جزئیات محل وصله ستون فلزی و اتصال ستون به ستون

در اسکلت فلزی در صورتی که مقطع ستونها در طبقات بالاتر کوچکتر شود یا ارتفاع ستونهای مورد نیاز بیشتر از حداکثر طول ورق یا پروفیل باشد، باید دو ستون به هم اتصال یابند که این امر توسط وصله ستون فلزی انجام می‌گیرد. اما نکات حرفه‌ای آن را می‌دانید؟! در این مقاله تمامی نکات مربوط به اتصال ستون به ستون فلزی و هم‌چنین محل وصله ستون فلزی را زیر برده‌ایم. خواندن این مقاله را از دست ندهید و با دست پر از آکادمی عمران خارج شوید!

اتصال ستون به ستون فلزی

اتصال ستون به ستون یا وصله ستون‌ها تحت چه شرایطی انجام می‌شود؟

۱) زمانی که ارتفاع ستونهای مورد نیاز از طول پروفیل فولادی که معمولا دوازده متر یا طول ورق‌ها برای اجرای باکس‌های فلزی که معمولا 6 متر است، بیشتر باشد.

۲) در یک ساختمان چند طبقه، نیروهای محوری ستونها در طبقات بالا کاهش پیدا می‌کند. به همین دلیل می‌توان ابعاد پروفیل را در طبقات بالاتر کاهش داد که این امر موجب کاهش هزینه‌ها می‌شود. در این جهت ایجاد وصله در محل تغییر ابعاد پروفیل‌های ستونها ضروری است.

چون ایجاد وصله در ستون ها مستلزم صرف هزینه است، توصیه می‌شود تا در ارتفاعی کمتر از طول یک شاخه تیرآهن (12 متر) نسبت به کاهش شماره پروفیل ستونها اقدام نشود.

شکل زیر نمونه‌هایی از وصله ستون‌ها توسط ورق‌های اتصالی در بال و جان ستونها را نشان می‌دهد.

در شکل زیر اتصال ستون به ستون توسط ورق انتهایی را مشاهده می‌کنید.

موقعیت وصله ستون ها

به دلیل عدم تسلط برخی مهندسین اجرایی در امور محاسباتی سازه و مباحثی مثل نحوه توزیع تنش‌ها، نمودارهای آزاد نیروی محوری، برشی و خمشی و نظایر آن، معمولا در مواردی مانند جزئیات محل وصله ستون فلزی و تیرها، در صورتی که محل آن‌ها در نقشه های اجرایی مشخص نشده باشد یا به قضاوت مهندسی نیاز داشته باشیم، دچار مشکل می‌شوند.

در بسیاری از موارد، محل وصله ستون فلزی و اجرای آن در تناقض آشکار با آیین‌نامه‌های ساختمانی و بدون هر گونه دید مهندسی انجام گرفته که قطعا در رفتار لرزه‌ای سازه موثر است.

حال سوالی که پیش می‌آید این است که محل وصله ستون فلزی کجاست؟!

محل وصله ستون فلزی نباید در تراز طبقه و نواحی بحرانی انجام شود.

در محل وصله ستون فلزی، ورق وصله با جوش نفوذی کامل حداقل به اندازه بعد بزرگ‌تر ستون و با جوش گوشه، حداقل 120 سانتی‌متر بالاتر از تراز روی تیر طبقه به ستون متصل شود.

در قاب های ساده این ارتفاع تا 1.5 برابر بعد بزرگتر ستونها قابل کاهش است.

به همین دلیل لازم است در زمان تهیه نقشه‌های شاپ حتما به این مسئله توجه شود.

نکاتی که در مورد جزئیات محل وصله ستون فلزی باید بدانیم!

در محل وصله ستون با پارت بعدی در مقاطع H شکل، جهت توزیع مناسب نیرو حتما جان و بال‌ها در دو قسمت کاملا بر هم منطبق شوند.

در صورت تغییر مقطع همپوشانی بال‌ها و جان ستونها به کمک ورق‌های پرکننده که طراح محاسبه کرده صورت می‌گیرد.

استفاده از ورق‌های پرکننده صرفا جهت منطبق شدن ستونهای بالایی و پایینی است.

ابتدا و انتهای ستونها جهت تماس کامل با بیس پلیت یا پارت بعدی با سنگ‌زنی یا اره کاملا صاف شود. تا دو میلی‌متر نامیزانی قابل قبول است و بیش از آن باید با جوش پر شود.

برای مطالعه بیشتر در مورد اتصال ستونها به فونداسیون به مقاله ” بیس پلیت “ حتما سر بزنید.

محل تغییر مقطع ستونها با شیب حداقل 1 به 6 انجام شده و از تغییر مقطع ناگهانی اجتناب شود.

طبق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، موقعیت وصله ستون ها به شرح زیر است:

به غیر از سه مورد ذکر شده در زیر، در تمامی ستونهای باربر و غیرباربر جانبی لرزه‌ای محل درز وصله در بالا و پایین وصله نباید از 120 سانتی‌متر (یک متر و بیست سانتی‌متر) به بال متصل به ستونهای فلزی نزدیکتر باشد.

زمانی که ارتفاع ستونی از 2.4 متر کمتر است، محل وصله ستون فلزی باید در وسط ارتفاع آزاد آن لحاظ شود.

زمانی که درز لب به لب ورق‌های بال یا جان ستونها در کارخانه و به صورت نفوذی کامل انجام می‌شود، محل درز وصله می‌تواند از 120 سانتی‌متر به بال متصل به ستون تیر نزدیکتر باشد. ولی در هر حال این فاصله نباید از بعد بزرگتر ستون با مقطع کوچکتر، کمتر در نظر گرفته شود.

زمانی که تمام اتصال‌های تیر به ستونها از نوع مفصلی و ستونها در دهانه‌های مهاربندی شده قرار نگرفته باشند، محل درز وصله می‌تواند از 120 سانتی‌متر به بال تیر نزدیکتر باشد. ولی در هر صورت این فاصله نباید از 1.5 برابر بعد بزرگتر ستون با مقطع کوچکتر، کمتر لحاظ شود.

برای مطالعه بیشتر در مورد جزئیات انواع اتصال تیر به ستونها مانند اتصال مفصلی روی لینک آبی کلیک کنید.

اتصال دو قطعه ستونی که می‌خواهند به یکدیگر متصل شوند، باید از یک نوع (جوش یا پیچ پرمقاومت) باشد و مقطع متقارن باشد.

اتصال وصله به یکی از قطعات ستونها تماما جوشی و به دیگری تماما پیچی نیز مجاز است. در مورد تمام انواع اتصالات فولادی در مقاله آن صحبت کردیم. برای مطالعه این مقاله روی لینک آبی رنگ کلیک کنید.

همچنین در مورد اتصالات پیچی و جوشکاری در مقالات ” اتصالات پیچی “ و ” جوشکاری “ صحبت می‌کنیم.

همانطور که گفتیم در وصله لب به لب بین ورق‌های با ضخامت متفاوت در بال یا جان ستونها، باید با شیب ماکزیمم 1 به 6 از ورق ضخیم‌تر به ورق باریک‌تر، تغییر تدریجی داشته باشد.

در وصله ستون‌هایی که مقطع متفاوت دارند، بهتر است ابتدا مقطع بزرگ‌تر به مقطع کوچک‌تر با شیب ماکزیمم یک به شش تبدیل شده و سپس اتصال وصله انجام شود. این امر می‌تواند به جای استفاده از ورق‌های پرکننده با ضخامت زیاد، استفاده شود.

در محل وصله ستون‌هایی که از چند پروفیل تشکیل شده است، باید هر یک از ستونها در ارتفاعی حداقل به اندازه بعد بزرگتر مقطع ستون به صورت یکپارچه شوند و سپس وصله گردند.

در وصله پروفیل‌های حجیم و سنگین و پروفیل‌های مرکبی که از ورق‌های ضخیم‌تر از 40 میلی‌متر (4 سانتی‌متر) ساخته می‌شوند، باید موارد زیر لحاظ شود:

اگر از جوش نفوذی لب به لب برای وصله این اعضا استفاده شود، باید برای پیشگیری از انقباض ناشی از سردشدن و شکست ناشی از تردی در جوش و مصالح مجاور آن، احتیاط‌های لازم به عمل آید.

استفاده از پیش‌گرمایش و پس‌گرمایش یا استفاده از الکترودهای کم هیدروژن در این زمینه الزامی است.

در صورتی که جوش وصله این اعضا وظیفه انتقال تنش‌های کششی یا لنگر خمشی را داشته باشند، باید الزامات مربوط به طاقت مصالح روی نمونه زخم‌دار با انجام آزمایش شارپی بررسی شود.

در اتصالات کششی مقاطع  سنگین باید بعد از جوشکاری، تسمه پشت‌بند جوش (اگر وجود دارد) از جای خود برداشته شده و جوش‌ها با سنگ‌زدن صاف و یکدست شوند و در صورت نیاز از جوش پشت استفاده گردد.

برای وصله مقاطع سنگین بهتر است از جزئیاتی استفاده شود که انقباض جوش در آن بزرگ نباشد.

در انتها توصیه می‌کنیم اگر می‌خواهید به تمام نکات اجرای ساختمان مسلط شوید حتما به آموزش اجرای ساختمان سر بزنید.