انواع سیستم های سازه ای متداول در ایران

ارائه:جناب آقای مهندس عزیزآبادی

بخش اول:

انواع اتصالات

✅بطورکلی 2 نوع اتصال داریم:

گیردار و مفصلی

✅به یک اتصال میتواند 3 نوع نیرو اعمال شود: فشاری(عمودی) ، برشی ، لنگر خمشی 

در اتصال گیردار لنگر خمشی(گشتاور) منتقل میشود ولی در اتصال مفصلی لنگر منتقل نمیشود.

بنابراین اگر ستونی قرار باشد که لنگر خمشی را تحمل کند باید پایه ستون اتصال گیردار داشته باشد.

انتخاب نوع اتصال همواره بستگی به (نوع سیستم سازه و طراحی محاسب) دارد.

 

✅ اتصال پای ستون از 2 بخش تشکیل میشود:

1-اتصال صفحه ستون به پی.

2-اتصال ستون به صفحه ستون.

هریک از اتصالات فوق میتوانند گیردار یا مفصلی باشند، بنابراین 4 حالت وجود دارد:

◾ اتصال مفصلی صفحه ستون به پی

( بوسیله میل مهارها در وسط / برشگیر یا همان کلید برشی)

◾ اتصال گیردار صفحه ستون به پی

(بوسیله میل مهار در گوشه / کف ستون مدفون در پی)

◾ اتصال مفصلی ستون به صفحه ستون

( بوسیله نبشی / نبشی و لچکی)

◾ اتصال گیردار ستون به صفحه ستون 

( بوسیله جوش نفوذی یا همان شیاری/ استفاده از سخت کننده )

توجه1: منظور از میل مهار همان بولت میباشد.

توجه2: برشگیر یا کلید برشی، یک صفحه فلزی عمود بر صفحه ستون و زیر آن میباشد که در بتن مدفون میشود و حالت قفل و بست با فونداسیون ایجاد میکند که همانطور که از نام آن مشخصه وظیفه تحمل نیروی برشی را عهده دار میباشد.

توجه3: جوش نفوذی همان جوش شیاری میباشد که تفاوتش با جوش ساده به اینصورت میباشد که اگر مثلا دوتا پروفیل را به هم بچسبونیم بعد روشو جوش بدیم معمولیه جوشش ولی اگر یه فاصله ای بین پروفیلها باشه و کاملا با جوش اون فاصله پر بشه میشه نفوذی.

✅ مهم: درصورتی اتصال پای ستون گیردار محسوب میشود که هم (اتصال صفحه ستون به پی) و هم (اتصال ستون به صفحه ستون) گیردار باشد، بنابراین در سه حالت دیگر اتصال مفصلی خواهد بود.

یک مثال برای اتصال مفصلی پای ستون، در دهانه هایی که بادبند وجود دارد اتصال پای ستون مفصلی خواهد بود.

✅مهم: در یک اتصال گیردار عناصر مفصلی هم میتوانند حضور داشته باشند و این دلیل بر مفصلی بودن اتصال نیست. مانند تصویر اتصال گیردار صفحه ستون به پی با میل مهاری در گوشه و برشگیر در زیر صفحه ستون .

در پایان:

انواع میل مهار:

1-میل مهار با قلاب انتهایی

2-میل مهار با صفحه انتهایی

3- میل مهار با مهره انتهایی

بخش دوم:

 مفهوم دهانه در یک سیستم سازه ای  : همان فاصله دوستون در ارتفاع کامل یک سازه میباشد

ساختمون در چند جهت قاب دارد و  البته دهانه.

🔽اصولا دو نوع از انواع نیروها که به ساختمان وارد میشه از بقیه مهمتره:

--نیروهای ثقلی مثل بارهای زنده و مرده

--نیروی جانبی مثل نیروی باد و زلزله

نیروهای ثقلی: که از طریق سقفها به ستونها و سپس پی و زمین منتقل میشه 

نیروهای جانبی: اما برای مقابله با نیروهای جانبی در سیستمهای سازه ای که از اونها نام میبریم از اتصالات گیردار ،مهاربند (بادبند،bracing)و یا میتوانیم حتی بصورت ترکیبی از هردو استفاده کنیم.

 🔽سیستمهای متداول سازه ای:

1) سیستم سازه ای با دیوار باربر

2) قاب مفصلی 

3) قاب خمشی

4) قاب خمشی مهاربندی شده

✅سیستم سازه ای با دیوار باربر: در این سیستم دیوارهای قطور عمدتا آجری وظیفه تحمل و انتقال بارهای وارده به ساختمان را برعهده داشتند

✅قاب مفصلی مهاربندی شده: در این روش بارهای ثقلی بر قاب مفصلی وارد شده و بارهای جانبی بر مهاربندهای آن وارد می شود.

در قاب مفصلی میتوان همه اتصالات را مفصلی در نظر گرفت و وظیفه تحمل نیروهای جانبی را به بادبندها(یکی در جهت x  و دیگری در جهت  y ) واگذار کرد. و یا اینکه در یک جهت اتصالات را گیردار کرد و در جهت دیگر از بادبند یا دیوار برشی استفاده کرد.

✅قاب خمشی: در این سیستم همه اتصالات گیردار در نظر گرفته میشوند.

ساختمانهای بتنی به دلیل اجرای همزمان قاب آن به فرم قاب خمشی ساخته میشوند و در نتیجه همه اتصالات انها گیردار حساب میشود

سازه های فلزی را نیز به فرم قاب خمشی میشود اجرا نمود.

به هر حال در قاب خمشی نیروهای ثقلی و جانبی در تکیه گاههای تیرها لنگر خمشی ایجاد میکند و نیز تیرها و ستونها در تحمل تمامی نیروهای وارده باهم وارد عمل می شوند لذا تحلیل المانهای این نوع قابها باید همزمان انجام بگیرد.

✅قاب خمشی مهار بندی شده: گاها نیروهای جانبی به قدری زیاد هست که المانهای تیر و ستون قاب خمشی به تنهایی قادر به تحمل ان نمی باشد لذا از مهاربندهای مختلف برای کمک به انها استفاده می شود و یا از دیوارهای برشی بدین منظور استفاده شود به هر حال باید 30 درصد بارهای جانبی را خود قاب خمشی تحمل نماید.

این سیستم طبق آیین نامه برای ساختمونای ۵۰ متر به بالاست.

اما چون سبب ارزونتر شدن سازه میشه و مقاطع کوچکتر میشه و بجاش از بادبند یا دیوار برشی استفاده میشه تو خیلی از ساختمونا که پنجاه مترم نیستن از اون استفاده میشه.

پیوست:

- همه دهانه های بادبندی بهتره بر روی هم قرار گیرند.

- طبق آیین نامه همه اتصالات ستونها به پی در همه سیستم ها باید گیردار باشند.

- درساختمونایی که قاب خمشی هستند یعنی اتصالات گیردار هستند و برای اینکه ابعاد ستونها و تیرها کمتر بشه و تمام نیروی جانبی را فقط اتصالات نخواد تحمل کنه بادبند یا دیوار برشی میزارن مثلا محور x یا محور y......و در ساختمونایی که قاب مفصلی ساده هستند هم میتوان در دو جهت x , y بادبند یا دیوار برشی داشت و همه اتصالات تیر و ستون مفصلی باشند و یا فقط در یک جهت بادبند یا دیوار برشی داشت و در جهت دیگر اتصالات را گیردار کرد.

- قبلا که از سیستم قاب مفصلی ساده  بیشتر استفاده میشد بهترین حالت این بود که دهانه های اطراف پله رو برای بادبند یا دیوار برشی انتخاب میکردند این باعث میشد نیروی جانبی زلزله وقتی به ساختمون میرسید به یک هسته سخت برخورد میکرد.

بخش سوم:

 در تکمیل صحبت های قسمت قبلی : انواع مدلهای اتصالات گیردار و مفصلی در محل اتصال تیر به ستون رو میگم                                          اتصال مفصلی: 

تیر به ستون: 

١- اتصال با نبشی از طریق جان تیر 

٢- اتصال از طریق ورق جان 

٣-اتصال با نبشی نشیمن 

٤- اتصال با براکت 

٥- اتصال خورجینی تیر به ستون 

اتصال خورجینی متداول ترین شکل اتصال در ساختمان های اسکلت فلزی در ایران است؛ مبدع این اتصال ایرانیان هستند و در هیچ کجا شناخته شده نیست!

نحوه اجرای اتصال خورجینی بدین طریق است که تیرهای باربر از طرفین ستون ها به طور یکسره عبور داده می شوند و روی نبشی هایی که در طرفین ستون نصب شده اند قرار می گیرند و معمولا در بالای هر تیر هم یک نبشی قرار می دهند

اتصالات گیردار

1-اتصال با ورقهای روسری و زیرسری

در تصویر موجود در ارشیو با تیتر اتصال با ورقهای روسری و زیرسری 

٢-اتصال فلنجی:دومین نوع اتصال گیردار فلنجیه 

٣-اگه یه تیری به ستون مستقیما جوش داده بشه هم گیرداره

٤-یه نوع دیگه از اتصال هم هست که بهش میگن conxl و اونهم گیردار به حساب میاد(کان ایکس ال)