منظور از سازههای جوشی چیست؟
اصطلاح سازههای جوشی از نظر تئوری شاید کمی نامتعارف به نظر برسد، زیرا ما در بررسی انواع سازهها معمولا با اصطلاحاتی همچون سیستمهای قاب خمشی، قاب ساده و قاب نیمهصلب برای اسامی سیستمهای سازهای و عبارتی چون اتصالات جوشی و یا اتصالات پیچ و مهره به عنوان اسامی منتسب به نحوهی اتصالات در سازههای فلزی روبهرو هستیم. اما در صنعت ساختمان استفاده از اسامی اتصالات برای عنوان کردن انواع سازهها مصطلح و متداول است. صحبت از سازههای جوشی میتواند انواع متنوعی از ساختمانها از سولههای صنعتی تا ساختمانهای مسکونی را دربرگیرد که به کمک اتصالات جوشی اجرا شدهاند. در این نوشتار ما ابتدا به مزایا، معایب و ملاحظات اجرایی در این سازهها پرداخته و سپس مهمترین نکات در خصوص کاربرد اتصالات جوشی در سیستمهای سازهای فلزی قاب خمشی و قاب ساده را به عنوان دو مورد از متداولترین سیستمهای فلزی مورد توجه قرار خواهیم داد. در پایان آییننامهها و منابع مفید جهت مراجعه معرفی خواهند شد.
سازههای جوشی در یک نگاه
اجرای سازههای جوشی به طور کلی از مزایای عمومی بهرهگیری از اتصالات جوشی برخوردار است که از مهمترین این مزیتها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- سادگی در مرحلهی طراحی اتصالات
- سرعت نسبتا بالاتر در مرحلهی اجرا
- عدم نیاز به مصالح زیاد و مقرون به صرفه بودن
از سویی دیگر، در مقایسه با اتصالات پیچی، سازهی جوشی دارای نقاط ضعفی است که در موارد زیر خلاصه میشود:
- سازههای جوشی اگرچه در مجموع با سرعت بیشتری اجرا میشوند اما زمان اجرای آنها در محل ساخت پروژه طولانیتر است؛
- فرآیند اجرا نیازمند بهرهگیری از دستگاههای حجیم و جاگیر در محل پروژه است؛
- کنترل کیفیت اتصالات در این شیوه دشوارتر است مخصوصا اگر جوشکاری در ارتفاع صورت گرفته باشد و امکان کنترل عینی وجود نداشته باشد؛
- به طور کلی کیفیت و مقاومت کمتری نسبت به اتصالات پیچ و مهره دارد.
همین نقاط ضعف موجب میشوند که این شیوه بیشتر در مورد سازههای سبک و در ابعاد پایین کاربرد داشته باشد. پس زمانی که سخن از سازههای جوشی به میان میآید، بهتر است بیشتر سازههایی کمارتفاع یا نهایتا میانمرتبه و با مساحت زیربنای نسبتا کم را در نظر بگیرید.
ملاحظات در اجرای سازههای جوشی
با توجه به دشواری کنترل کیفیت اتصالات جوشی که به عنوان یکی از معایب بهرهگیری از سازههای جوشی مطرح شد، بدیهی است که مهمترین ملاحظات اجرایی در این شیوه، به حصول اطمینان از کیفیت جوشکاری مربوط میشوند. پیش از اجرای سازهی جوشی باید از کفایت مهارت عملی و دانش فنی تیم جوشکاری اطمینان حاصل شود. همچنین نظارت و کنترل جوشکاری به طور مداوم هم پیش از آغاز فرآیند جوشکاری، هم در طول انجام کار و هم پس از اتمام کار از ضروریترین مسائل میباشد. بازرسی پیش از اجرای جوش به مرور نقشهها، چک کردن لوازم و مصالح و بررسی دقیق لبههایی که باید مورد جوشکاری قرار بگیرند مربوط میشود. بازرسی در حین جوشکاری به بررسی کیفیت انجام کار در هر پاس جوشکاری همچون کنترل دماها و شکل ظاهری جوش در هر لایه معطوف است. بازرسی پس از اجرای جوشکاری به کنترل ابعاد و شکل نهایی جوش و اطمینان از انطباق جوشکاریهای صورت گرفته و نقشههای اجرایی تمرکز دارد. توجه و حساسیت روی عناصری از سازه که به صورت ترکیب دو مقطع مجزا طراحی شدهاند (همچون بادبندهای دوبل، ستونهای ترکیبی و ...) هم در مرحلهی طراحی به لحاظ تعداد جوشها و هم در اجرا به منظور ترکیب صحیح مقاطع از دیگر نکات مهم در سازههای جوشی میباشد.
دشواری کنترل کیفیت در سازههای جوشی به دلیل جوشکاری در ارتفاع
اتصالات جوشی در سیستمهای قاب خمشی
یکی از کاربردهای سازههای جوشی در اجرای سیستمهای قاب خمشی است. این سیستم سازهای به عنوان یک سیستم مقاوم در برابر زلزله شناخته میشود که به دلیل عدم وجود مهاربندها و در نتیجه ایجاد آزادی عمل در طراحیهای معماری بسیار مورد توجه است. مکانیسم عمل این سیستم به بهرهگیری اتصالات گیردار جهت اتصال تیر به ستون مربوط میشود که امکان انتقال برش و لنگر از تیر به ستون را فراهم کرده و به همین دلیل سازهای مقاوم در برابر زلزله بدون نیاز به عناصر جانبی همچون بادبندها را فراهم میآورد. با شناخت نحوهی عملکرد سیستم سازهای قاب خمشی به خوبی متوجه نقش اتصالات با کیفیت و مقاوم در این سیستم میشویم. شاید به نظر برسد اتصالات جوشی به دلیل آنکه گفته شد مقاومت کمتری دارند برای اجرای این سیستم مناسب نباشند اما باید بدانیم اتصالات جوشی در صورت بهرهگیری صحیح هنوز هم میتوانند گزینهی مناسب برای اجرای بسیاری از سیستمهای خمشی باشند. مهمترین شرط آن است که علاوه بر رعایت نکات اساسی که در بخشهای پیشین اشاره شد، از انواع صحیح جوشکاری یعنی جوشکاری نفوذی استفاده شود. عدم رعایت این نکته و استفاده از جوشکاری گوشه به جای جوش نفوذی منجر به کاهش مقاومت سازه و گسیختگی آن در برابر نیروهای وارده همچون زلزلههای شدید خواهد شد.
اتصالات جوشی در سیستمهای قاب ساده
بهرهگیری از سازههای جوشی در قالب سیستمهای قاب ساده رایجتر به نظر میرسد. علت این امر آن است که در قابهای ساده اتصالات گیردار میان تیرها و ستونها وجود نداشته و وظیفه مقاومت در برابر بارهای جانبی از جمله نیروهای لرزهای به مهاربند یا بادبندها محول میشود. بنابراین در این سیستمهای سازه ای از حساسیت اتصالات نسبت به سازههای خمشی اندکی کاسته شده و گزینهی مقرون به صرفهی اتصالات جوشی میتواند مورد توجه قرار گیرد. ناگفته پیداست که در این سیستم نیز ضرورت کنترل و بازرسی جوش و رعایت تمامی نکات و ضوابط بر اساس آيیننامهها ضروری است و تنها به دلیل کاهش نقش اتصالات در باربری جانبی استفاده از اتصالات جوشی به عنوان گزینهی معقولتر از نظر اقتصادی میتواند مورد توجه قرار گیرد.
اجرای سازههای جوشی
سازههای جوشی به دلیل مزایای اجرایی و اقتصادیشان برای اجرای ساختمانهای کوچک تا متوسط مورد توجه ویژه قرار دارند. استاندارد ۲۸۰۰ به عنوان آییننامهی طراحی ساختمانها در برابر زلزله، نشریه ۲۲۸ به عنوان آییننامهی جوشکاری ایران و نیز کتاب راهنمای جوش و اتصالات جوشی در ساختمانهای فولادی از جمله مهمترین مراجع مهندسان جهت بررسی تمامی نکات مهم از مراحل طراحی تا کنترل و بازرسی اتصالات جوشی در سازههای مختلف در کشور ما محسوب میشوند. گروههای فعال در صنعت ساختمانسازی از جمله گروه صنعت متال با در نظر گرفتن اصول و ضوابط آییننامهای و نیز دانش فنی و مهارت عملی مورد نیاز به طراحی و اجرای این سازهها میپردازند. جهت آشنایی بیشتر با زمینههای فعالیتی این کارخانه و نیز تماس با مجموعه سایت این کارخانه به آدرس پروفیل متال در دسترس متقاضیان قرار گرفته است.