افزایش محبوبیت سازههای پیچ و مهره ای در ساختمانسازی
اتصالات پیچی به عنوان باکیفیتترین نوع اتصالات در ساخت سازههای فلزی شناخته شده و سازههای فلزی تولید شده با این نوع اتصالات که اصطلاحا سازههای پیچ و مهره ای نامیده میشوند از مقاومترین انواع سازهها محسوب میشوند. تولید این سازهها نیازمند ساخت قطعات مورد نیاز جهت اجرای اسکلت سازه در ابعاد وسیع در کارخانهها و حمل آنها به محل پروژه است. به همین علت در گذشته این سازهها در کشورهای اروپایی و آمریکایی رواج بیشتری داشته و در کشور ما محدود به انواع خاصی از کاربریها و تعداد محدودی از پروژهها بودند. اما اکنون تحول و پیشرفت در فرآیندهای صنعتی در مراحل مختلف تولید و جابهجایی، بهرهمندی از مزایای متعدد سازههای پیچ و مهره ای در احداث انواع مختلف ساختمانهای باکیفیت و مقاوم را برای فعالان صنعت ساختمان را ممکن ساخته است.
مزایای استفاده از سازههای پیچ و مهره ای
ساخت سازههای پیچ و مهره ای و به طور کلی استفاده از اتصالات پیچی در اجرای اسکلتهای فلزی، در مقابل شیوهی رایج دیگر یعنی اتصالات جوشی مزایای متعددی به همراه دارد که از آن جمله میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
-
سرعت نصب و اجرا: اگرچه اجرای اتصالات جوشی در مجموع سریعتر و سهلالوصولتر به نظر میرسد، اما پس از طی مراحل برش و آماده شدن قطعات در کارخانه، اجرای اتصالات پیچومهره در محل ساخت به مراتب سادهتر و سریعتر صورت خواهد گرفت.
- کنترل کیفی بهتر: چون فرآیند اصلی ساخت در کارخانه صورت میگیرد میتوان به سادگی دریافت که تولید به این شیوه با نظارت و کنترل دقیقتری همراه خواهد بود.
- کاهش پرت مصالح: از آنجایی که در این شیوه، تولید اتصالات پیچیدهتر به سادگی مقدور است گاه میتوان از اتصالات خرپایی به جای افزایش ضخامت مقاطع استفاده کرده و در نهایت میزان مصالح مصرفی غیرضروری و به عبارتی پرت مصالح را کاهش داد.
- ایمنی و پایداری سازه: سازههای پیچ و مهره ای به طور کلی مقاومت بهتری در برابر نیروهای لرزهای از خود نشان میدهند که این امر هم به ماهیت این اتصالات و هم به کنترل کیفی بهتر که پیش از این ذکر شد مربوط میشود.
- عدم نیاز به فضای کار: یکی از مهمترین محدودیتهای سازههای جوشی نیاز به تجهیزات حجیم و جاگیر جهت تأمین برق و انجام فرآیند جوشکاری در محل اجرای پروژه است. بدیهی است که سازههای پیچ و مهره ای فارغ از این محدودیت در بستهترین و محدودترین فضاها قابل اجرا هستند.
- وابستگی کمتر به شرایط محیطی: بر خلاف اتصالات جوشی که نیازمند شرایط محیطی ویژهای جهت اجرا هستند (از نظر درجه حرارت محیط، تهویه و مسائل مشابه) سازههای پیچ و مهره ای در این زمینه محدودیت کمتری دارند.
- امکان جمع و جابهجایی: سازههای پیچ و مهره ای علاوه بر اینکه پس از تولید قطعات به سرعت نصب و برپا میشوند، در صورت لزوم میتوانند از هم باز شده و جمع شوند. این امر این شیوهی اجرای سازهای را به گزینهای مناسب جهت ساخت سازههایی با قابلیت جابهجایی به خصوص در حوادثی همچون سیل و آتشسوزی تبدیل میکند.
-
انواع اتصالات پیچی مورد استفاده در سازههای پیچ و مهره ای
به طور کلی سازههای پیچومهره از دو مکانیسم اتصالی یعنی اتصال اتکایی و اتصال اصطکاکی بهره میگیرند.
اتصال اتکایی: در اتصال اتکایی، پیچ درون سوراخ صفحات اتصال قرار گرفته و با مهره بسته میشود. این نوع اتصال تنها پاسخگوی بارگذاریهای ثقلی بوده و در برابر بارهای جانبی همچون زلزله دچار برش خواهد شد بنابراین به هیچ عنوان در طراحی لرزهای مورد استفاده قرار نمیگیرد.
اتصال اصطکاکی: در اتصال اصطکاکی علاوه بر مهره، از واشر نیز استفاده شده و علاوه بر سفت کردن پیچها مقداری نیروی پیشتنیدگی در پیچ متناسب با طرح سازهای اعمال میشود. این نوع اتصال تنها اتصال مناسب جهت تحمل بارهای جانبی بوده و در طراحی بادبندها و سیستمهای قاب خمشی که ملزم به تحمل بارهای جانبی هستند مورد استفاده قرار میگیرد.
اتصالهای اتکایی و اصطکاکی از نظر ظاهری متفاوت و قابل تشخیص میباشند و به طور کلی میتوان گفت در اتصال اصطکاکی پیچها سرپیچ بزرگتری دارند.
ملاحظات مورد توجه در خصوص سازههای پیچ و مهره ای
در سازههای فلزی زوال سازه عموما ناشی از نقصان در اتصالات میباشد. سازههای پیچ و مهره ای نیز از این قاعده مستثنی نیستند. در واقع زوال اعضای سازهای به ندرت مشاهده میشود و اغلب مشکلات به طراحی نامناسب یا عدم اجرای صحیح اتصالات مربوط میشوند.
مشکلات عمده در اجرای سازههای پیچ و مهره ای که باید مورد توجه ویژه قرار گیرند عبارت است از: اجرای غلط و نامناسب سوراخها، عدم رعایت میزان پیشتنیدگی در پیچها، و در نهایت عدم انطباق پیچها و سوراخ ها در هنگام نصب و اجرا. این کاستیها میتوانند به مشکلات مهمی همچون برش در پیچ و گسیختگی سازهای تحت نیروهای شدید همچون زلزله منجر شوند. بنابراین کنترل دقیق و بهرهگیری از تجهیزات صحیح یک ضرورت اجتنابناپذیر است.
از مشکلات عمدهی دیگری که در خصوص سازههای پیچ و مهره ای باید مورد توجه قرار گیرد میتوان به موضوع مهم خوردگی در اتصالات اشاره کرد. برای جلوگیری از مشکلات خوردگی، در مرحلهی طراحی اتصالات و انتخاب انواع و جنس پیچها باید درجهی خوردگی محیط در دوران سرویسدهی ساختمان مورد توجه قرار گیرد. پیچها باید کاملا در برابر زنگ زدگی محافظت شوند؛ در غیر این صورت گسیختگی پیش از موعد دور از انتظار نخواهد بود. برای این منظور استفاده از پیچهای ساخته شده با آلیاژهای مناسب و مقاوم و همچنین بهرهگیری از پوششهای محافظ همچون روی، کادمیوم، نیکل و قلع پیش و پس از نصب ضروری است. فلزات روی و کادمیوم نسبتا ارزانتر بوده و البته به دلیل فعال بودن به ضخامت بیشتری از پوشش نیاز دارند. پوششهای نیکل و قلع گرانتر بوده و در مقابل پوششهای نازکتری فراهم آورده و در طولانی مدت به خوبی از سازه محافظت مینمایند.
اجرای سازههای پیچ و مهره ای در ایران
همانطور که ذکر شد برشهای موردنیاز برای اتصالات در سازههای پیچ و مهره ابتدا در کارخانه ایجاد میشوند و سپس قطعات به محل اجرای ساختمان منتقل میگردند. به همین دلیل در گذشته محدودیت در فرآیند تولید و حملونقل صنعتی به محدودیت در بهکارگیری سازههای پیچ و مهره ای منجر شده و این شیوهی اجرا تنها محدود به پروژههایی همچون سولهها و مجتمعهای صنعتی یا پروژههای نفت و گاز بود. اما اکنون با فعال شدن گروههای صنعتی مختلف و گسترش فعالیتهای مرتبط تقریبا میتوان هر ساختمانی را با صلاحدید مهندسان و مشاوران به کمک اتصالات پیچی اجرا کرد. کارخانهی پروفیل متال نیز این شیوهی اجرا را همراه با سایر خدمات خود ارائه مینماید. برای کسب اطلاعات بیشتر در این خصوص میتوانید به سایت کارخانه به آدرس پروفیل متال مراجعه نمایید.