پیچ و مهره در سازه های فولادی
پیچ و مهره در سازه های فولادی از اجزای کلیدی هستند که وظیفه انتقال نیروهای اعضا به یکدیگر و به تکیهگاهها را بر عهده دارند. بهدلیل سرعت بالای اجرا و شکل صنعتی مطلوب سازه های پیچ و مهرهای، این نوع سازهها در سالهای اخیر مورد توجه طراحان قرار گرفتهاند.
با این حال، مانند سایر سازه های فولادی، در اجرای اسکلتهای پیچ و مهرهای نیز مواردی از عدم رعایت اصول بهچشم میخورد. اتصالات بهعنوان نخستین رکن در یکپارچگی اسکلتهای فولادی اهمیت بالایی دارند و ضعف در این اتصالات میتواند منجر به آسیبهای جدی و خرابی در کل سازه شود. خرابی اتصالات میتواند به نابودی ناگهانی سازه منجر شود، در حالی که آسیب به دیگر اعضای سازه نسبت به اتصالات کمتر است.
انواع پیچ و مهره در سازه های فولادی
پیچ و مهره سازه به دو دسته تقسیم میشوند: پیچهای معمولی و پیچهای پرمقاومت. پیچها میتوانند عملکردهای اصطکاکی یا اتکایی داشته باشند. پیچهای معمولی تنها در اتصالات اتکایی کاربرد دارند، در حالی که پیچهای پرمقاومت در هر دو نوع اتصالات استفاده میشوند. برای اتصالات اصطکاکی، پیچها نیاز به پیشتنیدگی دارند که میتوان با استفاده از روشهای مختلفی مانند سفت کردن مجدد مهره، واشرهای کششسنج یا آچار مدرج این کار را انجام داد.
پیچهای معمولی
پیچهای معمولی، از فولاد نرمه یا کربن کم ساخته میشوند و ظرفیت بارگذاری آنها از طریق مقاومت برشی یا کششی تأمین میشود. این پیچها بهدلیل مقاومت نسبتاً پایینی که دارند، تنها برای بارهای سبک و استاتیکی مناسباند، مانند سازه های سبک و اعضای درجه دوم. در استاندارد ASTM، این پیچها تحت عنوان A307 شناخته میشوند و حداقل تنش گسیختگی آنها حدود 60 Ksi (معادل 4200 kg/cm²) است. در استانداردهای DIN آلمان، انواع 3.6، 4.6، 4.8 و 5.6 بهعنوان پیچهای معمولی شناخته میشوند و معمولاً در قطرهای 12 تا 36 میلیمتر تولید میشوند.
پیچهای پرمقاومت
پیچهای پرمقاومت از فولاد باکیفیت و کربن متوسط ساخته میشوند و بهدلیل حرارت بالا، مقاومت آنها بهطرز چشمگیری افزایش مییابد. این پیچها دارای ویژگیهای زیر هستند:
- مقاومت برشی در سراسر قطر پیچ
- ایجاد اصطکاک بین مهره و سطوح فلزی
- پیشتنیدگی به میزان 70 درصد از مقاومت کششی نهایی، جهت افزایش ظرفیت اصطکاک
سازه های فولادی با اسکلت پیچ و مهره
اتصالات میان اعضای سازه های فولادی نقشی اساسی در استواری سازه ایفا میکنند. از آنجایی که این سازهها به سرعت اجرا و شکل صنعتی مطلوب معروفاند، بسیاری از طراحان به استفاده از آنها تمایل دارند. اما در کشور ما، این نوع سازهها گاهی به درستی اجرا نمیشوند، که ممکن است منجر به حوادث ناگواری شود.
نکته مهم در سازه های فلزی، کیفیت اتصالات آنهاست. استفاده از اتصالات نامناسب میتواند منجر به فروپاشی سازه شود. با انتخاب درست و استفاده صحیح از پیچ و مهرهها، میتوان از آسیب و خرابی سازه جلوگیری کرد.
انواع پیچ و مهره سازه فولادی
- پیچ و مهره با مقاومت معمولی: این پیچها در واقع پیچهای آهنی با گرید 5.6 و 4.8 هستند و بیشترین کاربرد را در ساخت اسکلتها دارند. این پیچها بهدلیل مقاومت کم، تنها در اسکلتهای کوچک و سبک مناسباند.
- پیچ و مهره با مقاومت متوسط: پیچ خشکه یا فولادی با گرید 8.8 بهدلیل فولاد با عملیات سرمایش و گرمایش تولید میشود و در برابر خوردگی مقاومتر است. این پیچها برای اسکلتهای نسبتا بزرگ مناسب هستند.
پیچ پرمقاومت: پیچها با گرید 10.9 و 12.9 در دسته پیچهای پرمقاومت قرار میگیرند و از لحاظ مقاومت در برابر فشار کششی و برشی بسیار قوی هستند. این پیچها برای ساخت اسکلتهای بزرگ مناسب و قابل اعتماد هستند.
هزینه ساخت و قیمت سازه فولادی پیچ و مهرهای
در سازه های پیچ و مهره فولادی، از موادی سبکتر استفاده میشود که منجر به کاهش هدررفت مصالح میگردد. این موضوع باعث میشود هزینه ساخت این نوع سازهها کمتر از سازه های جوشی باشد. در حالی که ممکن است برخی افراد تصور کنند که هزینه ساخت اسکلت بتنی کمتر است، اما با در نظر گرفتن تمامی هزینهها، اسکلت پیچ و مهرهای بهصرفهتر خواهد بود. مهندسان سازه میتوانند با بهینهسازی طراحی، وزن سازه را کاهش دهند و در نتیجه صرفهجویی بیشتری در هزینهها داشته باشند.
مزایای اتصالات پیچ و مهرهای
- صرفهجویی در هزینه نصب و اجرا
استفاده از اتصالات پیچ و مهرهای هزینههای مربوط به نصب و اجرای سازهها را به طرز قابل توجهی کاهش میدهد. این نوع اتصالات به راحتی نصب میشوند و نیازی به ابزارهای پیچیده یا تجهیزات جوشکاری ندارند. - قابلیت بازسازی و استفاده مجدد
یکی از مزایای بارز این نوع اتصالات، امکان باز کردن سازه و استفاده مجدد از اجزای آن است. این ویژگی نه تنها به صرفهجویی در هزینهها کمک میکند، بلکه انعطافپذیری بیشتری در تغییرات آینده فراهم میآورد. - عدم نیاز به تجهیزات جوشکاری
اتصالات پیچ و مهرهای نیازی به وسایل جوشکاری ندارند، که این موضوع باعث کاهش محدودیتها در تأمین تجهیزات میشود. این امر به ویژه در پروژههایی که دسترسی به تجهیزات جوشکاری محدود است، حائز اهمیت است. - نیازی به کارگر ماهر نیست
نصب این نوع اتصالات به تخصصهای خاصی نیاز ندارد و کارگران معمولی نیز میتوانند به راحتی آنها را نصب کنند. این امر نه تنها هزینههای نیروی کار را کاهش میدهد، بلکه سرعت انجام کار را نیز افزایش میدهد. - عدم ایجاد سر و صدا هنگام نصب
نصب اتصالات پیچ و مهرهای به دلیل عدم نیاز به جوشکاری، بیسر و صدا انجام میشود. این ویژگی به ویژه در مکانهای شلوغ و پر سروصدا اهمیت دارد. - کیفیت ساخت اسکلتهای پیچ و مهرهای
سازه های پیچ و مهرهای به دلیل انجام تمامی عملیات ساخت در کارخانه، از کیفیت بالاتری نسبت به دیگر سازهها برخوردارند. این سازهها با دقت و کیفیت بیشتری تولید میشوند و در مقایسه با اتصالات جوشی، که در محل انجام میشود، دقت کمتری دارند. بهعلاوه، سازه های بتنی نیز نسبت به این دو نوع سازه مقاومت کمتری دارند. - سرعت ساخت
سرعت ساخت سازه های پیچ و مهرهای به دلیل تولید در کارخانجات و آماده بودن قطعات، بیشتر از سازه های با اتصالات جوشی است. این ویژگی به فرآیند نصب کمک میکند تا بهسرعت و به آسانی انجام شود. به همین دلیل، این نوع سازهها در پروژههایی که نیاز به صرفهجویی در زمان دارند، اولویت بیشتری دارند. - ایمنی سازه
سازه های پیچ و مهرهای به دلیل کیفیت بالای ساخت و استحکام بیشتر، در برابر زلزله و بلایای طبیعی مقاومتر هستند. این نوع سازهها معمولاً در ساختمانهای مرتفع و سولهها استفاده میشوند. همچنین، به دلیل تولید در کارخانه و استفاده از پوششهای محافظ، احتمال زنگزدگی در این سازهها نسبت به اتصالات جوشی کمتر است.
نتیجهگیری
با توجه به اهمیت اتصالات در سازه های فولادی و تأثیر آنها بر استحکام و ایمنی سازه، انتخاب و استفاده صحیح از پیچ و مهرهها ضروری است. اطمینان از کیفیت و مقاومت این اتصالات میتواند به جلوگیری از خرابی و افزایش عمر سازه کمک کند. برای کسب اطلاعات بیشتر و خرید پیچ و مهرههای مناسب، میتوانید با کارشناسان ما در این زمینه مشورت کنید.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.