اجرای سازه‌های اسکلت فلزی شامل ساخت فونداسیون‌ها، ستون‌ها، تیرها و سیستم‌های کف آن است. در این پست، در مورد مراحل ساخت سازه‌ی فولادی موارد مهمی بیان شده است.
ساخت فونداسیون سازه‌ی فولادی
عملیات ساخت سازه‌های فلزی با احداث پی آن آغاز می‌شود. بطور کلی نوع پی مورد نیاز برای سازه مورد طراحی بستگی به ظرفیت باربری خاک آن دارد.
در ابتدا بررسی خاک انجام می‌شود که شامل اکتشاف سطحی و زیرسطحی، برای ارزیابی وضعیت خاکی که سازه در آن برپا می‌شود، خواهد بود. به عنوان مثال، هنگامی که بارهای متوسط یا کم برسازه تحمیل می‌شود، توصیه می‌شود از پی‌های تکی بتنی یا نواری استفاده شود.
پی بتن آرمه تقویت شده برای سازه اسکلت فولادی
اگر خاک موجود در زیر سازه دارای ظرفیت باربری ضعیفی باشد و بار تحمیل شده بر سازه زیاد باشد، توصیه می‌شود که شمع اجرا شود. این شمع با مکانیزم‌های مختلف انتقال بار، بار تحمیل شده بر ساختمان را به لایه‌ی خاک مقاوم تر منتقل می‌کند.
شمع
ساخت ستون‌های فولادی
مرحله بعدیِ ساخت اسکلت فلزی، قرار دادن ستون‌های فولادی است. برای انتخاب نوع مقطع مورد استفاده، سه راه داریم:
1- استفاده از پروفیل های موجود در بازار
پروفیل فولاد استفاده شده در پروژه بر اساس بار تحمیل شده بر سازه مشخص می‌شود. در انتخاب پروفیل مورد استفاده، به جز بارهای تحمیلی باید پروفیل‌های موجود در بازار را هم در نظر داشته باشیم. در بازار ایران تنوع زیادی در مورد پروفیل‌ها نداریم و عمدتا به صورت IPE و با شماره‌های خاصی تولید می‌شوند.
2- استفاده از تیر ورق
راه دیگر، تولید مقطع به صورت تیر ورق است. به این صورت که مقاطع با استفاده از ورق‌های فولادی تولید شوند. البته این کار در کارگاه انجام نمی‌شود و باید به کارخانه‌ها سفارش داد. در صورت استفاده از تیر ورق، باید به این نکته دقت کنیم که بهتر است عرض ورق مورد استفاده، با عرض ستون هایی که می‌خواهیم بسازیم مطابقت داشته باشد.
برای مثال برای ساخت ستونی به عرض ۴۵ سانتی متر، اگر عرض ورق مورد استفاده ۱۵۰ سانت باشد، فقط ۱۵ سانتی متر پرت خواهیم داشت، اما در صورت استفاده از ورق به عرض ۱۲۵ سانتیمتر، ۳۵ سانتی متر پرت خواهیم داشت. دقت به این نکات اجرایی باعث می‌شود که پرت مصالح کاهش یابد و پروژه اقتصادی تر شود. نکته قابل ذکر دیگر این است که نیم الی یک سانت در اطراف ورق به دلیل لهیدگی در اثر بریدن، قابل استفاده نخواهد بود.
3- استفاده از مقاطع دوبل
راه سوم استفاده از پروفیل‌ها به صورت چندتایی (مقاطع دوبل) است. در ایران، در ساخت و ساز‌های معمولی این رویه بیشترین کاربرد را دارد. اما در کشور‌های دیگر به دلیل گران تر بودن نیروی کار انسانی و نیز ضوابط محدود کننده تر، این روش استفاده نمی شود.
به هر حال هر کدام از این روش‌های گفته شده ضوابط مخصوص به خود و مشکلات خاصی را دارند. به عنوان مثال در زلزله ی کرمانشاه، پس از بررسی‌ها محرز شده است که استفاده از مقاطع دوبل در مناطق لرزه خیز کار اشتباهی است. این مقاطع به دو علت در زلزله به خوبی کار نمی‌کنند که به اختصار به آنها اشاره می‌کنیم:
اول اینکه در طراحی هایی که از نرم افزار ایتبس استفاده می‌شود، که تقریبا اکثر پروژه ها را در بر می‌گیرد، نیروی برشی ثانویه ای که در بست ها می‌افتد محاسبه نمی شود. لذا نرم افزار با فرض اینکه ستون مورد نظر حدی از شکل پذیری را دارد طراحی می‌کند اما در واقعیت شکل پذیری آن بسیار کمتر است. و این باعث خطای طراحی می‌شود.
مورد دوم اتصال نامناسب تیر ها به ستون ها است که به دلیل شکل خاص ستون ها مجبور به استفاده از این اتصال هستیم. در این اتصال تیر به ستون دوبل، که در ایران به وفور استفاده می‌شود.
ورقی که تیر را به ستون اتصال می‌دهد، معمولا از لحاظ لرزه ای مقاومت بالایی ندارد زیرا باید تمام نیرو های جانبی ابتدا به ورق وارد شده و سپس به ستون وارد شود بنابراین در این اتصالات جریان نیرو به خوبی اتفاق نمی افتد. در شکل زیر این اتصال آورده شده است. متاسفانه عکس با کیفیت تری از این نوع اتصال در دست نیست.
در ویرایش جدید آیین نامه که تا چند ماه دیگر می‌آید، به احتمال زیاد این روش حتی برای ساخت و ساز معمولی نیز منع خواهد شد بنابراین در صورت نیافتن پروفیل مورد نیاز در بازار، مجبور به استفاده از تیرورق خواهیم بود.
نکته ی مهم دیگر در نصب ستون اتصال بین پی و ستون و کف ستون (بیس پلیت) است. کف ستون به وسیله میل مهار‌هایی داخل پی مهار می‌شود و ستون به نیز به کف ستون جوش داده می‌شوند. مطلوب ترین شکل کف ستون به شکل مربع یا مستطیل است. زیرا این صفحات بیشترین فاصله بین میل مهار‌ها را دارند و این یعنی لنگر بزرگتری را می‌تواند تحمل کند که مطلوب است. نحوه اجرای صفحه ستون (کف ستون) تا حدودی در تصویر زیر مشخص است.
کف ستون
نکته‌ی دیگری که حائز اهمیت است این است که بارهای قائم ساختمان، هرچه از طبقه ی اول بالاتر می‌رویم، کاهش می‌یابد. لذا نیازی نیست که از همان پروفیلی که در طبقه اول استفاده کرده‌ایم در طبقه آخر نیز استفاده کنیم. این موضوع به خصوص در ساختمان های بلند مرتبه بسیار مورد توجه است و می‌توان سطح پروفیل‌ها را هرچه بالاتر می‌رویم کوچکتر کنیم تا هم هزینه‌ی مصالح و هم وزن سازه کاهش یابد. با توجه به این موضوع، ستون‌ها در هر دو یا سه طبقه نصب می‌شوند تا علاوه بر ساده تر کردن عملیات تولید و تحویل ستون‌های فلزی، روند نصب را نیز آسان تر کند.
با توجه به موضوع مطرح شده در بالا، در محل‌های قطع ستون، نیاز به وصله کردن ستون داریم. فاصله بین وصله ستون و کف باید حدود 60 سانتی متر باشد .
برای وصله کردن دو ستون، هم می‌توان از روش جوش دادن ورق به ستون بالایی و پایینی استفاده کرد و هم می‌توان این ورق را پیچ کرد. در صورت استفاده از ستون با مقطع دایره ای، به دلیل مسائل اجرایی، فقط از روش جوش دادن می توان استفاده کرد.
وصله‌ی ستون به صورت پیچی
نصب تیرهای فلزی
در مورد تیر ها نیز همان مسائل گفته شده در بالا وجود دارند با این تفاوت که معمولا شماره IPE های موجود در بازار برای استفاده به عنوان تیر مناسب است.
این المان‌های اساسی که وظیفه ی انتقال نیرو از کف به ستون را دارند می توانند تا 18 متر طول داشته باشند، اما به طور متداول طول تیرها بین محدوده‌ی 3 تا 9 متر است.
برای نصب تیرها، اتصال تیر به ستون و همچنین تیر به تیر لازم است. انواع مختلفی برای این نوع اتصالات وجود دارد؛ که بسته به نوع سیستم مورد استفاده برای ساخت و نوع نیرو‌ها و اندازه‌ی آنها، نوع اتصال انتخاب می‌شود. برای مثال در سیستم قاب خمشی از اتصالات گیردار و در سیستم مهار جانبی از اتصالات مفصلی برای ساخت اسکلت فلزی استفاده می‌شود.
اتصال ستون به تیر
در مورد اتصال تیر به تیر، باید تیرهای ثانویه و همچنین تیرچه‌ها به تیرهای اصلی متصل شوند. برای اتصال تیر به تیر، معمولا قسمتی از فلنج بالایی تیرچه بریده می‌شود تا بتواند به تیر اصلی متصل شود. در صورتی که نخواهیم قسمتی از فلنج تیر فرعی بریده شود، سه راه داریم، اول اینکه فلنج تیر فرعی از بالای فلنج تیر اصلی رد شود. راه دوم اینکه تیر فرعی در زیر تیر اصلی قرار گیرد و راه سوم استفاده از روش دیگری به نام اتصال فلنجی است.
به این صورت که یک ورق به تیر اصلی و یک ورق به تیر فرعی جوش داده می شود تا دو سطح مستطیلی صاف به وجود بیاید. در این صورت می‌توان دو تیر را بدون تداخل فلنج‌ها، و از طریق صفحات جوش داده شده، به هم متصل کرد. البته باید اشاره کرد که این روش خیلی متداول نیست. انواع اتصال تیر به تیر را در شکل زیر می‌بینید. متاسفانه از اتصال فلنجی تصویر مناسبی پیدا نشد.
سیستم‌های کف مورد استفاده در سازه‌های اسکلت فلزی
انواع مختلفی از سیستم های کف وجود دارد که می‌توانند در ساخت سازه‌های فلزی مورد استفاده قرار گیرند. پس از نصب تیرها، سیستم کف نصب می‌شود.
سیستم‌های کف نه تنها در باربری عمودی شرکت می‌کنند بلکه مانند دیافراگم عمل می‌کنند و با استفاده از مهاربند‌ها در برابر بارهای جانبی مقاومت می‌کنند.
نمونه هایی از سیستم‌های کف مورد استفاده در ساختمان اسکلت فلزی به شرح زیر هستند:
• سیستم کف بسیار نازک
• تیر کامپوزیتی سلولی با دال کامپوزیتی و عرشه فولادی
• تیرهای کف باریک با قطعات بتنی پیش ساخته
• تیر کامپوزیتی با دهانه بلند و دال کامپوزیتی با عرشه فلزی
• تیر کامپوزیتی با قطعات بتنی پیش ساخته
• تیرهای غیر کامپوزیت با قطعات بتنی پیش ساخته
• تیرهای کامپوزیت همراه با برشگیر
در ایران به طور معمول از سیستم تیر کامپوزیتی با دال کامپوزیتی و عرشه فولادی یا تیرهای کامپوزیت همراه با برشگیر استفاده می‌شود.
در سیستم کف اولی، پس از نصب تیرها و تیرچه‌ها، عرشه‌های فولادی پهن می‌شوند و سپس گلمیخ‌ها با توجه به مقادیر طراحی شده اجرا می‌شوند و پس از آن، یک لایه بتن اجرا می‌شود.
در سیستم دومی، پس از نصب تیرها و تیرچه‌ها، برشگیر‌ها اجرا می‌شوند، سپس بتن ریخته می‌شود.
ساخت مهاربند‌ها در سازه‌های قاب فلزی
از بریس یا مهاربند برای مقاومت در برابر بارهای جانبی وارد شده برسازه استفاده می‌شود و این المان‌ها، بارهای جانبی را به ستون‌ها و سپس به پی می‌دهند. اجرای این المان با دقت بالا بسیار مهم است و نباید در مورد آن سهل انگاری شود. برای مثال برش مناسب المان‌های بادبند و جوش و طول جوش مناسب از جمله موارد اصلی است که باید به آن توجه کرد. در زیر یک نمونه مهاربند خاص در سازه ای فولادی در تهران (ساختمان پاساژ پالادیوم) را مشاهده می‌کنید. این اتصال با جوش و پیچ انجام شده است. در ساخت و ساز های عادی و معمولی، معمولا فقط از جوش استفاده می‌شود.
مهاربند ساختمان پالادیوم
نمای دیگری از مهاربند ها
به طور کلی در ساخت هر نوع ساختمان، نکات اجرایی و فنی بسیار زیادی است که با رعایت هر کدام می‌توان قدمی به سمت بهینه شدن پروژه از لحاظ زمان، مسائل مالی و کیفیت برداشت. در این پست سعی شد نکاتی که تا به امروز آموخته‌ام را در اختیار شما بگذارم.
 |
مپسا | نرم‌افزار آنلاین حسابداری پروژه ساخت و ساز |
|---|
