مقایسه ساخت اسکلت فلزي پيچ و مهره اي نسبت به ساير اسکلت ها

[aramiss 28 Super Moderators]

امروزه استفاده از سازه هاي پیچ و مهره اي در صنعت به نحو چشمگیري افزایش یافته به طوري که این سازهها در گذشته فقط

شامل سوله هاي صنعتی و مجتمعهاي پتروشیمی و سازه هاي مورد استفاده در صنایع نفت و گاز می شد هم اکنون کاربرد

این سازهها در ساختمانهاي مسکونی، اداري و تجاري که در شهرها نیز ساخته می شود با رشد چشمگیري روبرو بوده است از

جمله مزایاي اتصالات پیچ و مهرهاي که مهمترین دلیل استفاده از آنها درکشورهاي صنعتی میباشد عدم نیاز به جوشکاري در

زمان نصب سازه و در موقعیتهاي سخت همچنین سرعت بیشتر اجرا در محل نصب نسبت به سازههاي جوشی میباشد با توجه

به دقت بالاي این نوع سازه در قسمتهاي مختلف ساخت نکاتی در این زمینه قابل توجه می باشد که درذیل به آنها اشاره شده

است

مزاياي ساخت اسکلت فلزي پيچ و مهره اي نسبت به ساير اسکلت ها عبارتند از

 

سرعت اجرا: سرعت اجراي سازه هاي با اتصالات پيچ و مهره اي نسبت به اتصالات جوشي بالاتر و کاملا قابل لمس مي باشد و زمان ساخت سازه هاي پيچ و مهره اي کمتر از سازه هاي با اتصالات جوشي است و با توجه به مدت زمان بالاي اجراي پروژه هاي کشورمان اين نوع از سازه ها جهت کاهش زمان ساخت پيشنهاد مي گردد .

 

 

سرعت نصب : در اين گونه از سازه ها بدليل حذف کامل جوشکاري در محل نصب سازه ،فقط با جايگذاري قطعات و بستن تعدادي پيچ و مهره محدود مي شود که اين عامل باعث افزايش چشمگير سرعت نصب مي شود و خطاهاي نصب به حداقل خود مي رسد .

 

كيفيت ساخت : كيفيت ساخت سازه با امكانات موجود در كارخانه و طبق نقشه هاي طراحي شده و تحت نظارت واحد كنترل كيفي قابل مقايسه با سازه هاي جوشي كه در محل نصب سازه ساخته مي شوند نمي باشد .

 

پرت مصالح : معمولا در محاسبات دست محاسب در انتخاب مقاطع خاص تير اهن بسته ميباشد و مجبور است با اضافه کردن ورق و جوشکاري به مقطع مورد نظر برسد حال انکه در ساختمان پيچ و مهره اي امکان اضافه کردن مقاطع سبکتر و با مقاومت بيشتر وجود دارد که استفاده از ورق در ساخت مقاطع پرت آهن آلات را به حداقل مي رساند .

 

 

ايمني و پايداري سازه: چه به لحاظ تئوري و چه به لحاظ عملي ثابت شده است که ساختمان هاي پيچ و مهره اي به دليل کيفيت بهتر پايداري بيشتري در برابر زلزله و نيروهاي جانبي دارند .

 

هزينه کمتر: اجراي ساختمان پيچ و مهره اي به لحاظ اقتصادي مي تواند هزينه کمتري را به مالک تحميل کند ولي اين بدان معني نيست که دو سازه که کاملا مقاطع آن يکسان مي باشد سازه پيچ و مهر ه اي کم هزينه تر باشد ولي به دليل باز بودن دست طراح در بهينه سازي و ساخت مقاطع با وزن کمتر، امکان کاهش وزن سازه توسط طراح به راحتي امکان پذير است .

 

مقاومت در برابر آتش سوزي: در دماهاي بالا معمولا اتصالات پيچ و مهره اي مقاومت بيشتري در برابر حرارت دارند و احتمال تخريب سازه بسيار کمتر از اتصالات جوشي است .

 

 

عدم نياز به فضاي کار: معمولا در شهر ها به دليل عدم وجود موقعيت و مکان مناسب جهت ساخت اغلب پيمانکاران دچار زحمت فراوان شده که با استفاده از اين نوع سازه ها ، قابليت اجرا در شلوغ ترين و کم حجم ترين موقعيت ها فراهم کرده است .

 

 

رواج جهاني: در کليه کشورهاي آمريکايي و اروپايي تمامي سازه ها به صورت پيچ و مهره اي اجرا مي شود مگر در سازه هاي بسيار کم اهميت که اتصالات آن جوشي اجرا شود که از دلايل مهم استفاده از اين نوع سازه ها در اين کشور ها ، عملکرد بهتر آن و تجربه بيشتر آن کشور ها در ساخت سازه هاي فولادي مي باشد .

 

 

خوردگي سازه: در سازه هاي پيچ و مهره اي قبل از رنگ آميزي قطعات توسط دستگاههاي سندبلاست و وايربرس تحت نظر واحد كنترل كيفي زنگ زدايي مي شوند كه در سازه هاي جوشي اين عمليات انجام نمي گردد و همچنين در سازه هاي جوشي بجاي رنگ غني از روي كه در سازه هاي پيچ و مهره اي استفاده مي شوند ، ضد زنگ بكار مي رود كه اين امر باعث خوردگي سريع سازه مي شود .

 

امکان استفاده در مديريت حوادث: با توجه به امکان جابجايي اين گونه سازه ها امکان جابجايي و نصب آن در مناطق بحران زده مانند سيل و زلزله امکان پذير مي باشد

 

در تاپیک بعدی به بحث در مورد معایب اینگونه سازه ها می پردازیم

[izadpanah 45 Administrators]

بدلیل حساسیتهای شهرداری و الزام ضوابط شهرداری بر انجام تستهای غیر مخرب جوشکاریهای انجام شده کارگاهی ( نصب) رواج اتصالات پیچ و مهره ای بیشتر شده است. همانگونه که می دانیم جوشکاری در زمان نصب بدلیل سربالا بودن اکثر جوشکاری و عدم تعادل جوشکار از کیفیت پایینی برخوردار بوده و عیوب احتمالی جوش در آن زیاد خواهد بود. اصلاح این عیوب در زمان نصب هزینه بر بوده و حتی در برخی موارد بصورت کامل رفع نمی گردد. بدین منظور اتصالات پیچ و مهره ای مورد توجه زیادی قرار گرفته است.

شاید یکی از بزرگترین ایرادهای اتصالات پیچ و مهره ای نیاز به دقت و توجه وافر آن در زمان ساخت باشد. همانگونه که می دانیم، در اتصالات جوشی بین تیرها و ستون گپ 1 تا 2 سانتی متری در نظر گرفته می شود. احیانا اگر طول تیرها در حد 1 یا 2 سانت کوچک و بزرگ در نظر گرفته شود، این زیادی یا کمی طول در این گپ رفع می گردد اما اتصال پیچ و مهره ای شوخی بردار نیست و نهایتا تلرانسهایی در حد 2 میلیمتر برای آن مجاز است. بعضا اتفاق افتاده است که همین تلرانسهای 2 میلیمتری در المانهای مختلف تجمیع شده و بدلیل وجود 1 سانت اختلاف، تیر نصب نشده است. پس در زمان ساخت سازه با اتصالات پیچ و مهره ای، کنترل ابعادی بایستی از همان لحظه قطعه زنی انجام شود تا در زان نصب مشکلی وجود نداشته باشد.

ایراد دوم اتصالات پیچ و مهره ای، کیفیت پایین پیچهای بازار است. امروزه تمام سازندگان داخلی پیچ بدلیل واردات پیچهای ارزان قیمت چینی، کارخانه های خود را تعطیل کرده اند. برخی از این پیچهای موجود از کیفیت خیلی پایینی برخوردار هستند و Certificate های ارائه شده برای آنها جعلی و فتوشاپی است. معمولا کارفرمایان هزینه انجام تستهای بولت را نیز متقبل نمی شوند و تمایل بر خرید جنس ارزان و با کمترین هزینه، سبب پایین آمدن کیفیت نهایی سازه های پیچ و مهره ای می گردد.

[aramiss 28 Super Moderators]

در پی فرمایشات مهندس ایزد پناه

رعایت تلرانسها سوراخکاري، با توجه به استاندارد هاي موجود

1- طبق استاندارد اختلاف قطر سوراخ و پیچ معمولاً 2 میلی متر می باشد( قطر سوراخ می تواند 2 میلی متر بزرگتر از قطر پیچ

انتخاب شود) که این اختلاف در اکثر سازه هاي ساخته شده رعایت نمی شود و سوراخهاي با قطرهاي 4+ و حتی گاهی 5

میلی متر نسبت به پیچ بکاررفته در آن موضع ایجاد می گردد تا نصب سازة فوق به راحتی انجام شود

2-رعایت این تلرانس با در نظر گرفتن این مطلب که اگر قطر سوراخ از قطر پیچ 1/5 میلی متر بزرگتر از باشد (سوراخ لوبیاي کوتاه) تنش برشی مورد محاسبه 20 درصد و در صورتی که قطر سوراخ بزرگتر ازتنش برشی مورد محاسبه تا 40 درصد افزایشمی یابد اهمیت مییابد

2- با توجه به کم بود ن دقت در مرحلۀ سوراخکاري و تجمع تلرانسها ، سوراخها در مقاطع روبروي هم تا 20 % خارج از مرکز

می باشد که رفع این عیب در کارگاههاي نصب معمولاً به روشهاي غیر استاندارد( استفاده از هوا برش یا الکترود ،جهت

هم راستا کردن سوراخها ) توسط پرسنل نصب سازه انجام می شود که این اصلاح غیر اصولی باعث پایین آمدن ضریب

3- امنیت در آن مقطع می گردد(به طور کلی سوراخ کردن ورقهاي ضخیمتر از 12 میلیمتر باید با مته انجام شود"مبحث

5-2-2-10 مقررات ملی ساختمان"

4-عدم استفاده از پیچ و مهره هاي استاندارد و کنترل نشدن این قسمت توسط مهندسین ناظر ( با توجه به هزینۀ بالاي

آزمایش و نبود آزمایشگاههاي تست مخرب در تمامی نقاط و دسترسی دشوار به آنها ) این آزمایش از لحاظ کارفرما غیر متعارف

و پرهزینه بوده و معمولاً انجام آن به فراموشی سپرده میشود

5- کنترل سفت کردن تمامی پیچها طبق استاندارد هاي موجود و رسیدن پیچ به پیشتنیدگی پیشنهادي در استاندارد( مطابق

AISC مساوي بار معیار براي پیچهاي A325 و تقریباً برابر 85 تا 90 درصد بار معیار براي پیچ هايA490

6- کنترل این مرحله می بایست با آچارها ي مدرج و توسط نیروي ماهر انجام گیرد که معمولاً به دلیل غیر دسترس بودن مواضع

این کار انجام نمی گردد.

 

در ضمن این مطلب نیز بسیار ناراحت کننده می باشد که گاهی اوقات پیمانکار محترم به دلیل وجدان کاري زیاد در اتمام به موقع پروژه

مهره را روي پیچ خارج از محل اتصال نصب کرده سپس پیچ را بریده قس به سازه متصل مینماید که در ظاهر اتصال کاملاٌ

پایدار ولی در عمل تنها یک ماکت زیبا موجود است)مت آچار خور پیچ رااز یکطرف وارد سوراخ محل اتصال کرده ومهره را

به ھمراه انتهای پیچ از طرف دیگر وارد مینماید واین دو قسمت را توسط خال جوش

 

باتوجه به مطالب ذکر شده در بالا و استفاده از سازههاي پیچ و مهره اي با طی مراحل بازرسی موجود و عدم دقت

دستگاههاي مشاورهاي ونظارت از کیفیت مطلوبی برخوردار نمی باشد که لازم است مسئولان با اهمیت دادن دوچندان این

مقوله در حفظ سرمایههاي ملی کشور دقت بیشتري را به عمل آورد

 

[izadpanah 45 Administrators]

در موقع اجرا تمام ایین نامه ها، محاسبات و ... فدای هزینه می شود. چگونه می توان از نصاب با قیمت پایینی در حدود 200 تومان به ازا نصب هر کیلوگرم سازه، انتظار داشت که پیچها را محکم کند. البته آنچه که باعث تحویل یک کار خوب می گردد، وجدان کاری است. اما وجدان شکم آدم را سیر نمی کند.

استفاده از ترکمتر برای ایجاد پیش تنیدگی الزام اتصال گیردار اصطکاکی است. اما متاسفانه بدلیل سهل انگاریها بعضا استفاده نمی شود و عاقبت چنین سازه به کجا خواهد رسید؟

در اینجا دو تا سوال برای من مطرح می شود:

1- آیا رعایت تلرانس بیشتر از 2 میلیمتر، تعریف اتصال اصطکاکی را مختل نمی کند؟

2- حداقل فاصله مجاز بین بولتها و بولت از لبه طبق آیین نامه چقدر می باشد؟

[aramiss 28 Super Moderators]

در مورد سوال اول شما تا انجایی که می دانم سوراخهای بزرگ فقط برای اتصالات اصطکاکی مجاز است

و همینطور در اتصالات اصطکاکی برای پیچ های پر مقاومت عادی سوراخ کردن دقیق لازم نیست و دقت 2 میلی متر کافی است

 

در اینگونه اتصالات به دلیل باربری کمتر پیچ ها تعداد ان ها و سوراخهای لازم نسبت به اتصالات اصطکاکی بیشتر است و همینطور به دلیل اعمال نیروی پیش تنیدگی امکان شل شدن مهره ها کاهش می یابد ئ همینطور در این نوع اتصالات چون بخشی از نیرو قبل از موضع سوراخ توسط اصطکاک تحمل می شود لذا تنش های موجود در ورق در محل سوراخ کاهش می یابد

خوب که بدانید اگر قرار باشد هیچ گونه لغزشی تحت بارها بین ورق ها ی اتصال ایجاد نگردد از اتصال اصطکاکی استفاده می گردد

اینگونه اتصالات هم محدودیتهایی داره از جمله در اتصالات اصطکاکی احتمال شل شدن مهره ها و در نتیجه کاهش و یا از دست رفتن نیروی پیش تنیدگی می شود در اینگونه اتصالات تمیز کردن سطوح اتصال از آلودگی ها ضروری است

قطعات باید پس از تمیز کاری بوسیله رنگ غیر لغزان برای جلوگیر از سطوح اتصال رنگ امیزی شود اینگونه رنگ ها به علت گرانی قیمت اتصال را بالا می برد

دوستان توجه داشته باشید پیچ ها در اتصالات اصطکاکی در اثر نیروهای دینامیکی از خود رفتار مناسبی نشان می دهد در حاتیکه مقاومت پیچ ها در اتصالا اتکایی شدیدا کاهش می یابد بنابراین برای بارهای دیمتامیکی مثل جراثقالها انصالات اصطکاکی توصیه می کزدد

 

طور کلی اصطکاک حاصل دو عامل می‌باشد، یکی زبری سطح و دیگری نیروی پیش‌تنیدگی. در طراحی فرض بر رنگ نشدن و وجود زبری مناسب سطوح اتصال می‌باشد، در نتیجه هنگامی که قطعات نصب می‌شوند، باید همه‌ی سطوح اتصال(شامل سطوح مجاور سرپیچ‌ها و مهره‌ها) از قسمت‌های پوسته شده و دیگر مواد زاید عاری بوده و به‌ویژه سطوح تماس اتصالات اصطکاکی باید به طور کامل تمیز باشد و اثری از پوسته‌ی زنگ، رنگ، لاک، انواع روغن و مصالح دیگر در آن‌ها وجود نداشته باشد. بنابراین پس از این‌که اتصال به وجود آمد، محل همه‌ی پیچ‌های بسته شده رنگ‌آمیزی می‌شود.

محدودیت‌های اتصالات پیچی: بر اساس فصل 10.1.10 مبحث دهم، برای اتصالات زیر باید از اتصال اصطکاکی با پیچ پرمقاومت یا اتصال جوشکاری شده استفاده شود:

وصله‌ی ستون‌ها در سازه‌های با ارتفاع 60متر و بیشتر.

وصله‌ی ستون‌ها در سازه‌های با ارتفاع بین 30تا60 متر در صورتی‌که نسبت بُعد کوچک پلان به ارتفاع در آن‌ها از 40% کمتر باشد.

 

وصله‌ی ستون‌ها در سازه‌های با ارتفاع کمتر از 30 متر در صورتی‌که نسبت بُعد کوچک پلان به ارتفاع در آن‌ها از 25% کمتر باشد.

در سازه‌های با ارتفاع بیش از 40متر، برای اتصال همه‌ی تیرها و شاه‌تیرها به ستون‌ها و یا اتصالات هر نوع تیر یا شاه‌تیری که مهار ستون‌ها با آن‌ها مرتبط باشد.

همه‌ی سازه‌هایی که جراثقال‌های با ظرفیت بیش از 5تن تحمل می‌کنند. وصله‌ی خرپاها یا تیرهای شیب‌دار سقف، اتصال خرپاها به ستون‌ها، وصله‌ی ستون‌ها، مهار ستون‌ها، مهار زانویی بین خرپای تیر سقف و ستون و تکیه‌گاه‌های جرثقیل مشمول این امر می‌باشند.

در اتصالات تکیه‌گاه‌های اعضایی که ماشین‌های متحرک یا بارهای زنده از نوعی را تحمل می‌کنند که تولید ضربه و یا معکوس شدن تنش‌ها را به همراه داشته باشد.

هر اتصال دیگری که در نقشه‌های طرح و محاسبه قید شده باشد

 

. با توجه به این‌که در حال حاضر در کشور ما قطرهای M18 و M33 تولید نمی‌شود، در طراحی سازه‌های فولادی با اتصالات پیچ و مهره، از این دو سایز نباید استفاده کرد.

از آن‌جا که سیستم تولید پیچ و مهره در کشور ما و در حال حاضر بر اساس استانداردهای اروپایی می‌باشد، از مشخصات پیچ بر اساس DIN آلمان در طراحی‌ها و نقشه‌ها باید استفاده نمود.

با توجه به سیستم تولید پیچ در ایران، در طراحی اتصالات اصطکاکی، تنها از پیچ DIN 6914-HV باید استفاده شود که این پیچ تنها دارای رده‌ی مقاومتی 10.9 می‌باشد.

من سعی می کنم بحث پیچ ها را در تاپیک مجزایی بطور مفصل تر به آن بپردازم

 

2 در مورد سوال دوم شما باید بگویم آیین نامه ایران فاصله بین پیچ تا لبه ورق را دو تا رابطه در نظر گرفته که ماکسیمم انها را ملاک قرار می دهیم که در اکثر موارد رابطه دوم ماکسمم می گردد که اینگونه محاسبه می گردد

1- اگر قطر اسمی پیچ را d بنامیم و ورق ما توسط قیچی با گیوتین (برش سرد) برسده شود فاصله پیچ تا ورق باید 25/2 برابر قطر اسمی پیچ در نظر گرفته می شود

2- اگر ورق ما توسط اره یا شعله بریده شود باید 2 برابر قطر اسمی سوراخ در نظر گرفت

 

در مورد سوراخهای بزرگ شده و لوبیایی باید عرض کنم علاوه بر رابطه فوق باید با مقدار زیر جمع گردد

فاصله تا لبه = 2/25 برابر قطر پیچ یا دو برابر قطر پیچ به اضافه

1- اگر سوراخ بزرگ شده باشد 3 میلی متر

2- 2- اگر سوراخ لوبیایی کوتاه و عمود بر امتداد لبه باشد 5 میلی متر

3- اگر سوراخ لوبیایی بلند باشد و عمود بر امتداد لبه باشد 0.75 قطر سوراخدر نظز می گیریم

4- و اگر موازی با لبه باشد صفر می باشد

ایین نامه AISC این فاصله را بر حسب قر پیچ ارائه می کند که از دوستانی که دسترسی به این آیین نامه دارند این مقادیر را برای ما بنویسند

فقط مقادیر برای قطر های کمتر از 32 میلی متر اندکی با مقادیر آیین نامه ایران فرق دارد

 

 

[salar_th 0 Members]

متاسفانه تمام مشکلات اعم از مراحل طراحی و پروسه ساخت، در هنگام نصب نمایان می گردد و نصاب با کمترین هزینه باید به جنگ مشکلات برود، که این موضوع به خودی خود کیفیت را کاهش می دهد.