معرفی جامع انواع اتصالات فولادی

اتصالات فلزی از مهم ترین بخش های سازه های فولادی به حساب می آیند. انواع اتصالات فولادی از اتصال چند عضو به یکدیگر ساخته می‌ شوند. این اتصالات عضوها را کنار یکدیگر قرار داده و به آن ها نیرو اعمال می کنند. کتاب طراحی اتصالات فولادی مراحل طراحی آن ها به کمک نرم افزار قدرتمند DCON که یک اپلیکیشن طراحی اتصالات فولادی است را بیان کرده است. اگر می خواهید اطلاعات بیشتری درباره اتصالات فولادی و مشخصات آنها کسب کنید تا پایان با ما همراه باشید.

یک بار برای همیشه!

انواع اتصالات فولادی = انواع اتصالات فلزی

اهمیت اتصالات فولادی در چیست؟

رفتار سازه فولادی با نتایج حاصل از تحلیل تفاوت زیادی دارد. این موضوع باعث پیچیدگی طراحی و تحلیل انواع اتصالات فولادی می باشد. هنگامی که یک عضو سازه بر اثر اعمال بارهای اضافی شکسته می شود، تحلیل رفتار آن عضو نسبت به بررسی اتصالات در اولویت قرار می گیرد. اتصالات وظیفه توزیع نیرو بین چندین عضو را برعهده دارند، که همین امر می تواند بر روی ایمنی عضوهای درگیر مؤثر باشد.

نظارت بر این اتصالات فلزی و فولادی بر عهده مهندسان عمران می باشد. بازار کار مهندسی عمران که یکی از پردرآمدترین رشته های مهندسی می باشد که می توانید آینده شغلی خود را در این رشته ببینید.

کاربرد اتصالات فولادی چیست؟

انواع اتصالات فلزی به دلایل زیر مورد استفاده قرار می گیرد:

• زمانی که نیاز به ساخت سازه بلند داشته باشیم، چندین قطعه به صورت پیش ساخته برای ساخت عضوهای سازه استفاده می شود. در چنین حالتی قطعات توسط اتصالات به یکدیگر وصل می تا یک عضو محکم تولید شود.
• در سازه که دارای دهانه بلندی هستند قطعات در طول های استاندارد تهیه می شوند و با استفاده از اتصالات به یکدیگر وصل می شود. ما در این حالت اتصال چند قطعه با یکدیگر به یک طراحی مناسب برای اتصالات نیاز داریم.

تقسیم بندی انواع اتصالات فولادی بر چه اساسی انجام می شود؟

انواع اتصالات سازه های فولادی به انتخاب مناسب برای طراحی کمک بسیاری می کند. این اتصالات فولادی را می به روش های مختلف تقسیم کرد. اتصالات فولادی بر اساس معیارهای مختلف به پنج دسته زیر تقسیم می شوند:

• اتصالات فولادی بر اساس ابزار اتصال
• توزیع نیروهای داخلی
• المان های سازنده
• عضوهای متصل شونده
• محل اجرا

انواع اتصالات سازه های فولادی بر اساس ابزار اتصال

متداول ترین روش برای متصل کردن انواع اتصالات فولادی، استفاده از پیچ یا جوش است. در گذشته، پرچ کاربرد داشت اما امروزه به دلیل کاربرد پیچ، پرچ دیگر مورد استفاده قرار نمی گیرد. انتخاب نوع ابزار اتصال، یک روش در تقسیم اتصالات سازه های فولادی است. استحکام و دقت این اتصالات می باشد که به مهندسی زلزله و ضد زلزله بودن ساختمان کمک می کند. با دانلود استاندارد ۲۸۰۰ بیشتر می توانید درمورد استحکام انواع سازه های ساختمانی اطلاعاتی جمع آوری کنید.

اتصالات پرچ

میخ پرچ یکی از قدیمی ترین اتصال برای انواع اتصالات فلزی است که تمام اتصالات سازه های فولادی با پرچ کاری انجام می شود. با مرور زمان پیچ با مقاومت بالا جایگزین پرچ شد و امروزه تقریبا اتصالات پرچی استفاده نمی شود. میخ پرچ از سه جز اصلی کلاهک، تنه و دم تشکیل می شود. تنه میخ پرچ به صورت تو خالی است و جنس آن از فولاد با مقاومت بالا است.

پرچ ها را می توان به پیچ و مهره تشبیه کرد. اتصالات پرچ استوانه کوچکی هستند که جلوی آن ها یکپارچه شده است.

اجزا اصلی پرچ

در پرچ کاری از دو میخ پرچ بلند و کوتاه استفاده می شود که در ابتدا قطعاتی که باید متصل شوند را سوراخ می کند و میخ پرچ بلند را با حرارت زیاد داغ می نمایند و از درون سوراخ آن ها را عبور می دهند. در مرحله بعد، میخ پرچ کوتاه را درون دستگاه پرچ و مقابل دم میخ پرچ قرار می گیرد.

امروزه، پرچ کاری در انواع اتصالات فولادی به دلیل وجود معایب بسیار دیگر کاربرد ندارد. از معایب به کارگیری پرچ می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• نیاز به افراد متخصص و باتجربه
• مصرف انرژی بالا است و امکان بروز آتش در پرچ کاری وجود دارد.
• مقاومت پایین در برابر بارگذاری دینامیکی مانند زلزله
• صدای زیاد در حین نصب
• دشوار بودن باز کردن و جایگزینی پرچ نصب شده در زمان تعمیر و نگهداری وجود دارد.

قسمت استوانه ای پرچ the shank یا ingot (ساقه پرچ) نامیده می شود.

اتصالات پیچی

پیچ، یکی از کاربردی ترین و ارزان ترین ابزار در انواع اتصال فولادی است. این ابزار به همراه مهره در اتصال عضوهای سازه فولادی استفاده می شوند. اتصال عضوها با استفاده از پیچ و مهره، پیچ کاری گفته می شود. این فرآیند بسیار ساده است و مانند پرچ کاری، نیازی به نیروی متخصص ندارد. اتصالاتی که به صورت پیچی هستند، انعطاف خوبی دارند و نصب و باز کردن قطعات ساده است.

انواع اتصالات پیچی شامل: انواع پیچ و مهره، پین، واشر، گیره، سگگ و .. می باشند.

برای دانستن اینکه سازه فلزی یا بتنی کدام مقاوم تر است، می توانید این مقاله را مطالعه نمایید.

مزایا اتصالات پیچی

• سرعت بالا در نصب اتصالات
• نیازی به افراد متخصص و باتجربه نیست.
• در هنگام نصب اتصالات هیچ صدایی وجود ندارد.
• کاهش نیروی انسانی
• امکان استفاده فوری فراهم می شود.
• امکان استفاده از اعضای جایگزین در بخش های مختلف وجود دارد.
• در فضاهای کوچکتر امکان انجام کار وجود دارد.

معایب اتصالات پیچی

• اتصالات در هنگام ضربه زدن شل می شود.
• هزینه مصالح بالا است.
• کاهش مقاومت در سقف به دلیل کاهش سطح درگیر اتصالات
• احتمال شکست اتصال در زمان اعمال بارهای بیش از حد وجود دارد.
• احتمال شکست اتصال در اثر خوردگی پیچ و مهره وجود دارد.

در سال ۲۰۰۵ در آمریکا بیش از ۳۵۰ تولیدی با میزان تولید ۲۰۰ میلیارد انواع اتصالات رونق خوبی را دارا بوده اند.

اتصالات جوشی

در انواع اتصالات فولادی اتصال جوشی، عضوها را با جوش به یکدیگر متصل می کنند. اتصالات جوشی بر اساس نوع جوش، حالت جوش و نوع اتصال به صورت زیر طبقه‌بندی می شوند:

نوع جوش

جوش نبشی، جوش شیاری، جوش نقطه و جوش کام

حالت جوش

افقی، عمودی، بالا سری و تخت

نوع اتصال

سر به سر، لبه، سپری، روی هم و گوشه

جوش نبشی نسبت به جوش شیاری ضعیف تر است و به دلیل استحکام بالای جوش نبشی در حین اجرا، کاربرد بیشتری دارد. هزینه جوش نقطه ای و جوش کام بالا می باشد در نهایت کیفیت انواع اتصالات فلزی با روش جوش، به توانایی جوشکار بستگی دارد.

انواع اتصالات و استفاده از آن ها محصول جدیدی نیست و از قدیم الیام از آن ها استفاده شده است. حال تنها این اتصالات مدرن تر شده اند.

مزایا اتصالات جوشی

• مقاومت بالا در برابر بارهای اعمال شده
• اجرا ساده در سازه پیچیده
• طراحی آسان
• بهره وری بالا
• ظاهر خوب
• ایجاد یک سازه به صورت یکپارچه

معایب اتصالات جوشی

• اتصالات در مقابل انقباض ضعیف هستند و احتمال ترک خوردگی وجود دارد.
• به نیروی کار متخصص نیاز است.
• خستگی در دماهای بالا رخ می دهد.
• جمع شدن سرباره جوش
• بازرسی دشوار است و هزینه بالایی دارد.
• به دقت بالا نیاز است.
• تعمیر و نگهداری دشوار است.

یکی از انواع اتصالات جوشی، اتصال جوش باز است که دو قطعه در طول فرایند جوشکاری یک شکاف کوچک بین خود دارند.

انواع اتصالات فلزی بر اساس توزیع نیروهای داخلی

یکی از مهم ترین نکاتی که در حین طراحی انواع اتصالات فولادی باید به آن توجه کنیم انتخاب نوع اتصالات بر اساس توزیع نیروهای داخلی است. برای آشنایی با انواع اتصالات سازه های فولادی باید بدانید که اتصالات فولادی به انواع خمشی، برشی و محوری تقسیم می شود. اتصالات انتخاب شده باید توانایی تحمل دو یا چند مورد از این بارها را داشته باشند.

به طور کلی مهندسین عمران با جمع آوری اطلاعات بیشتر درمورد انواع موضوعات مختلف مربوط به ساختمان و سازه های فلزی و … می توانند سطح درآمد خود را افزایش دهند. کافیست به فکر دانلود کتاب های مهندسی عمران بیوفتید تا اطلاعات خود را به بالا ترین سطح ممکن برسانید.

اتصالات خمشی

اتصالات خمشی در انواع اتصالات فولادی، اتصالاتی است که اجازه انتقال نیروهای گشتاور خمشی بین ستون و تیر را فراهم می. در صورت وجود گشتاور داخلی در اتصالات باید بتوانند آن گشتاور را انتقال دهند. نام دیگر آن ها اتصالات صلب یا اتصالات گیردار است.

اتصالات خمشی مقاومت بیشتری نسبت به اتصالات برشی دارند و به دلیل استفاده از مصالح بیشتر در نصب این اتصالات، هزینه آن ها به مراتب بیشتر از اتصالات دیگر خواهد بود. به همین دلیل برای کاهش هزینه، از یک یا دو اتصال خمشی در سازه های فولادی استفاده می شود. انواع اتصالات خمشی شامل:

• اتصالات جوشکاری شده
• اتصالات فلنجی
• اتصالات صفحه انتهایی

اتصالات جوشکاری شده

اتصالات جوشکاری شده در سازه های فولادی یک پیوند مستحکم را ایجاد می کنند. با جوش دادن ورق بین ستون و تیر محدودیت در جابجایی عضوها به وجود می آید و یک اتصال خمشی صورت می گیرد.

اتصالات فلنجی

اتصال فلنجی، ستون را به تیر مجاور متصل می شود. برای ایجاد یک اتصال صلب، صفحه توسط پیچ یا جوش به تیر وصل می شود.

فلنج ها انواع مختلفی مثل فلنج های عمومی، گردن جوش، slip on، جوش سوکت و … دارند.

اتصالات صفحه ای

اتصال صفحه ای، گشتاور را با استفاده از یک صفحه به صورت پیچ یا جوش بین عضوها توزیع می کند. پیشنهاد می کنیم برای اطلاعات بیشتر درباره آشنایی با انواع اتصالات فلزی کتاب های بیشتری در این زمینه مطالعه کنید.

اتصالات برشی

اتصالات برشی اتصالاتی هستند که امکان انتقال نیروی برشی بین دو عضو را ایجاد می. در صورت وجود نیروهای برشی در یک عضو فرعی این نیرو به عضو اصلی انتقال داده میشود.

اتصالات برشی بر خلاف اتصالات خمشی، در برابر نیروی گشتاور عکس العملی از خود نشان نمی. اتصالات برشی، از رایج ترین انواع اتصالات سازه های فولادی است که با نام هایی مانند اتصالات نیمه صلب، اتصالات ساده، اتصالات نیمه گیردار یا اتصالات مفصلی شناخته می. از انواع اتصالات برشی می به اتصالات صفحه ای، نبشی و نشیمن نیز اشاره کرد.

اتصالات نبشی

در اتصال نبشی برای نگهداشتن عضوهای اصلی و فرعی در کنار یکدیگر استفاده می و می توان از یک لچکی در یک سمت یا دو لچکی در هر دو سمت استفاده کنید.

اتصالات صفحه ای

در اتصالات صفحه ای از یک ورق برای کنار هم قرار دادن دو عضو سازه استفاده می. برای اتصال این ورق به عضو فرعی می از پیچ کاری یا جوشکاری استفاده کرد. اما اتصال ورق به عضو اصلی باید از طریق جوشکاری انجام شود. به همین دلیل، هزینه اتصالات صفحه ای از اتصالات نبشی بالاتر است.

اتصالات فولادی بر اساس المان های سازنده

یکی دیگر از انواع اتصالات فولادی، تقسیم بر اساس المان های سازنده اتصالات است. استفاده از المان سازنده بر روی سازه باعث پدید آمدن انواع زیادی از اتصالات می شود. ترکیب المان مورد استفاده برای ساخت اتصالات، ورق و نبشی بسیار پرکاربرد است.

اتصالات فولادی بر اساس عضوهای متصل شونده

این انواع اتصالات در سازه بر اساس نوع عضوهای متصل شونده به اتصالات تیر به تیر، اتصالات ستون به ستون، و اتصالات پای ستون تقسیم می شود.

اتصالات فولادی بر اساس محل اجرا

روش اجرای اتصالات سازه های فولادی به دو نوع تقسیم بندی شده است اجرا در محل پروژه و اجرا در کارخانه. اجرای اتصالات در پروژه نیازمند تنظیم عضوها است که باعث افزایش هزینه نیروی انسانی و افزایش فرآیندهای انجام کار می دهد، اما اجرای اتصالات در کارخانه، هزینه نیروی انسانی را کاهش می یابد.

جمع بندی

در این مقاله تلاش کردیم تا اطلاعاتی در ارتباط با انواع اتصالات فولادی یا فلزی در اختیار شما قرار دهیم تا دیگر کمبودی در زمینه انواع این اتصالات فولاد پیشنهاد می کنیم برای خرید کتب تخصصی و دانشگاهی اتصالات فولادی به سایت رایان بوک مراجعه کنید تا اطلاعات بیشتری را در این زمینه کسب کنید.

سوالات متداول

مزایا اتصالات جوشی چیست؟

از مزایا اتصالات فولادی میتوان به ۱) مقاومت بالا در برابر بارهای اعمال شده ۲) اجرا ساده در سازه پیچیده و دیگر موارد اشاره نمود که در این مقاله به طور کامل به آن پرداخته شده است.

چند نوع اتصال فلزی بر اساس توزیع نیروهای داخلی وجود دارد؟

از انواع اتصالات بر اساس توزیع نیروهای داخلی می توان به روش خمشی، برشی، صفحه ای و … اشاره کرد.