اسکلت‌های فلزی و بتنی دو روش اصلی اسکلت در صنعت ساختمان سازی به شمار می‌روند. اسکلت‌های فلزی نیز انواعی مانند جوشی و پیچ و مهره‌ای دارند. اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای به دلیل ویژگی‌هایی که دارد مزایای زیادی را در اختیار مهندسان و طراحان قرار می‌دهد. در این مقاله از ویکی ساختمون قصد داریم که به طور مفصل به بررسی مهم‌ترین نکات اجرایی اسکلت فلزی پیچ و مهره می‌پردازیم.
طراحی، نظارت و اجرای سازه فلزی پیچ و مهره‌ای را به بهترین‌ها بسپارید
اسکلت فلزی پیچ و مهره چیست؟
قبل از بررسی نکات اجرایی بد نیست درک بهتر از این سازه‌ها داشته باشیم. شاید نام این نوع از اسکلت خود گویای همه چیز باشد و نیاز چندانی به معرفی نداشته باشد اما در هر صورت سازه فلزی پیچ و مهره‌ای یکی از روش رایج در ساخت اسکلت‌های فلزی است که در آن برای اتصال از پیچ و مهره‌هایی مخصوص استفاده می‌کنند. در گذشته استفاده از این سازه‌ها بیشتر در ساختمان بزرگ و صنعتی مشاهده می‌شود اما چندی سال است پای آن به ساختمان‌ها و برج‌های مسکونی نه چنان بزرگ هم جذب شده است.
اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای بهتر است یا جوشی؟
اگر بخواهیم در خصوص بهتر بودن یکی از این دو اظهار نظر کنیم باید آن‌ها را از نظر هزینه، کیفیت زمان، تعمیرات و سایر فاکتورها مورد بررسی قرار دهیم. اسکلت‌های فلزی جوشی از نظر هزینه‌های اولیه مصالح مورد نیاز کمتر است؛ اما از طرفی هم سرعت و سادگی بالای اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای برای بسیاری به این هزینه کمتر می‌چربد.
از نظر مقاومت و کیفیت نیز باید عنوان داشت که کیفیت اسکلت‌های فلزی تا حدود زیادی به نوع اتصالات و کیفیت آن‌ها بستگی دارد. به طور کلی کیفیت ساخت اسکلت‌های پیچ و مهره‌ای از درجه بالاتری نسبت به اسکلت‌های بتنی و جوشی برخوردار است چرا که کلیه عملیات ساخت این نوع اسکلت‌ها در محل کارخانه و به دور از عوامل محیطی مخرب انجام می‌گیرد.
جوشکاری روی قطعات در کارخانه ساخت با ماشین‌آلات پیشرفته و صنعتی انجام می‌گیرد در صورتی که جوشکاری در اسکلت‌های جوشی در محل اجرا با دستگاه‌های جوش دستی و در معرض عوامل محیطی است در سازه‌های بتنی نیز به دلیل عدم اجرا صحیح مراحل میلگرد گذاری و بتن ریزی معمولاً کیفیت اجرا پایین آمده، مقاومت و استحکام سازه نسبت به محاسبات در عمل از میزان کمتری برخوردار می‌گردد.
در خصوص تعمیرات و نکات اجرایی هم باید خاطر نشان کرد هنگامی که ساختمان‌های فولادی جوشی دچار آسیب شود، تعمیرات را فقط می‌توان با برش قطعات و دوباره وصله کردن انجام داد. این یک روند چالش برانگیز است. اگر یک اسکلت فلزی پیچ و مهره دچار آسیب شود، باز کردن و جایگزینی اعضای اسکلت سوله از محل کارگاه کار ساده‌ای است و به هیچ پروسه برش، جوشکاری، یا پانچی نیاز نیست.
مراحل اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای
اسکلت‌های فلزی جوشی و پیچ و مهره‌ای علی‌رغم شباهت‌ها، تفاوت‌هایی هم در روش اجرا با یکدیگر دارند. در ادامه به شرح مراحل اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای پرداخته شده است. ترتیب مراحل اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره به صورت زیر است.
- طراحی سازه فلزی
- ساخت فونداسیون
- نصب ستون‌ها
- نصب تیرها
- نصب سیستم کف
چک لیست‌های ساخت و اجرای اسکلت فلزی با اتصالات پیچ و مهره‌ای
طراحی و نقشه اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای
اولین گام برای اجرای این نوع از اسکلت طراحی سازه مورد نظر بر اساس استانداردهای جهانی است. نقشه‌های ساخت و ساز باید گرید و قطر تمام پیچ و مهره‌ها و واشر‌های مورد نیاز برای ساخت و ساز را نشان دهند. نقشه‌ها باید نشان دهند که آیا اتصال نوع اصطکاکی یا اتکایی مورد نیاز است یا خیر.
ساخت فونداسیون
اجرای فونداسیون ساختمان باید به طور کاملاً فنی و دقیق روی زمین با مقاومت کافی و کنترل شده، با خاک کاملاً متراکم و دارای دانه بندی و جنس مطلوب باشد تا احیاناً مسئله نشست و لغزش در پی رخ ندهد. به جرات می‌توان گفت که خرابی در فونداسیون ساختمان‌ها، همواره به دلیل گسیختگی خاک زیر آن صورت می‌گیرد و واژگونی در اثر بلند شدن پی بسیار کم پیش می‌آید.
برای اجرای یک پروژه اسکلت فلزی نخست ساخت پی مناسب است که در کلیه پروژه‌ها تقریباً یکسان اجرا می‌شود، باید توجه داشت که از قبل نقشه فونداسیون را روی زمین پیاده کرد و برای پیاده کردن دقیق آن بایستی جزییات لازم در نقشه مشخص گردیده باشد. از جمله سازه به یک شبکه متشکل از محورهای عمود بر هم تقسیم شده باشد و موقعیت محورهای مزبور نسبت به محورها یا نقاط مشخصی نظیر محور جاده، بر زمین بر ساختمان مجاور و غیره تعیین شده باشد.
ترسیم مقاطع و نوشتن رقوم زیر فونداسیون، رقوم روی فونداسیون، ارتفاع قسمت‌های مختلف پی، مشخصات بتن مگر، مشخصات بتن، نوع و قطر و طول کلی که برای بریدن میلگردها مورد نیاز است باید در نقشه مشخص باشد. قبل از پیاده کردن نقشه روی زمین اگر زمین ناهموار باشد یا دارای گیاهان و درختان باشد باید نقاط مرتفع و غیر تراز که مورد نظر است برداشته شود و محوطه از کلیه گیاهان و ریشه‌ها پاک گردد.
پس از این کار، یکی از محورها را (محور طولی یا عرضی) که موقعیت آن روی نقشه مشخص است، بر روی زمین، حداقل با دو میخ در ابتدا و انتها پیاده می‌کنیم که به این امتداد محور مبنا گفته می‌شود. حال سایر محورهای طولی و عرضی را از روی محور مبنا به وسیله میخ چوبی یا فلزی روی زمین مشخص می‌کنیم.
برای خاکبرداری محل فونداسیون‌ها به ارتفاع خاکبرداری نیازمندیم و در صورتی که اگر زمین دارای پستی و بلندی جزئی باشد باید نقطه‌ای به صورت مبنا در محل کارگاه مشخص شود که این نقطه به وسیله بتن و میلگرد در نقطه‌ای که دور از آسیب باشد ساخته می‌شود. به طور کلی مراحل اجرای فونداسیون اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای را می‌توان در چند مرحله زیر خلاصه کرد.
- پی‌کنی و گودبرداری
- اجرای بتن مگر
- آرماتوربندی
- قالب‌بندی
- بتن ریزی
نصب ستون‌ها
گام بعدی در اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای، نصب ستون‌ها و اتصال آن‌ها به فونداسیون است. بیس پلیت‌ها در این خصوص نقش مهمی ایفا می‌کنند. بیس پلیت در واقع صفحه‌ای است فلزی (از جنس ورق سیاه) که از یک سمت و با بتن و از سمت دیگر با ستون درگیر است. پس از خشک شدن بتن بیس پلیت را روی فونداسیون قرار داده و توسط پیچ و مهره پلیت را در جای خود ثابت می‌کنند.
نکته مهم در این خصوص این است که اتصال بین فونداسیون و بیس پلیت (صفحه کف ستونی) باید کامل و هیچ گونه فاصله میان آن‌ها وجود نداشته باشد. بدین منظور ماده‌ای متشکل از آب، سیمان، ماسه و یک سری افزودنی‌های دیگر که به آن گروت می‌گویند را در فضای خالی میان بیس پلیت و فونداسیون تزریق می‌کنند.
در گام بعدی ستون‌ها با استفاده از ماشین‌آلات سنگینی مانند جرثقیل روی بیس پلیت قرار داده می‌شود. سپس با استفاده از اتصالان پیچ و مهره‌ای مخصوص اتصال میان این دو را برقرار می‌کنند.
نصب تیرها
مقاطع مختلفی از تیرهای پیش ساخته در ساخت سازه فلزی چند طبقه استفاده می‌شود. تیرها معمولاً بارها را از کف و سقف به ستون‌ها منتقل می‌کنند. تیرهای فولادی می‌توانند تا 18 متر طول داشته باشند، اما معمولی‌ترین دامنه تیرهای فولادی از 3 متر تا 9 متر است.
اتصالات ستون به تیر و اتصالات تیر به تیر برقرار می‌شوند. انواع اتصال ستون به پرتو وجود دارد که بر اساس نوع بارهای تحمیل شده از ستون به تیر، انتخاب می‌شوند. به عنوان مثال، اگر مفصل فقط تحت بارهای قائم قرار دارد، از اتصالات ساده استفاده می‌شود که نمونه‌هایی از آن‌ها در شکل زیر نشان داده شده‌اند.
از طرفی هم در صورتی که نقطه اتصال میان ستون و تیر تحت تأثیر هر دوی نیروها و بارهای قائم و پیچشی قرار بگیرند، در این صورت باید صفحات انتهایی کامل (full depth end plate) و صفحات انتهایی بسط داده شده (extended end plate) استفاده شوند که در شکل زیر نیز نشان داده شده‌اند.
نصب سیستم کف
انواع مختلفی از سیستم‌های کف وجود دارد که می‌توانند در ساخت سازه‌های فلزی مورد استفاده قرار گیرند. کف‌ها معمولاً در هنگام ساخت تیرها نصب می‌شوند. سیستم‌های کف نه تنها بارهای اعمال شده قائم را تحمل می‌کنند بلکه مانند دیافراگم عمل می‌کنند و در برابر بارهای جانبی از خود مقاومت نشان می‌دهند.
نکات اجرایی اسکلت فلزی پیچ و مهره
- طول پیچ‌ها باید به گونه‌ای باشد که یک قسمت مشخص رزوه در بالای مهره نمایان باشد و حداقل یک دندانه رزوه به علاوه رزوه انتهایی که در حال اجرا است، پس از محکم کردن زیر مهره واضح باشد. یک واشر باید در قسمت چرخشی استفاده شود که عموماً مهره و طول پیچ باید برای این امر مناسب باشد.
- اندازه اسمی سوراخ پیچ (به غیر از سوراخ در یک ورق پایه) باید ۲ میلی‌متر بزرگ‌تر از قطر پیچ اسمی برای یک پیچ با قطر کمتر از ۲۴ میلی‌متر و نه بیشتر از ۳ میلی‌متر برای پیچ‌های قطر بیش از ۲۴ میلی‌متر باشد.
- در مورد اتصالات اتکایی تمام روغن‌ها، خاک، زنگ‌زدگی و هر گونه نقص دیگر روی سطوح تماس باید قبل از نصب قطعات به هم تمیز شوند.
- در اتصالات اصطکاکی سطوح تماس باید از رنگ، لعاب یا گالوانیزه آزاد باشد، مگر اینکه ضریب اصطکاک چنین پوششی منظور شده باشد.
- قبل از نصب پیچ‌ها، مهره باید در رزوه‌ها چرخانده شود تا اطمینان حاصل شود که هیچ نقصی وجود ندارد که مانع روند سفت شدن شود.
- پیچ‌ها باید از طریق سوراخ‌ها پس از هماهنگی از یک جهت وارد شوند که مهره آسان‌ترین دسترسی برای بسته شدن را داشته باشد.
- نکته دیگر این است که یک واشر با اندازه مناسب باید قبل از قرار دادن روی مهره‌ها بر روی رزوه طولانی قرار داده شود. در صورتی که قطعات فولادی با سوراخ‌ها پرچی یا بزرگ به هم وصل شوند، واشر‌های سخت شده یا واشر‌های صفحه‌ای باید تحت هر دو سر پیچ و مهره استفاده شوند.
انواع اتصالات در اسکلت فلزی پیچ و مهره
بسته به مکان و نوع سازه، از اتصالات مختلفی از نظر شکل و اندازه در متصل کردن اجزای مختلف اسکلت فلزی استفاده می‌شود. ویدیوی زیر انواع این اتصالات را به بهترین نحو نشان می‌دهد.
سخن آخر
اسکلت‌های فلزی پیچ و مهره‌ای با توجه به مزایای و ویژگی‌هایی که در اختیار طراحان و مهندسان قرار می‌دهند در سال‌های اخیر روز به روز در حال محبوب‌تر شدن هستند. مراحل اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای و مهم‌ترین نکات و استانداردها اجرایی در خصوص آن‌ها در این مقاله مورد بحث قرار گفت. خوشحال خواهیم شد در بخش نظرات پرسش‌ها و نکات خود را با ما در میان بگذارید.
