز قادر به انجام آن هستند. از مهم‌ترین مزایا و ویژگی‌های اتصالات پیچی می‌توان به انعطاف‌پذیری مطلوب، سرعت بالای اجرا، عدم تولید صدا حین انجام عملیات، تعمیر و نگهداری آسان اشاره کرد. به‌علاوه اتصالات پیچی را می‌توان در مکان‌های کوچک و بزرگ انجام داد و محدودیتی در این زمینه ندارد.

اتصالات جوشی

در اتصالات جوشی، عضوهای سازه فولادی با عملیات جوش به یکدیگر متصل می‌شوند. این اتصالات، مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر بارهای اعمال‌شده دارند و یکپارچگی سازه را به ‌طور چشمگیری افزایش می‌دهند. همچنین، سازه‌های احداث‌شده با اتصالات جوشی ظاهر بهتری دارند و طرح‌های مختلفی را می‌توان با کمک آن‌ها پیاده‌سازی کرد؛ به همین دلیل، از این اتصال در سازه‌های پیچیده استفاده می‌کنند. اجرای آن نیز تقریبا ساده است؛ اما به مهارت نیاز دارد. اتصال جوشی تحت مدل‌های مختلفی اجرا می‌شود که از انواع آن می‌توان به اتصال سر به سر، سپری، لبه، گوشه و روی هم اشاره کرد. حالت جوش نیز به صورت افقی، عمودی، تخت و بالاسری است.

بر چه اساسی اتصالات تقسیم بندی می شوند؟

اتصالات از جهات مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند که یکی از آن‌ها، نحوه انجام عملیات با ابزارهای مخصوص است که گفتیم شامل انواع پرچی، پیچی و جوشی می‌شود. اتصالات اسکلت فلزی نیز دسته‌بندی مخصوص خود را دارد که در قسمت زیر، آن‌ها را شرح داده‌ایم:

• اتصالات برشی
• اتصالات گیردار
• اتصالات خمشی
• اتصالات محوری
• اتصالات پای ستون
• اتصالات تیر به ستون
• اتصالات ستون به ستون

جهت وصل کردن یک یا چند قطعه در ساختمانهای فولادی نیاز به یک قطعه رابطی می باشد که دو قطعه بتوانند توسط جوش به هم متصل شوند که این قطعه رابط همان انواع اتصالات است. اسکلت فولادی از جمله آهن آلاتی است که با استفاده از اتصالات فولادی ساخته می‌شود،برای مطالعه و کسب اطلاعات بیشتر به صفحه فوق مراجعه کنید.

انواع اتصالات در ساختمانهای فلزی به شرح زیر است:

۱-  انواع اتصالات تیر به ستون
۲-  انواع اتصالات پای ستون
۳-  اتصال دو تیرآهن به هم و تولید ستون یا تیر دوبل
۴-  اتصالات بادبندها به ستونها و تیرها
حال به توضیح تک تک اتصالات فوق می پردازیم

۱-انواع اتصالات تیر به ستون:

اتصال تیر به ستون معمولا به دو صورت است یا به صورت صلب و گیردار هستند ویا به صورت مفصلی اند .هر کدام از حالتهای مذکور نیزچند قسمت دارند که شامل موارد زیر می باشد.
الف ) اتصال صلب با جفت صفحه موازی
ب ) اتصال صلب با جفت سپری
ج ) اتصال صلب با صفحه انتهایی روی ستون

اتصالات صلب در مواردی به کار می روند که از جانب تیر یا ستون در سر گره ها ممان جذب شود . اتصال صلبی که امروزه در کشور اجراء می گردد و به صورت کامل اجراء نمی شود اتصال صلب با جفت صفحه موازی است . در اتصال صلب باید جوش به صورتی باشد که قطعه کاملا گیردار باشد و جای هیچ گونه حرکتی وجود نداشته باشد یعنی دور تا دور قطعه جوش شود.

اتصالات مفصلی هم معمولا در همه ساختمانها در یک طرف سازه بکار می روند که این اتصال بسیار ساده است وفقط جهت اتصال دو قطعه بکار می رود وممانی تحمل نمی کند . در این اتصال تغییر شکل وجود دارد در حالی که در اتصال مفصلی هیچ گونه تغییر شکلی نداریم . نحوه جوش دادن اتصالات مفصلی به این صورت است که(در مورد نبشی ها ) فقط بر بالایی و پائینی جوش می شود و بقیه قسمت ها نباید جوش شود.

انواع اتصالات مفصلی رایج عبارتند از:
الف ) اتصال ساده نشسته ( نبشی نشیمن )
ب ) اتصال به وسیله صفحه نشیمن و لچکی
ج ) اتصال به وسیله صفحه نشیمن و صفحه برشگیر ( تیغه )

آنچه که امروزه اجراء می شود اتصال ساده نشسته و اتصال با صفحه نشیمن و لچکی است .

اتصالات ساختمان به این صورت است که در جهت صلب اتصال با جفت صفحه موازی است و در جهت مفصلی اتصال به وسیله نبشی نشیمن ولچکی انجام می شود.

خصوصیت اصلی اتصال مفصلی این است که زاویه بین تیر و ستون بتواند تغییر کند و خصوصیت اصلی اتصال صلب این است که زاویه بین تیر وستون نتواند تغییر کند.

در اتصال ساده نشسته – نبشی هایی که در بالا می گذارند فقط برای ایجاد تعادل است  و نقش باربری ندارد و حداقل نمره آن  6  خواهد بود .

۲-  انواع اتصالات پای ستون:
اتصالات پای ستون نیز مانند سایر اتصالات هم صلب و هم مفصلی دارند . که در اتصال صلب از سخت کننده استفاده می شود و در اتصال مفصلی از نبشی ها و لچکی ها استفاده میشود .اتصال صلب را در جهتی می گذاریم که ممان داریم و اتصال مفصلی را نیز در جهتی می گذاریم که ممان نداریم . جوش اتصال پای ستون نیز باید شرایط دو اتصال صلب و مفصلی را تامین کند .

۳-  اتصال دو تیرآهن به هم:
برای تولید ستون دوبل یا تیر دوبل لازم است که دو تیرآهن را به هم توسط بست یا پلیت متصل کرد و نیز برای طویل کردن ستونها نیز باید بین تیرآهن ها اتصال وجود داشته باشد( چون طول شاخه های تیرآهن ۱۲  متر است).

۴-  اتصالات بادبند ها به تیر و ستونها:
معمولا بادبندها توسط یک صفحه فلزی که از قبل در محل تقاطع تیر به ستون جوش داده شده است به ستونها و تیرها متصل میشوند .این صفحات که تحت فشار و کشش هستند باید برای هر دو عامل طرح شوند و بادبند هایی که روی این صفحات قرار می گیرند باید به طور کامل جوش داده شوند .

بعضی وقت ها در وسط نیز صفحه می گذارند . چون بادبندها نمی توانند از روی هم عبور کنند در وسط قطع می شوند وبه صفحه وسط کاملا جوش داده می شوند وادامه می  یابند . همانطور که قبلا ذکر شد بادبند های این ساختمان ناودانی تک و دوبل می باشد که بوسیله صفحات تقویت به تیر و ستونها متصل شده اند.

دلایل استفاده از اتصالات فلزی (فولادی) در سازه

مهم‌ترین دلیل استفاده از اتصالات فولادی یا فلزی در سازه، استحکام‌سازی آن است. این اتصالات، نقاط مختلف یک سازه را به صورت کاملا ایمن کنار یکدیگر قرار می‌دهند. البته هزینه تهیه ابزارهای اتصالات فولادی و اجرای آن هزینه‌بر است؛ اما به دلیل اینکه امنیت سازه‌ها تا حد قابل‌ توجهی افزایش می‌یابد، مورد توجه مهندسان و ساختمان‌سازان قرار گرفته است. به این ترتیب، اتصالات فلزی یا همان فولادی با هدف نگهداری اعضای یک سازه و هدایت نیرو به نقاط مختلف آن مورد استفاده قرار می‌گیرند و با وجود اینکه هزینه اجرایش بسیار بالا است، همچنان طرفداران بیشماری دارد.