آشنایی با اعضای سازه های فلزی + مزایای آن

در این مقاله در رابطه با مزایای سازه های فلزی و  آشنایی با اعضای سازه های فلزی توضیح می دهیم.

سیستم سازه های فلزی به دلایل مختلفی از جمله انعطاف پذیری، هزینه اقتصادی ، سرعت ساخت بالا و نصب راحت  با بقیه سازه ها قابل مقایسه نیست.

همچنین سازه های فلزی و فولادی برعکس سازه بتنی به صورت استاندارد تولید می شوند.

محصولات فولادی کاربرد وسیعی در صنعت مصالح ساختمانی دارند به همین دلیل به شکل های متنوعی تولید می شوند.

تا در هر قسمتی از سازه با مناسب ترین شکل موجود مورد استفاده قرار گرفته و از حداکثر ظرفیت باربری آن ها استفاده شود.

طول معمول پروفیل های ساختمانی ۶، ۱۲ تا ۱۴ متر می باشد که در کشورهای مختلف، با استانداردهای متفاوتی تولید می شوند.

استاندارد اروپایی از جمله معروفترین آن ها می باشد که در بسیاری از کشورها از جمله ایران رعایت می شود .

امروزه گسترش ساخت و ساز های شهری موجب شده تا انتخاب بیشتر مهندسین برای اجرای طرح های صنعتی ، تجاری و ساختمانی گزینه ای جز سازه های فلزی و فولادی نباشد.

شاید برای شما هم سوال باشد که مهم ترین ویژگی های آشنایی با اعضای سازه های فلزی در چیست؟

از مزایای سازه های فلزی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

1. مقاومت قطعات فلزی از مهمترین فاکتور هایی اصلی برای انتخاب سازه های فلزی است . این خاصیت در ساخت سوله ها و ساختمان های مرتفع مانند برج بر روی سطوح سست اهمیت زیادی دارد.
2. ساخت فلزات و فولاد در کارخانه ها تحت نظارت دقیق تولید می شوند و همین امر موجب شده تا از خواص یکنواخت آن اطمینان حاصل کرد. علاوه بر این فلزات برخلاف بتن تحت  تاثیر عوامل خارجی  قرار نمیگرند.
3. دوام و شکل پذیری فلزات در سازه های فلزی و فولادی از تمرکز تنش خرابی در یک نقطه جلوگیری کرده و در برابر ضربه و فشار تحمل زیادی دارد. اما سازه های بتنی بسیار شکننده و سست تر هستند.
4. میانگین وزن ساختمان های فولادی در حدود ۸۰ تا ۱۲۸ کیلوگرم بر متر مکعب تخمین زده شده است. در حالی که این معیار وزنی برای سازه های بتنی بالغ بر ۱۶۰ تا ۲۵۰ کیلوگرم برمتر مکعب اعلام شده است.
5. مقاوم سازی سازه های فلزی در صورت بروز اشتباهات محاسباتی به کمک جوش، پرچ  و پیچ کردن قطعات جدید امکان پذیر است.
6. سرعت و راحتی نصب فلزات نسب به بتن از دیگر مزایای اجزای سازه های فلزی است. همین امر موجب بهره برداری به موقع در پروژه های حساس ساختمان سازی شود.

محصولات فولادی استاندارد اروپایی به شرح زیر است :

ورق های فولادی تا عرض ۳ متر در ضخامت های مختلف تولید می شوند و در ساخت تیرهای مرکب و مشبک به عنوان عضو اصلی یا به صورت ورق اتصال کاربرد وسیعی دارند. به دلیل عامل خوردگی و زنگ زدگی حداقل ضخامت ورق هایی که در کارهای ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد ۵ تا ۶ میلی متردر نظر گرفته می شود. به ورق هایی که عرض آن ها کمتر از ۱۶۰ میلی متر باشد تسمه گویند.
معمولاً ورق ها و تسمه ها در طول ۱۲ متر و ورق های عریض تا طول ۱۵ مترتولید می شود.
ورق و تسمه در نقشه های فنی با علامت اختصاری PL L×w ×t نشان داده می شوند که اعداد بعد از PL به ترتیب بیان گر طول، عرض و ضخامت آن می باشند.

از مهمّ ترین نیم رخ های مصرفی در ساختمان های فلزی می باشند ، زیرا به دلیل بزرگ بودن ممان اینرسی، نسبت به محور ׳ xx مقاومت خمشی زیاد حول این محور وجود دارد.

این نیم رخ ها در تیپ های INP،IPE ،IPB تولید می شوند.

این نیم رخ تا ارتفاع ۴۰ سانتی متر نورد می شود و در ساخت ستون های مرکب، تیرهای مشبک، خرپا و بادبند به کار می رود، عیب آن این است که دارای یک محور متقارن بوده و به صورت تک، مقاومت خمشی زیادی ندارد و بنابراین بهتر است به عنوان یک عضو خمشی تیر به صورت دوبل مورد استفاده قرار گیرد

یکی از مهم ترین نیم رخ های ساختمان بوده و بیشترین کاربرد آن به صورت تک یا دوبل در ساخت مقاطع مرکب می باشد ،  علائم اختصاری نبشی در نقشه های فنی به صورت L می باشد و دوعدد اول بعد از آن پهنای بال ها و عدد سوم ضخامت آن را نشان می دهد.
نبشی درطول های ۶، ۱۲ ، ۱۵ متری تولید می شود.
نبشی با بال مساوی: پهنای بال های آن با هم برابرندمانند L 80×۸۰×۸mm
نبشی با بال نامساوی: پهنای یکی از بال ها بیشتر است. مانند L 90×۶۰×۸mm

این نیم رخ ها با شکل مقطع با دو اندازه متفاوت قاعده و ارتفاع تولید می شود و علامت اختصاری آن به صورت یا می باشد و اعداد بعد از علامت فوق به ترتیب پهنای قاعده و ارتفاع آن را نشان می هد.

سپری هایی که قاعده شان دو برابر ارتفاع مقطع آن هاست. این نیم رخ ها از ابعاد۶۰×۳۰میلی متر تا ۱۲۰×۶۰ میلی مترتولید می شوند.
سپری هایی که قاعده و ارتفاع یکسان دارند. این نیم رخ ها در ابعاد ۲۰×۲۰ میلی مترتا ۱۴۰×۱۴۰ میلی متر تولید می شوند.
عیب عمده ی نیم رخ سپری مقاومت خمشی کم و سطوح مایل بال هاست که اتصالات آن را مشکل می کند.
این نیم رخ بیشتر در ساخت خرپا به صورت تک یا دوبل، در و پنجره، سقف شیروانی و اسکلت سقف کاذب به کار می رود.

در کارهای ساختمانی برای زیرسازی سقف های شیب دار به کار می رود و در کشتی سازی نیز استفاده می شود.

در نقشه های فنی با Z نشان داده می شود و عدد بعد از آن ارتفاع Z را نشان می دهد.

میلگرد از قطر ۵ تا ۲۲۰ میلی متر، نیم رخ های چهار گوش از مقطع ۶×۶ تا۱۵۰×۱۵۰میلی متر و مقاطع شش ضلعی با بُعد s از ۱۳ تا ۱۰۳ میلی متر ساخته می شوند۱(. علائم اختصاری و مفاهیم مربوط به نیم رخ های ساختمانی فوق در جدول ۱- ۱ خلاصه شده است.
مشخصات هندسی نیم رخ های ساختمانی این مشخصات جهت استفاده طراحان در جدول هایی خلاصه شده است.

جدول ۲- ۱ قسمتی از جدول مربوط به پروفیل INP می باشد.

برای استخراج مشخصات هندسی نیم رخ های ساختمانی با توجه به نوع پروفیل ها به جدول مربوط به آن مراجعه نموده و مشخصات آن را برداشت می کنیم.

جدول ۲ – ۱ برخی مشخصات INP200 را نشان می دهد.

به عنوان مثال برای پیدا کردن عرض بال b تیر آهن INP200 ، از ستون I شماره ۲۰۰ را انتخاب می کنیم عدد مقابل آن در ستون b عرض بال را نشان می دهد.

لازم به تذکر است که نیم رخ های فلزی بر حسب کاربردشان دارای اشکال متنوعی می باشند مانند حایل های فلزی و ریل راه آهن در کتب فنی به چنین جدول هایی جدول اشتال نیز می گویند.