انواع صفحه ستون | نکات حرفه‌ای ۵ نوع صفحه ستون در یک مقاله

انواع صفحه ستون

بارهای وارد بر اتصال پای ستون ، نیروهایی هستند که باید از ستون به پی منتقل شوند. گاهی الزامات طراحی باعث می‌شود که ضخامت صفحه ستون ها بسیار زیاد باشد که این امر از نظر اقتصادی به صرفه نیست. به همین دلیل به جای افزایش ضخامت، صفحه ستون را تقویت می‌کنند که روش‌های مختلفی جهت تقویت آن وجود دارد. چه قدر در مورد روش‌های تقویت بیس پلیت ها می‌دانید؟! در این مقاله به شرح انواع صفحه ستون ، روش‌های تقویت آن، ابعاد و وزن صفحه ستون می‌پردازیم. تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.

آنچه در این مقاله می آموزید:

نحوه اتصال ستون به بیس پلیت یا صفحه ستون

مکانیزم رفتاری صفحه ستون

تقویت صفحه ستون

انواع صفحه ستون

ابعاد صفحه ستون

وزن صفحه ستون

نحوه اتصال ستون به بیس پلیت 

اتصال ستون به صفحه ستون یا بیس پلیت می‌تواند به دو روش گیردار و مفصلی اجرا شود.

اتصال گیردار جهت انتقال لنگر خمشی پای ستون به فونداسیون انجام می‌شود. 

اگر اتصال به صورت گیردار اجرا گردد، باید در جهت گیرداری از ورق‌ های سخت کننده (استیفنر) استفاده کرد، ولى اتصالات مفصلی نیازی به سختی کننده نداشته و تنها ستون را می‌توان به وسیله نبشی به بیس پلیت متصل کرد.

انواع صفحه ستون

مکانیزم رفتاری صفحه ستون

هدف از طراحی اتصال پای ستون، تأمین اجزا و وسایل اتصال، به نحوی است که کلیه بارهای موجود در ستون، بتوانند با اطمینان کافی به پی منتقل شوند.

در انتقال نیروی ستون به خاک، بیس پلیت و فونداسیون به عنوان دو عضو رابط، وظیفه کاهش مرحله‌ای سطح تنش را بر عهده دارند.

صفحه زیر ستون، ضمن انتقال بارهای ستون به پی، تنش موجود در ستون را تا حد قابل قبول تنش مجاز پی کاهش می‌دهد.

فونداسیون نیز به نوبه خود، این تنش را چنان کاهش می‌دهد که در محل تماس پی با خاک، مقدار آن از تنش مجاز خاک فراتر نرود.

انواع صفحه ستون

تقویت صفحه ستون

اگر ستونی که تنها حامل بار محوری است، بر یک بیس پلیت با ضخامت کم قرار گیرد و از هیچ ورق تقویتی در اطراف آن استفاده نشود، بار ستون، تحت زاویه‌ای که به مشخصات ذاتی فولاد وابسته است پخش می‌شود و به سمت وجه پایینی ورق حرکت می‌کند.

اما سطح حامل بار در وجه پایینی هم از سطح ورق کمتر است. بنابراین، تنش‌های فشاری وارد بر پی، از آنچه با فرض صلب بودن بیس پلیت و توزیع یکنواخت بار بر تمام سطح آن محاسبه می‌شود، بیشتر خواهد شد.

این امر، با توجه به سختی قابل ملاحظه ستون، موجب می‌شود ورق تغییر شکل دهد و اطراف آن بالا بیاید.

انواع صفحه ستون

پس لازم است به نحوی صلبیت بیس پلیت افزایش یابد. یک راه حل، افزایش ضخامت ورق است؛ به طوری که عمق کافی برای توزیع بار از زیر ستون تا روی پی فراهم شود و تنش در سطح زیرین ورق به حد تحمل بتن برسد.

به دلیل این که تهیه و استفاده از ورق های با ضخامت زیاد به سادگی مقدور نبوده و توجیه اقتصادی و اجرایی ندارد، طراحان در افزایش ضخامت ورق با محدودیت روبه‌رو خواهند بود.

 

آموزش‌های اجرایی ساختمان

آموزش‌های فراتر از کاربردی

به جمع حرفه‌ای‌ها بپیوندید!

کلیک کنید

مسیر یادگیری مهندسی عمران

یک مسیر رایگان برای حرفه‌ای شدن

حتما تو این مسیر با ما همراه شو!

کلیک کنید

 

به همین دلیل استفاده از ورق های تقویتی عمود بر ورق کف ستون، به عنوان راه حل رفع این محدودیت مد نظر قرار می‌گیرد.

موقعیت ورق های تقویتی روی کف ستون، به شکل هندسی ستون بستگی دارد.

انواع صفحه ستون

برای انتقال صحیح نیروها و لنگرها، لازم است ورق های تقویتی در امتداد ورق های تشکیل دهنده مقطع ستون (یا جان و بال ها در مقاطع نورد شده) قرار گیرند.

این ورق ها، بر بیس پلیت چشمه هایی پدید می آورند که خمش ایجاد شونده در آن‌ها، یکی از معیارهای تعیین ضخامت صفحه زیر ستون است. اگر چشمه های به دست آمده، ضخامت نامعقولی را برای صفحه زیر ستون تعیین کنند، باید با ورق های تقویتی اضافی، سطح چشمه ها را کوچکتر کرد.

با نصب ورق های تقویتی، بار محوری ستون، پیش از رسیدن به ورق کف ستون شروع به پخش شدن می‌کند؛ در نتیجه، هنگامی که بار به سطح بالایی کف ستون می‌رسد، دارای شدت کمتری نسبت به تنش محوری ستون است و همچنین در سطحی وسیع‌تر توزیع شده است.

بدین ترتیب، پس از توزیع بار در کف ستون، تنش فشاری وارد بر پی، تقریبا به طور یکنواخت بر سطح ورق پخش شده و مقدار آن نیز در صورت انتخاب ابعاد مناسب برای ورق، کمتر از تنش مجاز فشاری بتن خواهد بود.

انواع صفحه ستون

انواع صفحه ستون

در مواردی که الزامات طراحی ورق باعث می‌شود ضخامت زیادی برای آن به دست بیاید، بهتر است بیس پلیت توسط اجزای اضافه شونده‌ای تقویت شود تا ضخامت مورد نیاز آن کاهش یابد.

همچنین، در صورت موجود نبودن ورق با ضخامت مورد نظر در بازار، می‌توان از چند ورق استفاده کرد که به نحو مناسبی به هم جوش شده باشند.

برای تقویت بیس پلیت به منظور افزایش ظرفیت خمشی و برشی آن، روش‌های مختلفی وجود دارد. استفاده از ورق‌های قائم سخت کننده، نبشی یا ناودانی در اجرا معمول‌تر است.

چیدمان اجزای تقویتی بر بیس پلیت، با توجه به جهت لنگر بزرگ‌تر وارد بر اتصال انجام می‌شود.

در ادامه به شرح انواع صفحه ستون و روش های تقویت آن می‌پردازیم.

انواع صفحه ستون

۱) رایج‌ترین روش تقویت صفحه ستون در ایران، استفاده از ورق های تقویتی است که عمود بر صفحه ستون، در امتداد بال‌های مقطع ستون (و در صورت نیاز به تقویت بیشتر، در فاصله بین بال ها) قرار می‌گیرند و با جوش نفوذی به ستون و با جوش گوشه به صفحه ستون متصل می شوند (ورق های تقویتی عمود بر مقطع ستون، با جوش گوشه به ستون متصل می‌شوند).

برای مطالعه بیشتر در مورد جوش گوشه به مقالهجوش گوشه و انواع آن زیر ذره‌بین آکادمی عمران حتما سر بزنید.

تعداد و فاصله این ورق ها از یکدیگر، چنان تعیین می‌شود که علاوه بر تطابق با هندسه بیس پلیت ، ستون و میل مهارها، چشمه‌هایی بر ورق کف ستون پدید آورند که ضخامت این ورق در این چشمه‌ها، خمش‌های ایجاد شونده را در محدوده تنش مجاز تحمل کند.

ارتفاع ورق های تقویتی باید به اندازه‌ای باشد که ضمن برآورده کردن نیازهای طراحی، در کف سازی معماری اختلال ایجاد نکنند.

انواع صفحه ستون

۲)  از دیگر روش‌های رایج برای تقویت بیس پلیت استفاده از نبشی است. این روش بیشتر برای ستون‌های کوچک که نیروها و لنگرهای بزرگی را تحمل نمی کنند، کاربرد دارد.

اتصال نبشی به ستون و بیس پلیت می‌تواند به کمک جوش یا پیچ صورت پذیرد.

انواع صفحه ستون

۳) روش دیگری که بیشتر در آیین نامه های آمریکا به آن اشاره شده است، استفاده از دو نیمرخ ناودانی در دو طرف ستون است.

در این روش، میل مهارها از درون بال های ناودانی ها عبور می‌کنند و به بال فوقانی بسته می‌شوند.

برای جلوگیری از خم شدن بال ناودانی، در فاصله بین دو بال این مقطع، ورق های تقویتی قرار داده می شود.

در صورت نیاز، برای جلوگیری از ایجاد لنگر موضعی بزرگ در بال های ستون در تراز بال های فوقانی ناودانی‌ها، از ورق تقویتی افقی استفاده می‌شود.

به دلیل کم بودن فاصله میل مهارها از محور ستون، این اتصال برای ستون‌هایی که لنگر بزرگی در پای آن‌ها موجود باشد، مناسب نیست.

بیشتر برای ستون‌هایی که در آن‌ها کشش ایجاد می‌شود کاربرد دارد. از این رو، در بعضی موارد بال پاینی ناودانی به بیس پلیت متصل نمی‌شود.

انواع صفحه ستون

۴) در اتصالات پای ستون در سازه‌های صنعتی بزرگ مواردی پیش می‌آید که لنگر خمشی بسیار بزرگی بایستی از صفحه زیر ستون به پی منتقل شود. اتصال نشان داده شده در شکل زیر قادر است لنگر خمشی بسیار بزرگی را حول محور X به پی منتقل کند.

انواع صفحه ستون

۵) نحوه تقویت صفحه زیرستون توسط لچکی ها به منظور افزایش مقاومت آن در تحمل لنگرهای خمشی در هر دو جهت در شکل زیر نشان داده شده است.

اتصال ورق های تقویتی به عرض بال ستون معمولا توسط جوش گوشه و اتصال به ستون در ضخامت بال توسط جوش شیاری انجام می‌شود.

در مواردی که محاسبات نشان دهد به دلیل وجود نیروی محوری با لنگر خمشی زیاد،  باید ضخامت صفحه زیر ستون زیاد باشد، استفاده از این تقویت ها برای کاهش ضخامت صفحه زیرستون مناسب است.

انواع صفحه ستون

ابعاد صفحه ستون

بارهای وارد بر بیس پلیت در حالت کلی نیروی محوری، خمش در دو راستای عمود بر هم، برش در دو راستای عمود بر هم و گاه پیچش هستند.

با توضیحات ارائه شده در مطالب بالا و انواع بارهای وارده بر آن متوجه می‌شویم انواع مختلفی از ابعاد صفحه ستون و آرایش پیچ ها وجود دارد.

به عبارت دیگر ابعاد صفحه ستون وابسته به نوع پروژه، شرایط اقتصادی و الزامات طراحی است.

 

وزن صفحه ستون

وزن مخصوص (چگالی) فولاد ۷۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب است. برای به دست آوردن وزن صفحه ستون یا بیس پلیت باید وزن مخصوص را در حجم بیس پلیت ضرب کنیم. برای مثال وزن صفحه ستون ۴۰×۴۰ با ضخامت ۲ سانتی‌متر برابر است با:

 متر مکعب ۰٫۰۰۳۲ = سانتی‌متر مکعب ۳۲۰۰ = ۲ × ۴۰ × ۴۰ = حجم صفحه ستون

کیلوگرم ۲۵٫۱۲ = ۷۸۵۰ × ۰٫۰۰۳۲ = وزن صفحه ستون

برای مطالعه بیشتر در مورد بیس پلیت به مقالهنصب بیس پلیت و نحوه اتصال ستون فلزی به فونداسیون حتما سر بزنید.

 

امیدواریم در پایان این مقاله به جواب تمام سوال‌های خود در مورد انواع صفحه ستون رسیده باشید و از اینکه تا پایان مقاله با ما همراه بودید، تشکر می‌کنیم. نظرات و تجربیات خود را در مورد این مقاله با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر یادگیری مهندسی عمران

یک مسیر رایگان برای حرفه‌ای شدن

حتما تو این مسیر با ما همراه شو!

کلیک کنید
ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *