بررسی انواع اتصالات فولادی: اتصال مفصلی، اتصال صلب (گیردار) و اتصال نیمه صلب

انواع اتصالات فولادی چیست؟ و به چند دسته تقسیم می شوند؟

همانطور که می دانید انتقال بار از یک عضو به عضو دیگر سازه باید به‌ واسطه یک اتصال بین آن‌ ها رخ دهد؛ در طراحی ساختمان‌ های اسکلت فلزی برای اتصالات فلزی مختلف از جمله اتصال تیر به ستون در چشمه اتصال، اتصال ستون به مهاربند و … از ورق‌ های اتصال با شکل‌ های متفاوت و ضوابط محدود کننده آیین‌ نامه‌ ای استفاده می‌ شود.
ما در این مقاله با آوردن تصاویر اجرایی و آیین نامه ای به معرفی انواع اتصالات در سازه های فلزی خواهیم پرداخت و در یک ویدئو رایگان 3 دقیقه ای با بیانی روان 3 نوع از اتصالات فولادی را با ذکر مثال معرفی خواهیم کرد و آنگاه چند  نمونه از آسیب وارده به اتصالات سازه های فولادی را که در زلزله بم، مهندسین شاهد آن ها بودند را به نمایش خواهیم کذاشت، برای تسلط کامل روی بحث اتصالات حتما یک بار ویدئوی کوتاه زیر را مشاهده کنید.

1. انواع اتصالات اعضای اصلی (تیر،ستون،مهاربند) در ساختمان ‌های اسکلت فلزی

شکل 1 (اتصال تیرچه به تیر)

شکل 2 (اتصال تیر به ستون)

شکل 3 (اتصال مهاربند به ستون)

شکل4 (اتصال مهاربند به تیر)

شکل5 (اتصال ستون به فونداسیون)

شکل 6( اتصال مهاربند به مهاربند)

2. انوع اتصالات اعضای اصلی ساختمان اسکلت فولادی

در علم تحلیل سازه برای اینکه بتوانیم یک سازه را مورد آنالیز قرار دهیم و نیروهای مختلف اعضای سازه را محاسبه کنیم، باید اتصالات اعضای اصلی سازه را مدلسازی کنیم. اتصالات فولادی در تحلیل سازه به دو نوع اتصال مفصلی و صلب تقسیم بندی می ‌شود.

1.2. اتصال مفصلی

منظور از اتصال مفصلی این است که در این اتصال هیچ‌ گونه لنگری برای انتقال بین اعضا وجود ندارد(شکل7) و تنها نیروهای موجود در محل اتصال، نیروهای برشی و محوری می ‌باشند. صلبیت این اتصالات ناچیز می‌ باشد و اعضای تشکیل‌ دهنده اتصال دارای دوران و چرخش زیادی نسبت به یکدیگر می ‌باشند؛ به همین علت توانایی انتقال لنگر خمشی ما بین اعضای تشکیل‌ دهنده‌ ی اتصال را ندارند. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان این نوع اتصال را اتصال ساده یا اتصال انعطاف ‌پذیر می‌ داند. در اجرای این‌ گونه اتصالات، معمولاً از نبشی‌ های نشیمن یا نبشی جان تیر به ستون استفاده می­ شود به طور مثال برای اتصال مفصلی در سازه فلزی می توان به اتصال مفصلی تیر به تیر و اتصال مفصلی تیر به ستون و… اشاره کرد.

تعریف آیین ‌نامه ‌ای (مبحث دهم مقررات ملی ساختمان) اتصال مفصلی:

شکل7( شماتیک یک اتصال مفصلی با نبشی نشیمن)

شکل8 ( نمونه یک اتصال مفصلی اجرا شده)

2.2. اتصال گیردار (صلب)

منظور از اتصال گیر دار این است که در این نقطه از اتصال لنگر خمشی داریم و این لنگر باید به وسیله این اتصال بین اعضای تشکیل‌ دهنده‌ ی اتصال منتقل شود. این‌گونه از اتصالات صلبیت بالایی داشته و از همین رو اعضای تشکیل‌ دهنده اتصال چرخش و دوران بسیار ناچیزی نسبت یه یکدیگر دارند، به طوری که زاویه بین اعضا در قبل و بعد از انتقال نیرو تقریباً ثابت است؛ به همین علت می‌ توانند لنگر خمشی بالایی را تحمل و انتقال دهند. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان از آن‌ ها به عنوان اتصال خمشی کاملاً گیردار یاد می‌کند. در اجرای اینگونه اتصالات (شکل9) روش های مختلفی وجود دارد تا اتصال را صلب کند. بعضی از این اتصالات صلب مانند اتصال گیردار تیر به ستون، اتصال صلب پای ستون به بیس پلیت، اتصال گیر دار کله گاوی و… است

تعریف آیین‌ نامه ‌ای (مبحث دهم مقررات ملی ساختمان) اتصال صلب:

شکل 9 ( نمونه یک اتصال صلب اجرا شده با ورق زیرسری و روسری )

3.2. اتصال نیمه گیردار

اما اتصال نیمه صلب چیست؟

اتصالات نیمه گیر دار دارای سختی ای بین صفر تا بی نهایت می ‌باشند. از این رو قابلیت انتقال لنگر را دارند ولی نه بطور کامل زیرا سختی آنها باعث ایجاد دوران در ناحیه اتصال می‌ شود. اجرای اتصالات نیمه صلب چیزی بین اجرای اتصال مفصلی و گیردار می باشد. می­ توان از یک نبشی نشیمن در زیر تیر و یک ورق روسری در روی تیر استفاده کرد(شکل). در اینصورت ما به تیر با نبشی نشیمن اجازه دوران داده ایم و از ورق روسری برای انتقال نیروی لنگر خمشی استفاده کرده ایم.

تعریف آیین ‌نامه ‌ای (مبحث دهم مقررات ملی ساختمان) اتصال نیمه صلب:

در تحلیل سازه ها، اتصال مهاربند به ستون(شکل3)، اتصال مهاربند به مهاربند (شکل6) و اتصال تیرچه ها به تیر (شکل1) فقط باید بصورت اتصال مفصلی در نظر گرفته شوند.

اما اتصال تیر به مهاربند(شکل4)، اتصال تیر به ستون(شکل2) و اتصال ستون به فونداسیون(شکل5) می­تواند از نوع اتصال مفصلی یا صلب(گیر دار) باشد.

در قاب‌ های مهاربندی شده همگرا، اتصالات تیر به ستون و مهاربند به تیر بصورت مفصلی است

برای روشن شدن مطلب و شناخت فرق بین اتصال مفصلی و گیردار در ادامه چند نمونه از اتصالات مختلف را آورده ایم.

شکل 10(اتصال تیر به ستون با نبشی جان (اتصال مفصلی یا ساده))

شکل 11(اتصال تیر به ستون با نبشی جان و نشیمن (اتصال مفصلی یا ساده))

4.2. اتصال گیر دار تیر به ستون (گیردار یا صلب)

در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان جدولی تدارک دیده شده است که اتصالات از پیش تایید شده گیردار را به ما معرفی می­کند که در ایران رایج می­باشد.

شکل12 ( اتصال گیر دار از پیش تایید شده RBS)

شکل 13 (اتصال صلب فلنجی)

شکل 14(اتصال با نبشی نشیمن و ورق روسری (نیمه صلب))

منابع:

1. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان

• مطلبی میخواهید که نیست ؟ از ما بپرسید تا برایتان محتوا رایگان تولید کنیم!

• ارسال سوال برای تولید محتوا