پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
اتصالات ساده در سازه فولادی
- اتصال ساده (مفصلی)، اتصال مفصلی یا ساده اتصالی است که تنها برای تحمل بار قائم طراحی میشود و در محل اتصال هیچگونه لنگری وجود ندارد. درصد گیرداری کمتر از ۲۰ درصد است و نیروها از نوع برشی هستند.
انواع اتصال ساده
اتصال نبشی جان
- اتصال ساده و اجرای معمول که تیر فرعی و یا اصلی را به ستون به وسیله جوش یا پیچ متصل می‌سازند. در این نوع اتصال ورق‌ها به جان جوش می‌شوند. میزان فاصله بادخور را به میزان ۱۲ تا ۱۵ میلیمتر به عنوان امکان دوران در انتهای عضو و مسائل اجرایی است.
اتصال با نبشی نشیمنی (تقویت نشده)
- این نوع اتصال از طریق نبشی‌هایی که به عنوان نشستگاهی انعطاف پذیر برای تیر ایجاد می‌کند، ساخته میشود. عموماً نبشی فوقانی که به عنوان نبشی پایدار است، فقط جنبه اجرایی دارد و طراحی خاصی نخواهد داشت. در صورتی که از اتصالات (نبشی‌ها) قطور و یا ضخیمی استفاده شود میزان انعطاف کاهش یافته و در نتیجه میزان گیرداری افزایش می‌یابد.
اتصال نیم گیردار (نیم صلب)
- در صورتی که لنگر ایجاد شده در اتصال بین ۲۰ تا ۹۰ درصد باشد (بین اتصال مفصلی و گیردار) اتصال نیم صلب فراهم میشود که عموماً اجرای و عمویت کمتری را در بر دارد.
اتصال گیردار (صلب)
- اتصال صلب، اتصالی است که علاوه بر تحمل نیروی برشی حاصل از بار قائم، توانایی تحمل لنگر حاصل از بارهای جانبی (زلزله یا باد) و قائم را نیز دارد. در این نوع اتصال امکان دوران وجود ندارد و در صورت ایجاد تغییر شکل زاویه بین تیر و ستون بدون تغییر می‌ماند. لنگر گیرداری در این نوع اتصال بیش از ۹۰ درصد است و به کمک ورق‌های تحتانی و فوقانی تحمل میشود. در نتیجه نبشی جان و نشیمن‌ها فقط تحمل برش را برعهده دارند.
انواع اتصال صلب
اتصال بال تیر به بال ستون به صورت مستقیم
- در این نوع اتصال لنگرهای خمشی از بال‌های کششی و فشاری به ستون منتقل شده و جان تیر نیز به بال ستون جوش میشود. این نوع اتصال خیلی کم کاربرد است و در برابر زلزله ضعیف عمل می‌کند.
اتصال با ورق فوقانی و تحتانی
- لنگر خمشی وارده از طریق ورق‌ها به ستون منقل میشود. ورق تحتانی که تحمل تنش فشاری را بر عهده دارد عریضتر از بال تیر است تا از ایجاد جوش سر بالا جلوگیری شود. ورق فوقانی که تحمل تنش کششی را بر عهده دارد به صورت ضخامت متغییر اصطلاحاً کله گاوی ایجاد میشود.
اتصال فلنجی
- در این نوع اتصال ابتدا بال و جان تیر با یک ورق به وسیله جوش به هم متصل نموده سپس به توسط پیچ این ورق به بال ستون اتصال پیدا می‌کند. این نوع اتصال مقاوت بسیار بالایی در برابر بار زلزله دارد و شکل پذیری مناسبی را در بر دارد ولی نیاز به نیروی متخصص و هزینه اجرایی بالایی را در بر دارد.
- در این اتصال دو قطعه توسط فلنج به همدیگر متصل می‌شوند منظور از فلنج پلیتی است که سوراخ کاری شده و ارتفاع ان از ارتفاع تیر بیشتر است.
دو نوع اتصال فلنجی تیر به ستون با نام‌های چهارپیچه و هشت پیچه وجود دارد. اتصال چهارپیچه برای مقادیر کم لنگر و اتصال هشت پیچه برای مقادیر بزرگ لنگر خمشی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
انواع اتصالات در سازه بتنی
اتصال گیردار
- عموماً در سازه بتنی با توجه به وجود پیوستگی بتنی و شرایط آرماتورگذاری در بر تکیه گاه و شکل پذیری سازه رفتار اتصالات به صورت گیردار است.
اتصال مفصلی
- این نوع اتصال عدم گیرداری کامل را ایجاد نمی‌کند و در نتیجه فقط نزدیک به اتصال نیم گیردار است. در این نوع اتصال به فاصله d از بر ستون، عمق موثر تیر را با آرایش آرماتورها (ضربدری) به صفر می‌رسانند تا از ایجاد کوپل نیرو ( P = M * d ) به تکیه گاه جلوگیری شود.
اتصالات پای ستون‌ها
اتصال پای ستون‌ها در ساختمان‌های فولادی
- اتصالات پای ستون نیز مانند سایر اتصالات هم صلب و هم مفصلی دارند. در اتصال صلب از سخت کننده استفاده میشود و در اتصال مفصلی از نبشی‌ها و لچکی‌ها استفاده میشود. اتصال صلب را در جهتی می‌گذارند که ممان دارند و اتصال مفصلی را نیز در جهتی می‌گذارند که ممان ندارند. جوش اتصال پای ستون نیز باید شرایط دو اتصال صلب و مفصلی را تامین کند.
- وجود استیفنرها شرط اصلی اتصال گیردار نبوده و عملکرد مهم این نوع صفحات توزیع لنگر و برش از ستون به صفحه ستون است و در نتیجه تنش در صفحه ستون کاهش می‌یابد و ضخامت اندکتر خواهد شد.
- گیرداری کامل را عواملی همچون سختی خمشی فونداسیون، آرایش بولت‌ها و اتصالات فراهم می‌نماید.
شرط اصلی اتصال صلب پای ستون
- شرط لازم، سختی خمشی فونداسیون به مراتب ۱۰ برابر از سختی خمشی ستون بیشتر باشد. شرط کافی، آرایش بولت‌ها به نحوی باشد که بیشترین بازوی لنگر ممکن را در اختیار قرار دهد.
- در اتصالات صلب خمشی لنگر خمشی انتهای تیر به صورت کامل به ستون منتقل میشود و زاویه چرخش بین تیر و ستون در محل اتصال ثابت باقی می‌ماند. قاب خمشی در این ساختمان از نوع متوسط است. در نتیجه باید اتصال گیردار ضوابط مربوط به شکل پذیری متوسط را ارضا کند. اتصال گیردار تقویت نشده جوشی WUF-W در قابهای خمشی متوسط و ویژه قابل استفاده است.
- در این نوع اتصال، برش باید از طریق دو عامل، یکی اتصال مستقیم جان تیر به بال ستون و دیگری اتصال ورق تکی جان به بال ستون صورت گیرد. اتصال جان تیر به بال ستون می‌تواند از طریق جوش نفوذی کامل یا جوش گوشه صورت گیرد. مقاومت برشی طراحی اتصال ورق تکی جان به بال ستون می‌تواند از طریق جوش نفوذی با نفوذ کامل یا جوش گوشه صورت گیرد.
- اتصال بال‌های تیر به بال ستون، باید از نوع جوش نفوذی با نفوذ کامل باشد. برای این جوش رعایت ضابطه خاصی الزامی نیست.
- ضخامت ورق پیوستگی از ضخامت ورق بال تیر کمتر نباشد. همچنین جوش ورق پیوستگی به بال و جان ستون از نوع شیاری با نفوذ کامل خواهد بود. اگر در راستای عمود بال ستون اتصال تیر به ستون خمشی نباشد می‌توان جوش ورق پیوستگی به بال ستون را از نوع جوش گوشه طراحی کرد.
اتصال گیردار فلنجی
- اتصالات گیردار تیر به ستون شامل آن دسته از اتصالاتی می‌شوند که قابلیت انتقال لنگر بین تیر و ستون را دارا هستند. از جمله اتصالات گیردار اتصال فلنجی است. در این اتصال دو قطعه توسط فلنج به همدیگر متصل می‌شوند. منظور از فلنج پلیتی است که سوراخ کاری شده و ارتفاع ان از ارتفاع تیر بیشتر است. دو نوع اتصال فلنجی تیر به ستون با نام‌های چهار پیچه و هشت پیچه وجود دارد. اتصال چهار پیچه برای مقادیر کم لنگر و اتصال هشت پیچه برای مقادیر بزرگ لنگر خمشی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اتصال گیردار موسوم به کله گاوی
- در اتصال گیردار تیر به ستون، تیر باید روی ورق نشیمن نشسته و ابعاد ورق نشیمن باید از عرض تیر بیشتر باشد تا بعد جوش لازم جهت جوشکاری فراهم شود. برای اینکه عملیات جوشکاری ورق روسری با تیر کامل صورت گرفته باشد به ورق فوق یک شکل مخصوصی می دهند تا هم بعد جوش مناسب تعیین و هم طول جوش لازم ایجاد شود. در اجرا معمولاً به این ورق روسری در اتصالات صلب یا گیردار کامل فلزی کله گاوی گفته می شود. علت این نام گذاری نیز تشابه این نوع اتصال به سر گاو است.