مطالبی که قبل از طراحی سازه های فولادی باید بدانیم

در این مطب ما به بررسی سازه های قاب بندی شده می پردازیم و توضیحاتی راجب مزایا و معایب سازه های فولادی ، انواع اتصالات سازه های فولادی ، انواع قطعات مورد استفاده در سیستم سازه های  فولادی و همچنین به توضیحاتی راجب  سیستم های سقفی که در این سازه ها مورد استفاده قرار می گیرند پرداخته ایم . و در انتها لینک ویدیویی مرتبط با همین مطالب براتون گذاشتم که توصیه میکنم حتما این ویدیو را ببینید .

بر طبق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان طراحی سازه های فولادی به دو روش تنش مجاز و روش حالات حدی مجاز است ملاک کار ما در طراحی سازه های فولادی حالات حدی است .

سازه های قاب بندی شده

به طور کلی سازه های قاب بندی شده ترکیبی از تیرها و ستون ها می باشند که با استفاده از اتصالات صلب و یا ساده به یکدیگر متصل شده اند شکل بالا یک سازه قاب بندی شده را نشان می دهد . قاب های ساختمانی باید قادر به تحمل نیرو های قائم و افقی وارد بر آن باشند . نیروهای قائم شامل بارهای مرده و زنده بوده و نیروهای جانبی افقی اثرات باد و زلزله هستند برای مقاومت ساختمان در برابر نیروهای جانبی از اتصالات صلب گیردار کردن تیر وستون ،قاب خمشی و یا سیستم مهاربندی ( بادبند یا دیوار برشی) استفاده می گردد .

مزایایی نسبی سازه های اسکلت فولادی

1-مقاومت زیاد که باعث کمتر شدن سطح مقطع لازم میگردد و در نتیجه فضای کمتری اشغال شده و فضای مفید بیشتر خواهد گردید

2- شکل پذیری زیاد که باعث پایداری بیشتر ساختمان در مقابل نیروهای زلزله می گردد

3- فراوانی و تنوع پروفیل های مختلف ساختمانی

4- پیشرفت سریع در ساخت نسبت به اسکلت بتن مسلح

5- امکان ساخت و اجرا در طبقات زیاد

6- امکان ساخت قطعات فلزی در خارج از محوطه کارگاه یا به صورت کارخانه یی که باعث بهبود کیفیت کار و ارزان تمام شدن آن می گردد

7- امکان کار در شرایط جوی نسبتا نامساعد (مثلا در هوای سرد)

8-امکان تقویت ساختمان و قطعات آن بعد از اتمام کار

9-نزدیک بودن فرضیات طراحی با عمل به دلیل همگن بودن جنس فلز

10-استاندارد بودن پروفیل های فلزی به دلیل تولید آنها در کارخانه که در نتیجه کنترل کیفیت اجرا را آسان نموده و به کنترل اتصالات و کنترل اندازه ها محدود می سازد .

معایب  سازه های اسکلت فولادی

1-ضعف در مقابل آتش سوزی به خاطر افزایش درجه حرارت مقاومت فولاد کاهش می یابد .

2- ضعف در مقابل زنگ زدگی و خورندگی که این مسئله باعث کاهش عمر مفید ساختمان می گردد.

لازم به ذکر است ضعف های فوق را می توان با تمهیدات مناسب برطرف نمود .

برای جلوگیری از زنگ زدگی می توان روی قطعات فلزی از پوشش ضد رنگ استفاده کرد همچنین مقاوم کردن در مقابل آتش سوزی یه لایه بتن به ضخامت 10 cm  بر روی قطعات نصب شده می پاشند .

کشور ما جز کشور های زلزله خیز است سوال اینجاست که چه تمهیداتی برای جلوگیری از خراب شدن سازه های فولادی در مقابل زلزله انجام دهیم ؟

پاسخ را در مطالب پایین ببینید .

ایجاد اتصال صلب (گیرداری بین تیر و ستون)

تیری که از چهارطرف به وسیله (نبشی ، پلیت) به ستون وصل گردد اتصال صلب یا گیردار می گویند اتصال صلب باعث می شود در اثر بارهای افقی یا لنگرهای وارده زاویه بین تیر و ستون تغیر نکند که در این حالت ساختمان می تواند نیروهای عرضی تحمل کرده و از حالت پایدار خارج نشود

سیستم مهاربند

چناچه گیرداری بین تیر و ستون کافی نباشد به وسیله قطعات (نبشی ،ناودانی) به صورت چپ و راست قاب را به صورت اشکال مثلثی در می آوریم تا سازه در برابر نیروهای جانبی مقاوم شود مهار بند ها به شکل های V X K (رو به بالا یا پایین) می باشند که متداول ترین مهاربند مورد استفاده X شکل می باشد

دیوار برشی

سیستم مهاربندی است که از بتن مسلح تشکیل شده است دیوار برشی به دلیل صلبیت زیاد و تغیر شکل کم آن بر سیستم بادبند مزیت دارد

این ویدیو رو حتما ببینید تا اثر اتصالات صلب یا سیستم مهاربندی در سازه های فولادی را به خوبی متوجه شوید . https://youtu.be/3VF5HMEfmi0

سیستم سقف در سازه های اسکلت فلزی

سه نوع پوشش سقف برای سازه های اسکلت فولادی در ایران رایج است

1-سیستم تیرآهن و طاق ضربی

2-سیستم تیرچه بلوک

3-سیستم سقف های مرکب

سیستم تیرآهن و طاق ضربی

سیستم تیرآهن و طاق ضربی تا چندین سال قبل رواج کامل داشت ولی امروزه به دلیل عدم صلبیت لازم در مقابل نیروهای جانبی به ویژه ساختمان های بلند مرتبه کمتر مورد استفاده قرار می گیرد

طرز اجرای آن بدین صورت است که تیرچه ها (تیرهای کف) از تیرآهن ای پی ای به فواصل 80cm  تا یک متر در دو انتها به تیرهای اصلی اتصال داده می شوند فاصله بین این تیرآهن با طاق آجری به ضخامت نیم آجر 11cm با ملات گچ و خاک پوشانده می شود و سپس طاق با ملات گچ دوغاب ریزی می شود البته پس از اجرای طاق ضربی کلیه تیریزی ها از بالا به وسیله میلگردهای طولی افقی به صورت ضربدری یا موازی که بر روی کلیه تیرآن های مسیر جوش می شوند بایستی مهار گردند

سیستم سقف تیرچه بلوک

سیستم تیرچه بلوک که از قسمت های زیر تشکیل شده اند

1-تیرچه عضو پیش ساخته است با مقطع تقریبی تی شکل شامل اجزای زیر:

الف) خرپای  فولادی شامل

الف ) میلگردهای کششی ( میلگردهای پایین تیرچه )

ب ) میلگردهای فوقانی

ج ) میلگرد زیگزاگ (‌عرضی )

2-پاشنه بتنی به عرض 10 تا 14 سانتی متر و ضخامت 4 تا 5 سانتی متر

3 بلوک سیمانی سفالی و غیره به ارتفاع رایج 20 ، 25 ،30 سانتی متر

4 میلگرد های حرارت و افت میلگرد های منفی و میلگردهای ژوئن برای پوشش سقف

5- بتن پوشش (دال) به صورت درجا به ضخامت حدود 5 تا 7 سانتی متر

فاصله محور تا محور 50 سانتی متر رایج است .

سیستم سقف های مرکب

سقف هایی که از بتن و فولاد تشکیل شده باشند سیستم سقف های مرکب خوانده می شوند از رایج ترین سقف های مرکب سقف عرشه فولادی است .