هر آنچه در مورد اعضای فولادی موثر در استحکام سالن های سوله ها باید دانست؟
سوله ها که عمدتا ساختمانهای با سقف شیبدار و هشتی شکل هستند از اجزا و اعضای مختلفی تشکیل شده اند، در مهندسی سازه اعضایی که یک بعد آنها بسیار بیشتر از ابعاد دیگر باشد اعضای خطی و اعضایی که دو بعد وسیع و یک بعد ناچیز دارند اعضای صفحه¬ای نامیده میشود که در سوله ستون ها و رفتر مثالی از اعضای خطی است، همچنین ورق هایی پوشش سقف میتواند مثال مشخصی از اعضای صفحه ای باشند در این نوشته سعی بر آن است اعضا و جزئیات اتصالات در یک سوله برای مخاطبی که شاید تخصص زیادی در حوزه سوله سازی ندارد تشریح شود.
بیش از 60 درصد هزینه های ساخت سوله ناشی از مقدار فولادی است که برای ساخت اسکلت سوله بکار میرود. قطعات و صفحات فولادی به کار رفته در سازه سوله را می¬توان مهم¬ترین و اصلی¬ترین فاکتور در استحکام و مقاومت به شمار آورد. همچنین رعایت استانداردها، قوانین و اصول مربوط به آن¬ها از دیگر موارد مهم در این رابطه به حساب می¬آید. در این مقاله سعی بر این است به معرفی قطعات فلزی موثر در استحکام سوله¬ها پرداخته و نقش سینه¬بندها را در این زمینه به اختصار توضیح دهیم.
ستون ها و رفتر ها: (columns & rafters)
از ترکیب ستون ها و تیرها، قاب های اصلی سوله تشکیل می شوند. تیر شیب دار و ستون های سوله، از مهم‌ترین اجزای تشکیل دهنده سوله¬ها هستند. به تیرهای شیبدار سوله، اصطلاحاً رفتر(Rafter) می¬گویند. در کشور ما ستون‌ها و رفترها دارای ساختار غیر منشوری هستند.
یعنی به دلیل تغییرات لنگر در ستون¬ها و رفترها، مقطعشان را در طول عضو، به صورت متغیر اجرا می‌کنند تا از نظر اقتصادی اجرای آن به صرفه‌تر باشد.
بلند بودن دهانه‌ها در سوله¬ها، باعث میشود تا ابعاد تیرها و ستون‌ها بزرگ‌تر از پروفیل‌های موجود در بازار باشند. بدین ترتیب برای اجرای این سازه نمی‌توان از پروفیل‌های موجود در بازار استفاده کرد، بلکه باید به صورت تیر ورق اجرا نمود.
یعنی برای ساخت تیرها و ستون‌ها، ابتدا با توجه به مقاطع مورد نیاز، ورق‌ها برش داده می‌شوند و سپس به هم جوش می‌شوند تا تیر یا ستون مورد نظر، آماده شود. سپس ستون‌ها را از پایین به صفحه ستون و از بالا به رفتر (به صورت اتصال فلنجی) متصل می‌کنند.
از آنجایی که در جهت عرضی سوله، نمی‌توانیم از سیستم مهاربند استفاده کنیم (زیرا به دهانه‌های بزرگ احتیاج داریم)، در اغلب مواقع، قاب‌های اصلی، به عنوان قاب خمشی در نظر گرفته می‌شوند. اما در جهت طولی می‌توانیم از مهاربندهای همگرا، برای سیستم باربر جانبی استفاده کنیم ، در نتیجه اینچنین میتوان استنباط کرد:
در جهت عرضی ← سیستم قاب خمشی
در جهت طولی ← سیستم مهاربندی همگرا
تصویر شماره دو ستون¬ها و رفترها
تصویر شماره سه موقعیت رفتر و ستون
لاپه یا پرلین: (Purlin)
پرلین ها، تیرهای فرعی سقف سوله هستند که در راستای طول سوله و در فواصل مشخص از یکدیگر بین قاب‌های اصلی قرار می‌گیرند. کار اصلی پرلین ها، تحمل وزن پوشش سقف سوله است. معمولاً از مقاطع سرد نورد شده z شکل یا ناودانی به عنوان پرلین استفاده میشود. پرلین ها را با استفاده از تعدادی پیچ و نبشی¬های اتصال دهنده به رفتر قاب‌های اصلی متصل می‌کنند .
تصویر شماره چهار انواع مقاطع پرلین و مشخصات فنی آنها
تصویر شماره پنج موقعیت قرارگیری پرلین¬ها بر روی رفتر
میل مهارهای سقفی یا سگراد (Sag Rod):
مقاطع z شکل و ناودانی) لاپه¬ها) تحت اثر بارهای ثقلی، شدیدا مستعد کمانش پیچشی جانبی حول محور ضعیفشان هستند. بدین جهت با استفاده از میل مهارها در سقف، می¬کوشیم تا لاپه ها را در جهت ضعیف مقطعش نگه داریم. سگرادها، به صورت کششی مؤلفه‌ای از نیروهای ثقلی را به رأس سوله منتقل کرده و با این کار، یک لنگر متعادل کننده حول محور ضعیف لاپه¬ها، اعمال می¬کنند و می‌توانند از کمانش پیچشی جانبی جلوگیری کنند. از مقاطع میلگرد به عنوان سگراد استفاده میشود. سگرادها را با پیچ به لاپه ها متصل می‌کنند .
تصویر شماره شش موقعیت قرارگیری میل مهارها (سگرادها) در روی رفتر
تصویر شماره هفت محل قرارگیری میل مهار ها در یک تصویر واقعی سوله
لاپه جانبی یا گیرت (Girt):
/>
گیرت¬ها، اجزایی مفصلی در جداره سوله هستند که برای نگه داشتن دیوارهای سبک سوله به کار می¬روند. این اجزا ، هم بار ثقلی دیوار و هم بارجانبی باد را تحمل می‌کنند. گیرت¬ها عمدتاً وظیفه انتقال بار باد به ستون‌ها را بر عهده دارند. معمولاً از مقاطع z شکل و ناودانی به عنوان گیرت استفاده میشود.
اتصال گیرت ها به یکدیگر و به ستون، معمولاً مفصلی است. گیرت ها را به گونه‌ای طراحی می‌کنند که نیروی باد را با خمش تحت محور قوی و نیروهای ثقلی را با خمش حول محور ضعیفشان تحمل کنند. چون در سوله‌ها، نیروهای باد از نیروهای ثقلی بزرگ‌تر می‌باشد .
تصویر شماره هشت موقعیت قرارگیری گیرت ها
تصویر شماره نه جزئیات نحوه اتصال لاپه های جانبی در سوله
استرات (Strut):
استرات¬ها، قاب‌های اصلی سوله را به یکدیگر متصل می¬کنند . علاوه بر این، میتوان آنها را همانند یک مهار طولی برای قاب‌ها نیز در نظر گرفت چون با اتصال آنها به ستون‌های قاب، طول مؤثر کمانش حول محور ضعیف ستون را کاهش می‌دهند و موجب افزایش پایداری ستون در برابر کمانش می‌شوند. معمولاً از مقاطع قوطی شکل به عنوان استرات استفاده میشود و آن را برای نیروهای محوری طراحی می‌کنند. اتصال استرات ها به ستون، اغلب به صورت مفصلی است .
تصویر شماره ده موقعیت قرار گیری استرات ها
بارزترین تفاوت استرات با گیرت، در نوع عملکردشان است. مقطع و نوع اتصال استرات¬ها، برای انتقال نیروها و بارهای جانبی در راستای طول سوله طراحی می‌شوند اما گیرت¬ها، نگهدارنده دیوارهای سبک هستند و تنها برای عملکرد خمشی طراحی می‌شوند (در برابرنیروهای ثقلی و باد) .
مهاربندهای اصلی دیواری (Main Brace):
مشابه سیستم‌های ساختمانی مرسوم، برای تأمین سیستم باربر جانبی در جهت طولی سوله، معمولا از مهاربندهای همگرا استفاده میشود. جهت مهاربندی میتوان از مقاطعی مانند میلگرد، دوبل نبشی، دوبل ناودانی و لوله برای مهاربندی جانبی سوله استفاده کرد.
p>
تصویر شماره یازده نحوه اتصال مهار بندها
تصویر شماره دوازده موقعیت قرارگیری مهاربندها در تصویر واقعی
تصویر شماره سیزده موقعیت قرارگیری مهاربندها در تصویر واقعی
بادبند سقف (Ceiling Brace):
مهاربندهای سقفی به عنوان یکی از اجزای سوله علاوه بر اینکه موجب صلبیت کافی در سقف سوله می¬شوند ، نقش مهمی در کمک به انتقال بارهای جانبی ناشی از سقف و حفظ پایداری چشمه‌های سقف بازی می¬کنند. در بیشتر موارد از مقاطع میلگرد جهت مهاربندی سقف استفاده می¬شود. همچنین میل مهارهای سقفی به صورت کششی طراحی می¬شوند.
تصویر شماره چهارده موقعیت قرارگیری مهاربندهای سقفی
تصویر شماره پانزده نحوه اتصال مهاربندها به اجزاء دیگر
وال پست (Wall Post):
به اجزا و المان¬های قائم نگهدارنده دیوار در سوله، در اصطلاح وال پست گفته میشود. وال پست یا ستون باد ، نقش اصلی وال پست، پشت¬بند برای دیوار پیرامونی سوله در قاب ابتدایی و انتهایی و همچنین کاهش دهنده‌ی سطح بادگیر ستون‌های اصلی است.
این عضو همچنین به عنوان پایه برای درهای ورودی سوله مورد استفاده قرار می¬گیرد.
با توجه به بند 7-5-3 ویرایش چهارم استاندارد 2800، دیواره¬های غیر سازه‌ای باید در برابر بارهای جانبی طراحی شوند. بر اساس بند مذکور، ضوابط زیر در مورد دیوارهای غیر سازه‌ای اعمال می‌گردد.
1.حداکثر طول مجاز هر دیوار غیر سازه‌ای بین دو کلاف قائم، نباید از 6 متر یا 40 برابر ضخامت دیوار بیشتر باشد. لذا با فرض حداقل ضخامت 20 سانتی‌متر برای دیوار سوله‌ها در حالت اجرای دیوار آجری، طول دیوار، حداکثر 6 متر محدود خواهد شد.
در غیر این صورت استفاده از کلاف‌های نگهدارنده قائم ضروری می‌باشد.
2.حداکثر ارتفاع دیوار غیر سازه‌ای آجری از تراز کف 3.5 متر می‌باشد. در صورت تجاوز ارتفاع دیگر از مقدار فوق، باید دیوار غیر سازه‌ای با تعبیه عناصر افقی و قائم (کلاف افقی و قائم در لبه دیوار) مقید گردد.
تصویر شماره شانزده موقعیت قرارگیری وال پست¬ها در تصویر واقعی سوله
تصویر شماره هفده اجزاء و قطعات سوله
سینه‌بند (Flange Stay):
سینه بندها قطعات فلزی هستند که معمولا از نبشی و ورق ساخته شده¬اند و به منظور جلوگیری از پیچش و کمانش جانبی بال تیرهای اصلی قاب سوله در مکان¬هایی که بال تحتانی تیرها تحت فشار هستند (که به آن ها لنگر منفی می¬گویند) نصب می¬گردند.
در این قسمت¬ها (لنگرهای منفی) بال پایینی تحت فشار را به کمک یک مهار جانبی به نام سینه بند به جان لاپه¬ها در دو سمت قاب مهار می¬کنند.
در کل سینه بندها را می¬توان نوعی مهاربند مورب در یک صفحه قائم دانست. سینه بندها به وسیله پیچ، بال تحتانی رفتر را به لاپه وصل می¬کنند. پیچ¬های استفاده شده ترجیحا باید از جنس گالوانیزه بوده و استاندارد فاصله هر پیچ می¬بایست رعایت گردد.
چنانچه به جای پیچ از جوش استفاده شود رعایت شرایط جوشکاری و نوع جوش¬های استفاده شده مهم است. مقطع عمومی استفاده شده برای سینه بندها همان گونه که عنوان شد در بیشتر موارد نبشی بوده که برای تحمل نیرویی معادل 2 درصد بال فشاری طراحی می¬شوند.
تصویر شماره هیجده شکل شماتیک نحوه اتصال و قرارگیری سینه بندها در سوله
تصویر شماره نوزده موقعیت قرارگیری سینه بندها درسقف سوله
