سقف ها

سقف کاذب

سقف های کاذب اولیه به صورت قطعات پلاستیکی در سالهای 1365 به بعد در اولین سقف های کامپوزیت کُرمیت به کار رفت. اما گران بودن مصالح ، نچسبیدن به گچ و خاک و خزش (Creep) باعث گردید که استفاده از آن مقید گردد. از سوی دیگر انواع تولیدات ورق گالوانیزه به صورت رابیتس در شکلها و فرمهای مختلف و تولید مواد اولیه آن (ورق گالوانیزه) در ایران ، ما را به سمت استفاده از این محصول سوق داد.

سقف پلیمری کُرمیت

در راستای سبک سازی ساختمان، این شرکت هم زمان با ستفاده از قالب کامپوزیت و بلوک های پوکه ای اقدام به استفاده از مصالح پلیمری در ساختمان کرده است.
استفاده از بلوک های پلی استایرن نسوز در سقف باعث کاهش مصرف تیرچه تا حدود 20% و کاهش فولاد مصرفی سازه تا حدود 7% می شود.
 
سهولت اجرای این نوع سقف، باعث افزایش سرعت اجرا و درنیتجه کاهش هزینه های اجرایی می گردد. در عین حال در هزینه های حمل و نقل نیز صرفه جویی قابل ملاحظه ای صورت می گیرد. شیارهای مناسب ایجاد شده در زیر این بلوک ها باعث پیوستگی گچ و خاک در زیر سقف می گردد.
در جهت بهبود استفاده از مصالح پلیمری، بخش تحقیق و توسعه این شرکت مشغول مطالعات و بررسی های بیشتر می باشد.

سقف ضربی کُرمیت

به علت اجبار در استفاده ار مصالح فشاری از زمان های قدیم استفاده از طاق قوسی متداول بوده و به همین جهت استفاده از سیستم طاق ضربی نیز به عنوان نوعی طاق قوسی رواج داشته است. وجود اشکالات عمده در عملکرد سقف های ضربی با تیرآهن مانند عدم ایجاد یک دیافراگم مناسب بین ستون ها و مصرف زیاد فولاد در مقایسه با مقدار باربری ، باعث شد تا در سال 1356 با ارائه طرحی بهینه « سقف ضربی کُرمیت » نسبت به اصلاح این سیستم اقدام گردد.
در سیستم طاق ضربی کُرمیت وجود بتن روی سقف می تواند یک دیافراگم مناسب بین ستون ها ایجاد کند و همچنین به علت بازبودن جان تیرچه ها مقدار زیادی در مصرف فولاد صرفه جویی می شود.

  اگر چه از این سیستم در انبوه سازی استفاده نمی شود ، اما برای پروژه های كوچك و یا دور افتاده ، هنوز هم كاربرد دارد.

سقف تیرچه و بلوک کُرمیت

ا متداول شدن سقف های تیرچه و بلوک سنتی برخی از مشکلات سیستم طاق ضربی مرتفع شد. اما این سقف ها مشکلات دیگری را به همراه خود پدید آوردند که عمده ترین آنها ضرورت استفاده از شمع بندی در زیر سقف است.
  شمع بندی علاوه بر دست و پاگیر بودن هزینه زیادی را نیز بر ساختمان تحمیل می کند. در سال 1363 با استفاده از بلوك کُرمیت به جای طاق ضربی كه قبلا" در این سیستم بعنوان قالب ثابت بكار می رفت عملا" سقف تیرچه وبلوک کُرمیت وارد بازارشد.
  این سقف به علت خود ایستا بودن تیرچه ها نیازی به شمع بندی ندارند و به همین علت از سرعت اجرای بسیار بالایی برخوردار می باشد. اجرای این سقف بر روی اسكلت های فولادی بتنی و دیوارهای باربر امکان پذیر می باشد.

سقف تیرچه کرمیت

سیستم سقف کُرمیت از تیرچه های فولادی با جان باز در ترکیب با بتن استفاده می شود. در ساخت تیرچه های مذکور از یک تسمه، در بال تحتانی و نیز یک میلگرد خم شده در جان استفاده می شود. برای پرکردن فضای خالی بین تیرچه ها از قالب های ثابت مانند بلوک های سیمانی، پلی استایرن، طاق ضربی ، قالب های موقت فولادی (کامپوزیت ) و یا هر پرکننده سبک استفاده می شود. فواصل تیرچه ها بسته به نوع قالب از 73 سانتی تا 100 سانتی متر متغیراست ، روی سقف نیز با 4 الی 10 سانتی متر بتن پوشانده می شود.
تیرچه ها از نوع خود ایستا بوده و به همین علت هیچ نوع شمع بندی در زیر سقف مورد نیاز نمی باشدو تیرچه ها به نحوی طراحی می شوند که بتوانند وزن بتن خیس، قالب ها و عوامل اجرایی سقف را به تنهایی تحمل کنند.
پس ازاین که بتن به 75% مقاومت مشخصه خود می رسد ، تیرچه های فولادی با بتن به صورت یک مقطع مختلط وارد عمل شده و بارهای مرده و زنده سقف را تحمل می کنند.

سقف کامپوزیت کُرمیت

سیستمهای معمول کامپوزیت در امریکا عینا" با تیرچه های با جان باز انجام می شود و معمولا" همراه با گذاشتن یک ورق فولادی موجودار به عنوان عرشه و آرماتور بندی روی آن بتن ریخته می شود . در این سیستم قالب ماندگار است و قطعات جان نیز با بتن احاطه نمی شود. در طراحی سیستم قالب کامپوزیت کُرمیت، نظر بر آن بوده که علاوه بر سرعت و تطبیق با آیین نامه ها ، هر چه ممکن اقتصادی تر باشد. از این رو اولا" قالب باید قابل استفاده مداوم باشد، ثانیا" جان تیرچه با بتن پر شود که بتوان قطعات جان را اقتصادی تر طراحی نمود و از لرزش سقف نیز کاسته شود. سیستمهای کامپوزیت رایج در ایران که با تیرآهن ساده یا لانه زنبوری با تیر ورق استفاده می شوند، دارای جان باز نیستند.
  
در وهله اول قالب های سقف كرمیت سه قطعه بوده و برای باز كردن ، قطعات آن باید از یكدیگر جدا می شد ، با تحقیق بخش R&D این شركت این قالب با بهینه سازی و استفاده از خاصیت تغییر شکل ارتجاعی فولاد به قالبی یکچارچه تبدیل شد.
این قالب در بین ها قرار گرفته و بعد از گیرش اولیه بتن قالب از زیر سقف در آورده می شود . این قالب محاسن بسیار زیادی دارد و با سرعت چیده و جمع آوری می گردد و با دقت مختصری , بارها قابل استفاده است. این قالب هم اکنون در پروژه های مختلف این شرکت مورد استفاده است.
آخرین بررسی ها و دستاوردها نشان داد که بهتر است جهت تطبیق سیستم با سیستم تیرچه بلوک و استفاده از آرماتور حرارتی یک جهته و حذف آرماتور خمشی در دال فوقانی و در نتیجه صرفه جویی اقتصادی، فاصله لب با لب تیرچه ها حداکثر 75 سانتی متر باشد. مزیت این قالب در آن است که با رعایت دیگر شرایط آیین نامه می توان آرماتور دو جهته را حذف و فقط آرماتور عمود بر تیرچه را منظور نمود.
هم اکنون این شرکت قالبهای جدید خود را به انتخاب مصرف کننده در فواصل و ارتفاع مختلف آماده عرضه نموده است. فاصله محور به محور تیرچه ها حدود 85 سانتی متر تا 95 سانتی متر و با ارتفاع 20 تا 25 سانتی متر، بسته به انتخاب خریدار و با مشاوره دفتر فنی شرکت و نوع تیرآهن های مصرفی در سازه و طول دهانه است.

سقف کامپوزیت

سقف های کمپوزیت سقفهایی هستند که ترکیبی از فولاد و بتن برای اینکه یکپارچگی این سقف رعایت شوند شود از برشگیر (نبشی)استفاده می شود که این نبشی با بتن درگیری ایجاد کرده و یکپارچگی درست می کند و چون تیرهای فرعی کمپوزیت به علت گیردار بودن تیرهای اصلی و با توجه به لنگر پوش (لنگر زلزله) بتن روی تیرهای اصلی نمی تواند به مقاومتش کمک کند .
میلگردهایی که روی سقف کامپوزیت قرار دارند میلگردهایی حرارتی هستند که در جهت مخالف با تیرهایی فرعی باعث یکپارچه شدن بتن و درگیری با سقف کامپوزیت می شود وبا جوش دادن به تیرهای فرعی مانع ترک خوردن بتن می شود
قالب بندی این سقفها معمولا از تخته کوبی استفاده می شود و بعد از اتمام بتن ریزی نایلون باعث راحت جدا شدن تخته ها می شود و در برخی موارد از یونولیت استفاده می شود که به علت محکم نبودن باید شمع کوبی کنند و مشکلات اجرایی بیشتری دارد و دلیل دیگر اینکه یونولیت زیر سقف می ماند و ما نمی توانیم از فضای زیر سقف کامپوزیت که تیر های فرعی آنها معمولا زنبوری هستند برای عبور لوله تاسیساتی استفاده کنیم در ضمن عایق خوبی برای حرارت بالا نیست.
در قالب بندی تخته کوبی مهمترین مزیت آنها این است که در زیر سقف کامپوزیت خلائی وجود دارد و از این خلا برای لوله های تاسیساتی استفاده می شود.
یکی از مزیت های سقف کامپوزیت قدرتمندی آن نسبت به سقفهای تیرچه بلوک است چون یکی از راههای یکپارچه کردن رفتار ستون ها در هنگام زلزله از طریق سقف می باشد و سقف کامپوزیت به دلیل برش گیر های نصب شده روی تیرهای فرعی یکپارچگی بین فولاد و بتن ایجاد شده و در اطراف ستونها هم همین طور در نتیجه ستون ها در هنگام زلزله رفتار یکپارچه دارند ولی در سقف تیرچه بلوک این گونه نیست.
کلا در باره سیستم های خمشی باید گفت در این سیستم تمام تیرهای اصلی گیردار عمل می کنند و معمولا از پروفیل های سالم استفاده می کنند (لانه زنبوری نباشد)چون اصلا دارای لنگر می باشند و در نتیجه باید آنجا ورق بزنیم و ثانیا لنگرماکزیمم برش در یک سوم تکیه گاهها وجود دارد. ما باید در صورت استفاده از زنبوری آنجا را پر کنیم و ما هم وسط را پر کرده و هم گوشه را پر می کنیم و این تنها وقتی است که ما پروفیل نداریم مگرنه بهتر است از پروفیل استفاده شود.

سقفهای دارای تیرچه بتنی

1 - مشخصات این نوع سقف بر اساس نشریه شماره 94 سازمان برنامه و بودجه تعیین می‌شود.
2 - در تمامی سقفهای معرفی شده ، میلگرد افت و حرارت با قطر 6 میلیمتر کفایت می کند. چنانچه فاصله آکس تا آکس تیرچه‌ها تا 50 سانتیمتر باشد، در جهت تیرچه‌ها بین هر دو تیرچه یک عدد و چنانچه فاصله آکس تا آکس تیرچه‌ها بیش از 50 سانتیمتر باشد، در جهت تیرچه‌ها بین هر دو تیرچه دو عدد میلگرد حرارتی مورد نیاز است. میلگردهای حرارتی در خلاف جهت تیرچه‌ها هر 25 سانتیمتر یک عدد می‌بایستی اجرا گردد.
3 - میلگرد تقویت ممان منفی تیرچه‌ها حداقل می‌بایستی سطح مقطعی برابر 15% سطح مقطع میلگردهای کششی همان تیرچه را دارا باشد و طول آنها از هر طرف یک پنجم طول تیرچه باشد. باید توجه نمود که این میلگردها را با میلگردهای تقویت برشی (اتکای سر تیرچه) اشتباه نکنیم. این میلگردها درون جان تیرچه خم نمی‌خورد بلکه بصورت صاف به میلگرد فوقانی تیرچه‌ها بسته می‌شود.
4 - در سقفهایی که بار زنده کمتر از 350 کیلوگرم بر متر مربع باشد ، در دهانه‌های زیر 4 متر نیازی به کلاف میانی (Tie Beam) نمی‌باشد و در دهانه‌های بین 4 تا 5.30 متر یک کلاف میانی و در دهانه‌های بیش از 5.30 متر دو کلاف میانی مورد نیاز است. در تمام این حالات حداقل سطح مقطع کل میلگردهای طولی کلافهای میانی بایستی برابر نصف سطح مقطع میلگرد کششی تیرچه‌ها باشد.
5 - در سقفهایی که بار زنده بیشتر از 350 کیلوگرم بر متر مربع باشد ، در دهانه‌های زیر 4 متر یک کلاف میانی (Tie Beam) و در دهانه‌های بین 4 تا 7 متر دو کلاف میانی و در دهانه‌های بیش از 7 متر سه کلاف میانی مورد نیاز است. در تمام این حالات حداقل سطح مقطع کل میلگردهای طولی کلافهای میانی بایستی برابر کل سطح مقطع میلگرد کششی تیرچه‌ها باشد.
6 - میلگرد زیگزاگ تیرچه‌ها برای هر طول تیرچه بصورت جداگانه بایستی طراحی گردد.
7 - در سقفهایی که خیز مطرح نباشد می‌توان تا دهانه‌ای معادل 32 برابر ضخامت سقف ، از این سقفها استفاده نمود. اما اگر خیز مطرح بوده و تیرهای اسکلت دارای تکیه‌گاه گیردار باشند حداکثر دهانه مجاز 26 برابر ضخامت سقف و در صورتیکه تیرهای اسکلت دارای تکیه‌گاه ساده باشند حداکثر دهانه مجاز 20 برابر ضخامت سقف می‌باشد.
8 - در این سقفها چنانچه میلگرد زیگزاگ برای برش انتهایی محاسبه شود، نیازی به تقویت برشگیر (اتکای سر تیرچه) نمی‌باشد. ولی در صورتیکه میلگردهای زیگزاگ برش انتهایی را جوابگو نباشند باید از تقویت برشی (اتکا) طبق محاسبه استفاده نمود.
نکتة مهم : دانستن این نکته مهم است که محدودیت و تعدد انواع سقفهای تیرچه و بلوک قابل اجرا دقیقاً بستگی به وجود انواع بلوکه‌های سقفی موجود در بازار دارد و از آنجا که بدلیل حجم و وزن زیاد بلوکه‌های سقفی عملاً حمل و نقل آن از یک نقطه کشور به نقطه‌ای دیگر مقرون به صرفه نمی‌باشد، بنابراین ممکن است در بعضی نقاط کشور عملاً امکان اجرای برخی از سقفهای معرفی شده زیر بدلیل نبودن بلوکه متناسب با آن وجود نداشته باشد و یا احیاناً در بعضی مناطق علاوه بر سقفهای معرفی شده زیر بتوان سقفهای دیگری نیز اجرا نمود. درضمن لازم به ذکر است که با استفاده توأم انواع بلوکه‌های سقفی با مواد دیگر (مانند یونولیت) گاه بنا به ضرورت می‌توان سقف هایی با ارتفاع بیشتر نیز اجرا نمود.

10 مزیت سقف تیرچه بلوک

در زیر مهمترین ویژگیهاای این نوع سقف در مقایسه با سقف تیرآهن – طاق ضربی و دال بتنی یکپارچه آمده است:
1)      به علت مصرف بلوک تو خالی و حذف بتن ناحیه کششی در مصرف بتن صرفه جویی می شود.
2)      به علت تولید تیرچه و بلوک در کارخانه نیروی انسانی کمتری مورد نیاز است .
3)      وزن تیرچه ها کم است به طوریکه توسط کارگران قابل نصب است و در طبقات کم نیاز به جرثقیل نیست .
4)      به علت پیش ساخته بودن تیرچه و بلوک نصب سقف بسیار آسان و سریع خواهد بود .
5)      قالب بندی زیر سقف فقط به شمع بندی و نصب چهار تراش در فاصله های معین جهت تامین تکیه گاههای موقت تیرچه ها محدود میشود .
6)      به طور یکپارچه بتن ریزی می شود و بتن کمتری نسبت به سقفهای بتن آرمه معمولی مورد نیاز است .
7)      مقاومت سقف اجرا شده با تیرچه بلوک در برابر نیروهای افقی ( باد – زلزله ) بسیار خوب است .
8)      به علت تو خالی بودن بلوک سقف عایق حرارتی و صوتی خوبی است .
9)      به علت مسطح بودن زیر سقف در مقایسه با طاق ضربی ضخامت نازک کاری به حداقل می رسد   و بار مرده سقف کمتر می شود .
10)     با توجه به مصرف کم فولاد از نظر اقتصادی مناسب است .

نكات مربوط به تیرچه ها

نكته 1: اندازة عرض تیرچه ها 8تا 12 سانتیمتر است.
نكته 2: ضخامت تیرچه ها معمولا 4 سانتیمتر است.
نكته 3: پس ازبتن ریزی تیرچه ها آن را بوسیله ویبراتور خوب ویبره كنیم.
نكته 4: بتن داخل قالب فلزی یا سفالی جهت ساخت تیرچه با عیار 400تا500كیلوگرم سیمان در متر مكعب بتن ریز با مصالح سنگی ریزدانه تهیه شود.
نكته 5:فاصله محوروسط تا محوروسط تیرچه دیگر معمولا 50سانتیمتر شود.

سقف تیرچه و بلوک

پاره ای از محدودیت ها و ویژگیهای فنی سقف تیرچه و بلوک شامل تیرچه پیش ساخته نیز می شود. در زیر ویژگیهای مهم اجزای تشکیل دهنده خود تیرچه ، مورد بحث قرار می گیرد. تیرچه پیش ساخته از قسمت های زیر تشکیل می یابد :
1-1  عضو کششی
1-2  میلگردهای عرضی
1-3  میلگرد بالائی
1-4  بتن پاشنه

آشنایی با کامپوزیتها

آشنایی با کامپوزیتها

در کاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز است. به عنوان مثال در صنایع هوافضا، کاربردهای زیر آبی، حمل و نقل و امثال آنها، امکان استفاده از یک نوع ماده که همه خواص مورد نظر را فراهم نماید، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنایع هوافضا به موادی نیاز است که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک باشند، مقاومت سایشی و uv خوبی داشته باشند و .... از آنجا که نمی توان مادهای یافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، باید به دنبال چارهای دیگر بود. کلید این مشکل، استفاده از کامپوزیتهاست. کامپوزیتها موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنکه اجزای مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود میبخشند. اگرچه کامپوزیتهای طبیعی، فلزی و سرامیکی نیز در این بحث میگنجند، ولی در اینجا ما تنها به کامپوزیتهای پلیمری میپردازیم.

در کامپوزیتهای پلیمری حداقل دو جزء مشاهده میشود:

1. فاز تقویت کننده که درون ماتریس پخش شده است.

2. فاز ماتریس که فاز دیگر را در بر میگیرد و یک پلیمر گرماسخت یا گرمانرم میباشد که گاهی قبل از سخت شدن آنرا رزین مینامند.

خواص کامپوزیتها به عوامل مختلفی از قبیل نوع مواد تشکیل دهنده و ترکیب درصد آنها، شکل و آرایش تقویت کننده و اتصال دو جزء به یکدیگر بستگی دارد.از نظر فنی، کامپوزیتهای لیفی، مهمترین نوع کامپوزیتها می باشند که خود به دو دستة الیاف کوتاه و بلند تقسیم میشوند. الیاف میبایست استحکام کششی بسیار بالایی داشته، خواص لیف آن (در قطر کم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نیرو توسط الیاف تحمل میشود و ماتریس پلیمری در واقع ضمن حفاظت الیاف از صدمات فیزیکی و شیمیایی، کار انتقال نیرو به الیاف را انجام میدهد. ضمناَ ماتریس الیاف را به مانند یک چسب کنار هم نگه میدارد و البته گسترش ترک را محدود میکند. مدول ماتریس پلیمری باید از الیاف پایینتر باشد و اتصال قوی بین الیاف و ماتریس بوجود بیاورد. خواص کامپوزیت بستگی زیادی به خواص الیاف و پلیمر و نیز جهت و طول الیاف و کیفیت اتصال رزین و الیاف دارد. اگر الیاف از یک حدی که طول بحرانی نامیده میشود، کوتاهتر باشند، نمیتوانند حداکثر نقش تقویت کنندگی خود را ایفا نمایند.

الیافی که در صنعت کامپوزیت استفاده میشوند به دو دسته تقسیم میشوند:


الف)الیاف مصنوعی ب)الیاف طبیعی.

کارایی کامپوزیتهای پلیمری مهندسی توسط خواص اجزاء آنها تعیین میشود. اغلب آنها دارای الیاف با مدول بالا هستند که در ماتریسهای پلیمری قرار داده شدهاند و فصل مشترک خوبی نیز بین این دو جزء وجود دارد.ماتریس پلیمری دومین جزء عمده کامپوزیتهای پلیمری است. این بخش عملکردهای بسیار مهمی در کامپوزیت دارد. اول اینکه به عنوان یک بایندر یا چسب الیاف تقویت کننده را نگه میدارد. دوم، ماتریس تحت بار اعمالی تغییر شکل میدهد و تنش را به الیاف محکم و سفت منتقل میکند.
سوم، رفتار پلاستیک ماتریس پلیمری، انرژی را جذب کرده، موجب کاهش تمرکز تنش میشود که در نتیجه، رفتار چقرمگی در شکست را بهبود میبخشد.تقویت کنندهها معمولا شکننده هستند و رفتار پلاستیک ماتریس میتواند موجب تغییر مسیر ترکهای موازی با الیاف شود و موجب جلوگیری از شکست الیاف واقع دریک صفحه شود.بحث در مورد مصادیق ماتریسهای پلیمری مورد استفاده درکامپوزیتها به معنای بحث در مورد تمام پلاستیکهای تجاری موجود میباشد. در تئوری تمام گرماسختها و گرمانرمها میتوانند به عنوان ماتریس پلیمری استفاده شوند. در عمل، گروههای مشخصی از پلیمرها به لحاظ فنی و اقتصادی دارای اهمیت هستند.در میان پلیمرهای گرماسخت پلیاستر غیر اشباع، وینیل استر، فنل فرمآلدهید(فنولیک) اپوکسی و رزینهای پلی ایمید بیشترین کاربرد را دارند. در مورد گرمانرمها، اگرچه گرمانرمهای متعددی استفاده میشوند، peek ، پلی پروپیلن و نایلون بیشترین زمینه و اهمیت را دارا هستند. همچنین به دلیل اهمیت زیست محیطی، دراین بخش به رزینهای دارای منشا طبیعی و تجدیدپذیر نیز، پرداخته شده است. از الیاف متداول در کامپوزیتها میتوان به شیشه، کربن و آرامید اشاره نمود. در میان رزینها نیز، پلی استر، وینیل استر، اپوکسی و فنولیک از اهمیت بیشتری برخوردار هستند.

 

پانل کامپوزیت آلومینیومی

پانل کامپوزیت آلومینیومی :
پانل کامپوزیت آلومینیومی متشکل از لایه هایی از ورق آلومینیومی در بالا و پائین و مواد پلی اتیلنی غیر سمی در مرکز می باشد که ترکیبی از LDPE و L- LDPE دارای کیفیت شکل پذیری بالاست این ماده دارای قابلیت پردازش بسیار آسان ، پایداری شیمیایی و عملکرد مکانیکی فوق العاده می باشد و نقطه ضعفی ندارد . بنابراین پانلها چنانچه در معرض گرما و یا سرمای شدید قرار گیرند مسطح باقی می مانند . هردو سطح با درجات پخت متفاوت توسط روش Coil Coating پوشش داده می شوند .
پانل کامپوزیت آلومینیومی مقاوم در برابر آتش :
پانل مقاوم در برابر آتش متشکل از لایه هایی از ورق آلومینیومی در پائین و بالا و ماده مرکب غیر ارگانیک کندکننده سرعت سرایت شعله به سایر نقاط و مواد ضد حریق در اندازه نانومتری در مرکز پانل می باشد . عیار این ماده که متشکل از مواد ریز غیر طبیعی و انواع زیادی از مواد با تراکم بالا و اکسیژن است بسیار بالا می باشد . این ماده دارای خاصیت پایداری در برابر شرایط آب و هوایی متغییر و عملکرد فوق العاده است و نه تنها مشکل ضد حریق نبودن پانل کامپوزیت آلومینیومی را برطرف میکند بلکه بطور چشمگیری عملکرد دینامیکی قسمتهای خم و یا تا شده پانل که ضعیف ترین بخش یک پانل مرکب آلومینیومی می باشد بهبود می بخشد.

پانل کامپوزیت فلزی :
پانل کامپوزیت فلزی زمانی ایجاد می گردد که تعداد زیادی از رولهای آلومینیومی در ابعاد باریکتر به یکدیگر بپیوندند و تشکیل یک پانل آلومینیومی با ضخامت مورد نیاز را بدهند .

موارد مصرف :
1-نمای بیرونی ساختمانها
2-بازسازی نمای ساختمانهای قدیمی و تغییر دکوراسیون
3-دکوراسیون دیوارهای داخلی ، سقفها ، حمامها ، آشپزخانه ها و تراسها
4-دکوراسیون داخی فروشگاهها
5-تابلوهای تبلیغاتی ، سکوهای نمایش و لوح های اطلاعاتی
6-مواد صنعتی و مواد مورد مصرف در ماشینها و قایقها
7-دیوارکوب ها و سقف کوب های تونل ها

ویژگی ها :
Øپایداری فوق العاده در برابر شرایط گوناگون آب و هوائی
Øپایداری بالا در برابر پوسته شدن رنگ و مسطح بودن پوشش
Øسبکی و پردازش ساده
Øخصوصیات ضد حریق ممتاز
Øپایداری در برابر جدانشدن لایه ها از یکدیگر
Øسادگی نگهداری
Øپایداری در برابر ضربه

شاتكريت و نيلينگ

شاتکریت را می‌توان به عنوان بتن یا ملاتی که از طریق شیلنگهای لاستیکی حمل شده و با استفاده از هوای فشرده و با سرعت زیاد به سطح مورد نظر پاشیده می‌شود، تعریف کرد.

تاریخچه شاتکریت ٫ شاتکریت چیست؟

 

اولین کاربرد شاتکریت به سال 1909 میلادی برمی‌گردد که در آن زمان تحت عنوان گونیت نامیده می‌شد و به کمک دستگاهی موسوم به تفنگ سیمان به کار می‌رفت.در سال 1914 برای اولین بار شاتکریت در یک معدن آزمایشی در ایالات متحده آمریکا مورد استفاده قرار گرفت.پس از آن این سیستم برای پوشش سطوح سنگها و حفاظت آنها در برابر هوازدگی و گاه نیز بعنوان سیستم نگهداری موقتی به کار  مي‌رفت.در اين سال  كارل اكلي دستگاهي براي پاشيدن مخلوط ماسه و سيمان ساخت و آنرا  گانايت ناميد.و بعدها نامهايي چون گان گريت، پنو كريت، بلاست كريت و جت كريت بكار برده شده است.اما در سال 1930 واژه شاتكريت از طرف انجمن مهندسين راه و ساختمان آمريكا بكار برده شد و تاكنون  مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

  تعريف شاتكريت از نظر مؤسسه بين المللي ACI

شاتكريت عبارتست از ملات يا بتني كه با فشار و سرعت بالا به سطح مورد نظر پاشيده مي‌شود.

از آنجا که شاتکریت به صورت ورقه‌هایی از سنگ زیرین جدا می‌شد، لذا بعنوان یک سیستم نگهداری اصلی چندان مورد توجه واقع نشد.از جمله امتیازات شاتکریت آن است که سطوح ناهموار حفریات زیر زمینی را می‌پوشانند و به شکل یک سطح نسبتاً صاف در می‌آورد .البته شاتکریت همراه با پیچ سنگ، بعنوان سیستم نگهداری بسیاری از تونل‌ها به کار رفته است.در سالهای اخیر، کاربرد شاتکریت در معادن زیر زمینی، نگهداری حفریات دائمی از قبیل جاده‌های مورب، راهروهای اصلی حمل و نقل، ایستگاههای چاه و حجره‌های زیر زمینی سنگ شکن است.
بازسازی پیچ سنگها و توریهای متداول در سیستم نگهداری ممکن است مشکل ساز و گران باشد. تعداد حفریات زیر زمینی که بلافاصله بعد از حفاری شاتکریت می‌شوند رو به فزونی است. مسلح ساختن شاتکریت با الیاف فولادی یکی از مهمترین عوامل در گسترش کاربرد شاتکریت است زیرا کار طاقت فرسای نصب توری را کاهش می‌دهد.آزمایشات و تجربیات اخیر نشان داده است که شاتکریت در شرایط ترکش سنگ ملایم بسیار مؤثر است.
اگرچه نتایج این مطالعات برای نتیجه گیری قطعی در این زمینه هنوز زود است ولی علائم موجود بیانگر آن است که در آینده در مورد کاربرد شاتکریت توجه جديتري خواهد شد.
بطور کلی شاتکریت نوعی بتن مرکب از سیمان، ماسه و خرده سنگ است که به کمک هوای فشرده اجرا  مي‌شود و در اثر سرعت زیاد به صورت دینامیکی فشرده می‌شود .

(برگرفته از کتاب تونل سازی جلد چهارم نوشته حسن مدنی)

  شاتكريت امروزه در دنيا به دو صورت مورد استفاده قرار مي‌گيرد:

  ۱-شاتكريت مخلوط خشك  Dry Mix Shotcrete 

 ۲- شاتكريت مخلوط تر Wet Mix Shotcrete 

   شاتكريت مخلوط خشك (DMS)
 
آب مورد نياز در حين خروج از سرنازل (Nozzle)  اضافه مي‌شود.

از اين روش براي كارهاي تعميراتي، روكش و تعميرات به ضخامت كمتر از 10 Cm استفاده مي‌شود و از طرفي بدليل فقدان مصالح سنگي درشت دانه، از اين روش براي كارهايي كه مقاومت مكانيكي مطرح نباشد، استفاده مي‌شود.
 
  معايب روش DMS

 1- ممكن است به همه دانه‌ها آب نرسد و هيدراته نشده باقي بمانند.

  2-  در محل كارگاه گرد و غبار ناشي از پراكنده شدن دانه سيمان زياد است.

  3) بدليل نچسبيدن ملات (بدليل هيدراته نشدن) پرت كار زياد است.

   شاتكريت مخلوط تر (WMS)

بتن آماده به داخل پمپ شاتكريت ريخته مي‌شود و پس از عبور لوله انتقال به سرنازل رسيده و از آنجا به سطح كار پاشيده مي‌شود.

   مزاياي شاتكريت مخلوط تر (WMS)

از مخلوط تر در مكانهائي كه مقاومت فشاري مورد نظر است، استفاده مي‌شود و از طرفي در اين روش امكان اجراي ديوار بتني با ضخامت  50Cm و 20Cm براي سقف در يك مرحله امكان پذير است.

   مزاياي استفاده از شاتكريت تر (WMS)

1. مزاياي زماني

2. مزاياي كيفي

3. مزاياي اجرايي

  مزاياي اجرايي:

  1) در اغلب موارد نياز به قالب بندي ندارد و در موارد خاص استفاده از يك سپر چوبي براي استقرار بتن كافي است و همين مورد هزينه‌هاي كلان قالب بندي و تجهيزات نيروي انساني را كاهش مي‌دهد.

  2) امكان اجراي سازه‌هاي بتني با اشكال منحني، مدور و غير منظم (مثل استخر و آبگير)

  3) تثبيت كوه‌ها و صخره‌ها با پوشاندن آنها با يك شبكه مش و پاشيدن بتن روي آنها

  4) روكش كردن پايه پلها و لاينينگ تونل‌ها

  5) افزايش ضخامت لوله‌هاي بتني در محيطهاي خورنده و خطرناك در مقابل آتش

 
تصاویر زیر (مكان اجراي سازه‌هاي بتني با اشكال منحني، مدور و غير منظم .مثل استخر و آبگير )

 
نصب و اجرای شاتکریت شات کریت دیوارهای تری دی پنل

 
مقاوم سازی دیوارها سد آبگیر حوض شاتکریت
 

نصب و اجرای شاتکریت با دستگاه تمام اتوماتیک پیستونی

 
شات مواد پلیمری شاتکریت

 
مقاوم سازی مدارس در مقابله با زلزله شات کریت

 
شاتکریت سد و تونل شات کریت shotcrete tunnel dam
 

  مزاياي كيفي شاتكريت

  1. مقاومتهاي مكانيكي

  2. چسبندگي بين بتن و ميلگرد

  3. كاهش نفوذ پزيري (آب بندي)

 
  مقاومتهاي مكانيكي

  - ميزان نسبت آب به سيمان (W/C) در شاتكريت مخلوط خشك بين 5/0 تا 3/0 و در مخلوط شاتكريت تر بين 4/0 تا 55/0 مي‌باشد.

  - مقاومت فشاري در محدودهاي بين 250-480 (Kg/Cm2)  كه با افزايش ميكرد و سيليكا به بيش از 550 (Kg/Cm2)  هم مي‌رسد.

  - استفاده از هواي فشرده سبب قفل شدن مصالح سنگي درهم و در نتيجه افزايش وزن مخصوص در محدودهاي

بين 2290-2230 (Kg/m2)  مي‌شود.

همچنين هواي فشرده سبب چسبيده شدن ملات به زير كار و عدم ورقه ورقه شدن در آينده مي‌گردد.

 
  چسبندگي بين بتن و ميلگرد

عدم استفاده از قالب سبب مي‌شود Nozzleman بتواند فضاي كار را ديده و بتن را به شكل مناسبي بين ميلگردها جاي دهد.

 
  كاهش نفوذ پذيري

يكي از كاربردهاي وسيع (WMS) و شايد راحتترين آن كه نياز به تخصص نازلمن Nozzelman ندارد، احداث استخرها و آبگير است كه به خوبي با فشار بالاي هوا، آب بندي انجام مي‌شود و نفوذ پذيري بسيار اندك مي‌گيرد.

   مزاياي زماني

حذف سيستم قالب بندي خود باعث از بين رفتن زمان تهيه ساخت قالب، قالب بندي و باز كردن مي‌گردد.

(بخصوص در جاهاييكه قالب فقط يكبار مصرف است، يعني در جاي ديگر كاربرد ندارد. مثال سازه‌هاي منحني و لاينينگ تونلها و ...)

سرعت بتن پاشي در (WMS) تقريباً برابر 3  M3 مي‌باشد.

  كاربرد WMS در تعميرات سدها

شامل:

  - اجراي سر ريزها

  - لاينينگ تونلهاي انحراف

  - روكش كردن بدنه سد (بمنظور تقويت سازه‌اي)

  - تثبيت ديوارهاي حايل و كوه‌هاي اطراف

  - توسيه‌هاي مهم در تعميرات سد در شاتكريت

 
  1. لايه لايه شدن

  2. درز انقباض و انبساط

  3. آب بندي سطوح زير كار

  4. آماده سازي سطوح زير كار

  5. لايه ‌لايه شدن

يكي از مسائل مهم در تعميرات با شاتكريت، چسبندگي به لايه زير كار است. به خوبي آب بندي نشدن زير كار و سيكل‌هاي ذوب و انجماد داخل تركها، باعث لايه لايه شدن مي‌گردد.

  درز انقباض و انبساط

شاتكريت نيز مانند هر بتن ديگر نيازمند درز انقباض و انبساط است كه اين فاصله‌ها متغير است و در محدوده بين 5 تا 10 سانتيمتر مي‌باشد.

  آب بندي سطوح زير كار

درصورتيكه آببندي بخوبي صورت نگيرد، تركها و شكافها با جذب رطوبت كاملاً  از آب اشباع شده و پس از اجراي شاتكريت در اثر سرما رطوبت داخل اين تركها، به يخ تبديل شده و موجب از بين رفتن لايه شاتكريت مي‌گردد.

 

 

 درباره سیستم نیلینگ ومراحل اجرای آن

 

مهاربندی به روش نیلینگ (Soil nailing) و سیستم های حفاظت جانبی گودبرداری

یکی از مهمترین مشکلات و دغدغه های موجود در رشته مهندسی عمران، احداث سازه ها، حفاظت از گودبرداری و ساختمان های موجود در مجاورت آن می باشد و در صورت عدم رعایت روش های مناسب به منظور حفاظت گودها و همچنین شیب های در حال احداث، منجر به خسارت جبران ناپذیری خواهد گردید و مخاطرات بوجود آمده ناشی از نشست های احتمالی و تقلیل ظرفیت باربری و تغییر مکان های جانبی موجب ایجاد ترک در سازه های مجاور گود خواهد شد.

به منظور جلوگیری از موارد ذکر شده لازمست از قبل از شروع عملیات گودبرداری از روش های نگهداری و مهار بندی جانبی استفاده شود تا در محیطی پایدار و ایمن بتوان عملیات را ادامه داد. در این راستا سیستم های حفاظت جانبی بطور کلی شامل موار زیر تقسیم بندی می شوند:

جداره های مهاربندی شده توسط المان های افقی و مایل (Braced wall using wale struts)
جداره های مهاربندی شده توسط المان های کششی (Soldier beam& lagging)
جداره های مهاربندی شده توسط سپر کوبی (Braced sheet pile)
جداره های مهاربندی شده توسط شمع های درجا (Bored pile walls)
جداره های مهار بندی شده توسط دیوار دیافراگمی (Diaphragm walls-Slurry wall)
جداره های مهاربندی شده توسط نیلینگ (Soil nailing)

روش های متداول مهار بندی گود
مهار بندی جداره ها توسط المان های پشت بندهای افقی و مایل (Braced wall using wale struts)
این روش ساده برای نگهداری و حفاظت جداره های حاصل از گودبرداری و برای جلوگیری از تغییر مکان های جانبی در گودهایی با عرض کم در محیط های شهری استفاده می شود از معایب این روش اتلاف قابل توجهی از فضای کاری داخل گود و محدودیت در بکارگیری ماشین آلات و تجهیزات مورد نیاز و همچنین افزایش ریسک برخورد با المان ها و به مخاطره انداختن آنها می باشد.

مهاربندی توسط المان های کششی (Soldier beam& lagging)
از این روش بعنوان روش متداول در پایدار سازی موقت گود در مناطق شهری استفاده می گردد. در این روش از پروفیل های معمول فولادی بصورت ستونهای پیوسته که درون خاک فرو برده می شوند استفاده می گردد که تا عمق کف گود اجرا خواهند شد. فاصله بین المان ها بین 2 الی 4 متر می باشد بطوریکه بتوان فضای بین آنها را با الوارهای چوبی (لارده چینی) پرنمود. در این روش از مهارهای کششی به منظور حفاظت جانبی گود استفاده می شود و اتصال ما بین ستونها توسط میل مهارها و جوشکاری انجام می شود.

مهاربندی توسط سپر کوبی (Braced sheet pile)
در این روش صفحات فلزی Sheet pile داخل خاک و جداره گود توسط چکش پنوماتیک و با استفاده از لرزش کوبیده می شوند و با انواع اتصالات بین خود به یکدیگر متصل شده و یک جداره پیوسته را تشکیل می دهند از مزایای این روش راحتی در کوبیدن ـ نصب و بیرون کشیدن آنها به دیگر روش ها برتری داشته و مصالح آن مجددا قابل استفاده در پروژه های دیگر می باشد، همچنین در این روش به المانهای افقی و مایل کمتری نیاز می باشد.
بنابراین محدودیت های اشغال فضای داخل گود کمتر وجود دارد. لیکن از جمله معایب این روش وابستگی به نصب سپرهای فلزی می باشند که در محیط های شهری بدلیل وجود تاسیسات زیربنایی شهری و ایجاد لرزش و صدای ناشی از کوبش سپرها محدودیت هایی را بوجود می آورد. همچنین کوبیدن سپرها در زمین های سنگی و یا خاک های بسیار متراکم به سختی انجام پذیر است و در زمین های با شرایط بالا با محدودیت مواجهه می گردد.

مهار بندی توسط شمع های درجا (Bored pile walls)
یکی از روشهای متداول در پایداری و حفاظت جداره ها با شرایط متنوع اعم از زمین سخت و سست و نرم استفاده از شمع های درجا می باشد و در برخی موارد علاوه بر ایفای نقش حفاظت جانبی نقش آب بندی را نیز انجام می دهد و همواره درصورت نیاز بار قائم نیز تحمل می کند. مهار بندی جداره ها توسط شمع های درجا در موارد زیر بعنوان گزینه برتر برای سیستم های حفاظت جانبی گود مطرح می باشند:
- در مواردیکه امکان اجرای سپر فولادی (کوبیدن و نصب) وجود ندارد و یا سختی و تراکم زمین بیش از حد توان سپر کوبی و با دشواری زیادی مواجهه می باشد.
- در شرایطی که بدلیل وجود آبهای زیر زمینی و بالا بودن سطح آن نیاز به آب بند بودن جداره می باشد.
- در مواردیکه امکان ایجاد مهارهای جانبی (کششی) در زیر ساختمان های مجاور ناشی از گودبرداری وجود ندارد و یا در تلاقی با تاسیسات زیر بنایی شهری و مستحدثات زیرزمینی (تونل) باشد.
- در مواقعیکه امکان استفاده از سیستم حفاظت گود بعنوان بخشی از سازه اصلی و باربری وجود داشته باشد.

روشهای مختلف برای اجرای تکنیک های شمع های درجا ریز وجود دارد و متداولترین آنها عبارتند از:
الف) اجرای دیوار محافظت پیوسته (آب بند)
ب) اجرای دیوار محافظت ناپیوسته

الف) اجرای دیوار محافظ پیوسته (آب بند)
دراین روش ابتدا شمع هایی با بتن پلاستیک یک در میان حفاری و اجرا می گردد و سپس با رعایت هم پوشانی شمع های اصلی و سازه ای با رعایت احداث جداره زنجیره ای و پیوسته اجرا می گردد.

ب) اجرای دیوار محافظت ناپیوسته
در مواردیکه توده خاک و سنگ دارای چسبندگی زیاد بوده و سطح آبهای زیر پایین بوده می توان از شمع های درجا ریز ناپیوسته و با فاصله استفاده نمود. در این روش بدلیل چسبندگی بین دانه ها خاک بین شمع ها با وجود پدیده قوس خوردگی پایداری جانبی وجود دارد . با در نظر گرفتن شرایط و پارامترهای ژئوتکنیکی خاک معمولا حداکثر فاصله محور تا محور شمع های اصلی 2 برابر قطر شمع ها می باشد همچنین در این روش پایداری در برابر نیروهای جانبی نیز مدنظر قرار می گیرد این روش در پایداری های کوتاه مدت کارایی داشته و در اثر مرور زمین احتمال هوازدگی بین شمع ها وجود دارد و در دراز مدت نیز تغییر مشخصات خاک و برخی از پارامترهای آن مانند از دست دادن آب و یا حالت اشباع پیدا نمودن آن باعث ریزش خاک بین شمع ها شده و برای جلوگیری از آن می توان از بتن پاشی (شاتکریت) و با بستن مش پوشش لازم را جهت پایداری ایجاد نمود.

مهار بندی توسط دیوار دیافراگمی (Diaphragm walls-Slurry wall)
یکی دیگر از روشهای محافظت از جداره گود احداث دیوار دیافراگمی و یا دیوار دوغابی Slurry Wall می باشد. در این روش ابتدا توسط دستگاههای گراب متناسب با شرایط زمین حفاری قسمتی از دیوار انجام می شود و همزمان با حفاری جهت پایداری جداره دیواره حفاری شده و جلوگیری از ریزشهای موضعی از دوغاب بنتونیت استفاده می شود تشکیل کیک بنتونیت در داخل دیواره حفاری شده و نفوذ در لایه های دانه ای جداره باعث می گردد جداره همواره پایدار بماند و سپس بلافاصله پس از رسیدن به عمق مورد نظر آرماتور گذاری شده و در نهایت بتن ریزی می گردد. این روش در زیر هسته سدهای خاکی نیز کاربرد بسیار دارد و از هرگونه نشتی را جلوگیری می نماید. استفاده از این تکنیک در مناطق شهری نیز با محدودیت های نظیر استفاده از روش مهار بندی افقی و مایل و المانهای کششی دارا می باشد.

جداره های مهاربندی شده توسط نیلینگ (Soil nailing)
این روش از حدود سه ده اخیر آغاز شده و تاکنون نیز بعنوان یک تکنیک برای پایداری ترانشه ها و حفاظت گود با انعطاف پذیری بالا استفاده می گردد.

روش اجرای نیلینگ (nailing)
تئوری استفاده از روش نیلینگ بر مبنای مسلح کردن و مقاوم نمودن توده خاک با استفاده از دوختن توده خاک توسط مهارهای کششی فولادی Nail با فواصل نزدیک به یکدیگر می باشد.
استفاده از این روش موجب:
1- افزایش مقاومت برشی توده خاک می گردد.
2- محدود نمودن و تحت کنترل در آوردن تغییر مکانهای خاک در اثر افزایش مقاومت برشی در سطح لغزش Slid بدلیل افزایش نیروی قائم می شود.
3- باعث کاهش نیروی لغزش در سطح گسیختگی و لغزشی می شود.
باید توجه داشت کلیه سطوح ترانشه های حفاری شده که توسط نیلینگ بایستی مسلح شوندبا استفاده از شبکه مش و شاتکریت ابتدا حفاظت شده و سپس سیستم نیلینگ روی آنها اجرا می شوند.

کاربرد نیلینگ در پروژه های عمرانی
1- پایداری ترانشه ها در احداث بزرگراه ها و راه آهن ها.
2- پایداری جداره تونلها وسازه های زیر زمینی.
3- پایدار سازی و حفاظت گود در سازه های مناطق شهری، ساختمانهای مجاور گود، ایستگاه های زیر زمینی مترو و...
4- پایدار سازی کوله های مجاور پل ها در زمین های سست و ریزشی.

مهار کششی نیلینگ معمولا از آرماتورهای فولادی با قطر 20 الی 40 میلیمتر و با حدتسلیم 420 الی 500 نیوتن بر میلیمتر مربع استفاده می شوند که درون یک چال حفاری شده با قطر 76 الی 150 میلیمتر قرارگرفته و دور آن درون چال تزریق می گردد. فواصل بین مهارهای کششی در حدود 1 الی 2 متر می باشد و طول آنها نیز در حدود 70 الی 100 درصد ارتفاع گود می باشد و حداقل شیب نسبت به افق حدودا 15 درجه می باشد.
باید توجه داشت که رویه شاتکریت شده روی ترانشه های حفاری شده نقش سازه ای نداشته اما می توان جهت اطمینان برای پایداری موقت خاک بین مهارها استفاده نمود.

 

مراحل اجرای سیستم نیلینگ (nailing)
مطابق با شکل مراحل اجرای نیلینگ بصورت شماتیک نشان داده شده است .
1- گودبرداری در مرحله اول ترانشه و یا گود و ایجاد پله بعدی عملیات.
2- حفاری چال جهت نصب مهار کششی Nail.
3- قراردادن آرماتور داخل چال و تزریق چال.
4- اجرای سیستم زهکشی و اجرای شاتکریت جداره و نصب ضخامت فولادی.
5- گودبرداری مرحله بعدی ترانشه و یا گود و ایجاد پله های بعدی علمیات.
6- اجرای پوشش شاتکریت نهایی پس از اتمام آخرین مرحله حفاری.

 

 

 

اصول طراحی نیلینگ (nailing)
مراحل طراحی سیستم نیلینگ مطابق زیر است:
• هندسه سازه مشخص گردد.
• عمق و زاویه شیب خاکبرداری مشخص گردد.
• بارگذاری و سربار بارهای وارده به Nail و موقعیت سطح افزایش تخمین زده شود.
• انتخاب نوع آرماتور شامل: سطح مقطع، طول و فاصله از یکدیگر و در هر تراز مقاومت موضعی آنها تضمین گردد تا مقاومت از نظر استحکام و ظرفیت چسبندگی برای تحمل نیروها تخمین زده شده و با ضریب اطمینان مناسب و قابل قبول کنترل شوند.
• پایداری کل سازه نگهدارنده و خاک اطراف آن در زمان حفاری گود و ایجاد پله های حفاری و بررسی و کنترل ضریب اطمینان قابل قبول.
• تخمین نیروهای وارده بر صفحه فولادی Bearing plate
• در نظر گرفتن سطح پیزومتریک آبهای زیر زمینی و لحاظ نمودن سیستم زهکش

نتیجه گیری
استفاده از روش نیلینگ بعنوان یک سیستم حفاظت جداره ترانشه و گود در مناطق شهری و فضاهای محدود بسیار کارا بوده و بدلیل امکان همزمانی اجرا در چند جبهه کاری از سرعت خوبی برخوردار می باشد و با توجه به درجه پایداری امکان اجرای گود قائم وجود داشته و همچنین در انواع شرایط خاک، اجرای آن امکان پذیر می باشد که مهمترین ویژگی این روش محسوب می شود و برای سازه های زیر زمینی بخصوص در فضای های محدود شهری مانند ایستگاه های مترو مناسب می باشد.

 

انواع پروفیل های ساختمانی

الف) پروفیل های نورد گرم: از نورد گرم شمش فولادی ساخته می شود.

ب) پروفیل نورد سرد: از شکل دادن ورق های فولادی از طریق خم کردن و پرس ایجاد می شود.

ج) پروفیل های مرکب: از اتصال چند پروفیل گرم و سرد ایجاد می شود.

نکته1) از پروفیل های نورد سرد فقط در کارهای سبک ساختمانی استفاده می شود.

مانند: لاپه ها،ناودانی،تیرهای تکیه گاهی سقف کاذب و چارچوب درهای ساختمان.

الف) پروفیل های گرم:

     لوله      قوطی   (I شکل معمولی)    (I شکل بال پهن )        ناودانی     سپری   تسمه ورق    میلگرد

ب) پروفیل های سرد :

      ناودانی        Z شکل          نبشی            کلاهی (hat)      چارچوب در

نکته2 :  مشخصات هندسی پروفیل های ساختمانی استاندارد، در جدولی به نام اشتال مندرج است.

نکته3 :  پروفیل  (IPE) شکل برای اعضا خمشی، مانند تیرهای ساختمانی  (IPB) شکل بال پهن برای اعضا فشاری مانند ستون ها، میلگرد برای اعضا مهاری کششی و نیمرخ سپری و ناودانی برای مهاربندی ها و بادبندی ها مناسب هستند.

ج) پروفیل های مرکب:

 2IPE دوبل شده      نبشی دوبل           ناودانی دوبل          I تقویت شده با ورق های متصل به بالها 

نکته4 :

1) پروفیل های UNP (ناودانی)،IPE و IPB با ارتفاع کل مقطع معرفی می شود. مثلا:

در مقطع IPE عرض بال نصف ارتفاع کل مقطع است.    

درمقطع IPB عرض بال برابر با ارتفاع کل مقطع است.

2) پروفیل نبشی با طول دو ساق و ضخامت آن معرفی می شود. (شکل5)

3) ورق ها و تسمه ها با عرض و ضخامت معرفی می شود. (شکل 6)

(توجه: عرض تسمه ها از cm20 کمتر است.)

4) مرکز سطح پروفیل های نبشی و ناودانی بیرون از پروفیل واقع هستند.(مجازی هستند) (شکل 7)

- مرکز سطح پروفیل های استاندارد محل برخورد محور های x-x و y-y  مندرج در جدول اشتال است

- مرکز سطح اشکال دارای محور تقارن و مرکز تقارن بر روی محور تقارن یا مرکز تقارن (هر کدام که موجود باشد) واقع است.

- مرکز سطح اشکال مرکب هندسی از روابط زیر محاسبه می شود. (شکل 8)

مزایای پروفیل های کامپوزیتی FRP در صنعت ساختمان:

بزرگترین سهم بازار مصرف مواد مرکب (کامپوزیت) در اختیار صنعت ساختمان است. در این میان پروفیلهای کامپوزیتی به میزان وسیعی در ساختمان سازی بویژه احداث بناهای ساحلی و یا سازه‌های مستقر شده در شرایط اقلیمی خورنده کاربرد یافته اند.
دلیل عمده استفاده از پروفیل های FRP در داخل بتن، جلوگیری از پدیده خوردگی و افزایش عمر سازه در برابر ارتعاش می باشد. هرچند که استفاده از پروفیل های FRP به جای نمونه های فلزی سبب کاهش وزن بنا نیز خواهد شد، اما در استفاده از این پروفیلها، مساله کاهش وزن اهمیت ناچیزی دارد. دلیل بالا بودن عمر کامپوزیت ها، خواص غیر کشسان آنهاست. بنابراین مواد کامپوزیتی در برابر ارتعاشات زلزله عملکرد بهتری خواهند داشت و بهترین گزینه جهت مقاومت سازه در برابر لرزه خواهند بود.

بکارگیری پروفیل های FRP به جای فلزی، بطور قابل ملاحظه ای از زیانهای ناشی از بروز خوردگی جلوگیری می کند. ظهور تخریب ناشی از پدیده خوردگی در بتن مسلح شده با پروفیل فلزی بدین گونه است که نخست میله های فلزی داخل بتن دچار زنگ زدگی شده و اکسید می شوند. سپس این اکسیدها به سمت سطح بیرونی بتن شروع به مهاجرت کرده و با انتشار در داخل بتن باعث از بین رفتن آن می شوند. بدین ترتیب با خورده شدن دو جزء فلزی و بتن سازه، زمینه تخریب کامل سازه بتنی فراهم می گردد. روشهای سنتی گذشته مانند چسباندن صفحات فلزی بر روی سازه یا اضافه کردن ضخامت بتن جهت مقابله با پدیده خوردگی ضمن آنکه مشکل خوردگی فلز را مرتفع نخواهد نمود، سبب افزایش وزن سازه و آسیب پذیرتر شدن آن در برابر زلزله نیز خواهد شد. جهت جلوگیری از این امر می توان با تقویت سطح خارجی سازه بتنی توسط مواد مرکب و استفاده از پروفیل های FRP در داخل بتن، هم مشکل خوردگی فلز داخل سازه را حل نمود و هم جلوی مختل شدن کارایی سازه در صورت خورده شدن بتن را گرفت که این بهترین روش مقابله با پدیده خوردگی در یک سازه بتنی می باشد.
کشور ما نیاز بسیار گسترده ای به استفاده از کامپوزیت ها در قالب پروفیلهای کامپوزیتی دارد. هم اکنون بسیاری از سازه های بنا شده در محیط های خورنده مناطق مختلف کشور همچون پل های دریاچه ارومیه و یا ساختمان های جنوب کشور دچار معضل خوردگی هستند که استفاده از کامپوزیت ها می تواند پاسخگوی مشکل این قبیل سازه ها باشد.

نیمرخ های مرکب:

دلایل استفاده از مقاطع مرکب به شرح زیر میباشد .

1-   کافی بنودن مقاطع استاندارد برای نیروهای موجود

2-   تنظیم ممان اینرسی و شعاع ژیراسیون با استفاده از مقاطع مرکب

3-   همسان سازی مقاطع داده شده با استفاده از مقاطع مرکب و استفاده از ورق های تقویتی

4-   کاهش پرت اهن آلات با هماهنگ سازی مقا طع

5-   تدارکات مناسبتر وراحتر در هماهنگ سازی مقاطع

طرز ساخت نیمرخ های مرکب:

شکل ستون ها

شکل سطح مقطع ستون ها معمولا به مقدار و وضعیت بار وارد شده بستگی دارد.برای ساختن ستون های فلزی از انواع پروفیل ها و ورق ها استفاده می شود.عموما ستون ها از لحاظ شکل ظاهری به دو گروه تقسیم می شوند.

الف) نیمرخ (پروفیل) نورد شده شامل انواع تیرآهن ها و قوطی ها:

بهترین پروفیل نورد شده برای ستون،تیرآهن بال پهن یا قوطیهای مربع شکل است، زیرا از نظر مقاومت بهتر از مقاطع دیگر عمل می کند .ضمن اینکه در بیشتر مواقع عمل اتصالات تیرها به راحتی روی آنها انجام می گیرد.

ب) مقاطع مرکب:

هرگاه سطح مقطع و مشخصات یک نیمرخ (پروفیل) به تنهایی برای ایستایی (تحمل بار وارد شده و لنگر احتمالی) یک ستون کافی نیاشد،از اتصال چند پروفیل به یکدیگر ستون مناسب آن  (مقطع مرکب) ساخته می شود.

علل استفاده از نیمرخ های مرکب در ستون ها:

 در صورتی که سطح مقطع نیمرخ های نورد شده تکافوی (کفایت کردن) سطح لازم را برای ستون نکند، با ساختن مقطع مرکب سطح لازم ساخته می شود.

 نیاز اجباری به مقاطع با شکل های هندسی خاص از نظر اتصالات دیگر به ستون.

چگونگی ساخت ستون (مقاطع مرکب) :

ستون ها ممکن است بر حسب نیاز با ترکیب و اتصالات متنوع از انواع پروفیل های مختلف ساخته شوند،اما رایج ترین اتصالات برای ساخت ستون ها سه نوع است:

الف) اتصال دو پروفیل به یکدیگر به طریقه دوبله کردن.

ب) اتصال دو پروفیل با یک ورق سراسری روی بال ها.

ج)اتصال در پروفیل با بست های فلزی (تسمه)

الف) شیوه ساخت ستون نوع ( الف ) :   

 ابتدا دو تیرآهن را در کنار یکدیگر و بر روی سطح صاف به هم چسبیده گردد، سپس دو سر و وسط ستون را جوش داده و ستون برگردانده می شود و مانند قبل جوشکاری صورت می گیرد، آن گاه ستون معکوس و در قسمت وسط جوشکاری می شود.همین کار را در سوی دیگر ستون انجام می دهند و به ترتیب جوشکاری ادامه می یابد تا جوش مورد نظر ستون تامین گردد. این شیوه جوشکاری برای جلوگیری از پیچش ستون در اثر حرارت زیاد جوشکاری ممتد می باشد. در صورتی که در سرتاسر ستون به جوش نیازی نباشد، دست کم طول جوش ها باید به این ترتیب اجرا گردد:

 1) حداکثر فاصله بین طول های جوش در طول ستون به صورت غیر ممتد از 60 سانتی متر تجاوز نکند.

 2 ) طول جوش ابتدایی و انتهایی ستون باید برابر بزرگترین عرض مقطع باشد و به طور یکسره انجام گیرد.

 3 ) طول موثر هر قطعه از جوش نباید از 4 برابر بعد جوش یا 40 میلیمتر کمتر باشد.

 4 ) تماس میان بدنه دو پروفیل نباید از از یک شکاف 1.5 میلیمتری تجاوز کند،اما اگر بیشتر شد، در صورتی که از 6 میلیمتر کمتر بود باید با مصالح پرکننده شامل تیغه های فولادی با ضخامت ثابت پر شود.

ب) روش ساخت ستون نوع ( ب ) :

 در مقاطع مرکبی که ورق اتصال بر روی دو نیمرخ متصل می شود تا مقطع مرکب تشکیل بدهد،فاصله جوش های مقطع(غیر ممتد) که ورق را به نیمرخها متصل می کند،نباید از 30 سانتیمتر بیشتر شود. اندازه حداکثر فاصله فوق الذکر در مورد فولاد معمولی به صورت t22 در آید. ( برای اطلاعات بیشتر به آئین نامه مبحث 10 مراجعه شود )

ضخامت ورق T=

ج) ساختن ستون به روش قید (بست اتصال) نوع( ج ) :

 متداولترین نوع ستون در ایران ستون های مرکبی است که دو تیرآهن به فاصله معین از یکدیگر قرار می گیرد و قیدهای افقی یا چپ و راست این دو نیمرخ را به هم متصل

 می کند، البته بستهای چپ و راست که شکل های مثلثی را به وجود می آورند، دارای مقاومت بهتری نسبت به قیدهای موازی  می باشند . در مورد این گونه از ستون ها، بویژه ستون با قید موازی مسائل زیر بایستی رعایت گردد :

الف) ابعاد بست (وصله) افقی ستون کمتر از این مقادیر نباشد:

L : طول وصله حداقل به فاصله مرکز تا مرکز دو نیمرخ باشند.

b : عرض وصله از 50 درصد طول آن کمتر نباشد.

t : ضخامت وصله از 40/1 طول آن کمتر نباشد.

 ب) در اطراف کلیه وصله ها و در سطح تماس با بال نیمرخها عمل جوشکاری انجام گیرد.(مجموع طول خط جوش در هر طرف صفحه نباید از طول صفحه کمتر شود.)

 ج) فاصله قید ها و ابعاد آن براساس محاسبات فنی تعیین می شود.

د) در قسمت انتهایی ستون، باید حتما از ورق با طول حداقل برابربا فاصله بین مراکز سطح نیمرخ های تشکیل دهنده عضو فشاری و جوش دورادور وبا بعد مساوی t 7/0 و یا بعد جوش حداقل هر کدام که بزرگتر ند و ضخامت b 40/1  استفاده کرد تا علاوه بر تقویت پایه، محل مناسبی برای اتصال با بندهای فلزی به ستون به وجود آید.

 ه)در محل اتصال تیر یا پل به ستون لازم است قبلا ورق تقویتی به ابعاد کافی روی بال های ستون با  جوش دورادور  استفاده شود .

و ) حداکثر فاصله قیدهای افقی باید به اندازه ای باشد که ضریب لاغری تک نیمرخ عضو فشاری ( L1/r1 ) در قسمتی که بین دو بست ( قید ) قرار دارد از 40 و همچنین از 4/3 ضریب لاغری y  Y بیشتر نشود.                                                     

ز ) تعداد بست ها به گونه ای باشد که فاصله بین ورق های انتهایی به سه قسمت تقسیم شود .

ح) در مورد بستهای مورب لاغری تک نیمرخ به صورتی باشد که از 4/3 لاغری تعیین کننده عضو فشاری بیشتر نگردد .  

ط ) نسبت L / r برای بستهای مورب تکی از 140 و برای بست های زوج ضربدری از 200 تجاوز نکند .

** تعریف تیرهای لانه زنبوری 

 دلیل نامگذاری تیرهای لانه زنبوری ، شکل گیری این تیرها پس از عملیات ( بریدن و دوباره جوش دادن ) و تکمیل پروفیل است . اینگونه تیرها در طول خود دارای حفره های توخالی (در جان) هستند که به لانه زنبور شبه است ؛ به همین سبب به اینگونه تیرها لانه زنبوری می گویند.

** هدف از ساخت تیرهای لانه زنبوری 

 هدف این است که تیر بتواند ممان خمشی بیشتری را با خیز (تغییر شکل ) نسبتا کم ، همچنین وزن کمتر در مقایسه با تیر نورد شده مشابه تحمل کند ؛ برای مثال ، با مراجعه به جدول تیرآهن ارتفاع پروفیل IPE-18  را که  18  سانتیمتر ارتفاع دارد ، می توان تا  27  سانتیمتر افزایش داد.

** محاسن و معایب تیر لانه زنبوری

 باتوجه به مثال گفته شده در بالا با تبدیل تیرآهن معمولی به تیرآهن لانه زنبوری ، اولا : مدول مقطع و ممان انرسی مقطع تیر افزایش می یابد . ثانیا : مقاومت خمشی تیر نیز افزوده می گردد . در نتیجه ف تیری حاصل می شود با ارتفاع بیشتر ، قویتر و هم وزن تیر اصلی . ثالثا : با کم شدن وزن مصالح و سبک بودن تیر ، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر خواهد بود. رابعا : از فضاهای ایجاد شده (حفره ها) در جان تیر می توان لوله های تاسیساتی و برق را عبور داد. در ساختن تیر لانه زنبوری مه منجر به افزایش ارتفاع تیر می شود ، باید استاندار کاملا رعایت گردد ؛ در غیر اینصورت ، خطر خراب شدن تیر زیر بار وارد شده حتمی است.

از جمله معایب تیر لانه زنبوری ، وجود حفرهای آن است که می تواند تنشهای برشی را در محل تکیه گاهها پل به شتون یا اتصال تیراهن تودلی (تیر فرعی) به پل لانه زنبوری تحمل کند ؛ بنابراین ، برای رفع این عیب ، اقدام به پر کردن بعضی حفره ها با ورق فلزی و جوش می کنند تا اتصال بعدی پل به ستون یا تیر فرعی به پل به درستی انجام شود. تیر لانه زنبوری در ساختمان اسکلت فلزی می تواند به صورت پل فقط در یک دهانه یا به صورت پل ممتد به کار رود . برای ساختن تیر لانه زنبوری دو شیوه موجود است  :

 الف ) شیوه برش پانیر

 ب) شیوه برش لتیسکا

** روشهای مختلف برش تیر آهن

 1-  برش به روش کوپال : با استفاده از دستگاه قطع کن سنگین که به گیوتین مخصوص مجهز است  ، تیرآهن به شکل سرد در امتداد خط منکسر قطع می شود.

 2-  برش به روش برنول : برش در این حالت به صورت گرم انجام می گیرد ؛ به این صورت که کارگر ماهر برش را با شعله بنفش رنگ قوی حاصل از گاز استیلن و اکسیژن ، به وسیله لوله برنول ، انجام می دهد.

 بریدن تیرهای سبک به وسیله ماشینهای برش اکسیژن شابلن دار نسبتا ساده است . در ایران تیرهای لانه زنبوری را بیشتر با دست تهیه می کنند.

**روشهای ساختن تیر لانه زنبوری و تقویت آن  

 روش تهیه تیرهای لانه زنبوری از این قرار است که ابتدا در روی جان تیرآهن نورد شده با استفاده از اگو که بصورت 6 شش ضلعی از ورق آهن سفید یم میلیمتری (شابلن) با توجه به استاندارد ساخته شده خط می گردد ؛ سپس تیرآهن را روی یک شاسی افقی با زدن تک خال جوش در نقاط مختلف برای جلوگیری از تاب برداشتن قرار می دهند . آن گاه با استفاده از دستگاه برش (برنول) در امتداد خط منکسر اقدام به برش می کنند تا پروفیل به دو قسمت بالا و پایین تقسیم شود. حال اگر قسمت بالا را به اندازه یک دندانه جابجا کنیم و دندانه های دو قسمت با و پایین را به دقت مقابل هم قرار دهیم و از دو طرف کارگر ماهر آنرا جوشکاری کند با استفاده از جوش قوسی نیمه اتوماتیک برای اتصال دو نیمه بریده شده ؛ یک جوش خوب ، بی عیب ؛ سریع و مقرون به صرفه خواهد بود . همان طور که در مطالب قبلی نیز گفتم ، تیر ساخته شده در محل تکیه گاهها با توجه به حفره های خالی آن در مقابل تنشهای برشی ضعیف می شود . برای جبران این نقیصه ، با توجه به منحنی نیروی برشی نیز به پر کردن حفره ها با ورقهای تقویتی اقدام می کنیم.لازم به ذکر است که حداقل باید یک حفره با ورق در تکیه گاه به وسیله جوش کامل پر شود. در پایان یادآور می شوم که یک نوع دیگر از پروفیلهای لانه زنبوری را پس از بریدن قطعات بالا و پایین ورق واسطه اضافه می کنند که این ورق ورق واسطه بین دندانه ها جوش می شود . در نتیجه ، تیر حاصل به مراتب قویتر از تیری است که بدون ورق واسطه ساخته می شود .

** تقویت تیرهای لانه زنبوری به کمک رفتار مرکب بتن و فولاد

 در تیرهای لانه زنبوری علاوه بر تنشهای خمشی اصلی در محل حلقه ها تنشهای خمشی ثانویه حاصل از برش در مقطع ایجاد میگردد که گاهی این تنش از تنشهای خمشی اصلی در تیر بزرگترند. این تنشها از کارایی تیر می کاهند و برای مقابله با آنها باید حلقه های کناری را با ورق پر کرد خصوصا هنگامی که از این نوع تیرها بصورت یکسره استفاده می شود در محل تکیه گاهها که هم نیروی برشی و هم لنگر خمشی زیاد می باشد تنشهای خمشی بشدت افزایش میابد و نیاز به تقویت تیر در این محلها می باشد که از لحاظ اقتصادی قابل توجیه نمی باشد. در این پروژه برای مقابله با این ضعف در تیرهای لانه زنبوری رفتار مرکب بتن و فولاد تهیه شده هست . به این ترتیب که داخل تیر فلزی در نقاطی که تنشهای ثانویه قابل ملاحظه می باشند از بتن پر می شود و کشش حلقه های خالی را به عمل تغییر می دهد و این امر سختی و مقاومت تیر را افزایش می دهد و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه می باشد .

 ** شاهتیرها ( پله ها)

 شاهتیرها عضوهای فلزی افقی اصلی هستند که با اتصالات لازم به ستونها متصل می شوند و به وسیله آنها بار طبقات به ستونها انتقال می یابد.

شاهتیرهای فلزی ممکن است به صورتهای زیر به کار روند :

 الف) تیرهای معمولی بصورت تک یا دوبله

 ب ) تیرآهن بال پهن

 ج ) تیرآهن معمولی با ورق تقویتی روی بالها و یا بال و جان

 د ) پلهای لانه زنبوری از تیرآهن معمولی یا تیرهای بال پهن که بصورت مفصل در همین مجموعه توضیح خواهم داد.

 ه ) تیر ورق (گیردار) ترکیب تیرآهن معمولی با ورق یا تیرآهن بال پهن با ورق و یا از ترکیب ورقها درست می شود

 و ) خرپاها

 ** ساخت پلها و شاهتیرها   

  هرگاه در شاهتیرهای فلزی به جای تیر تکی از تیرهای دوبله استفاده شود ، باید دو تیر در محل بالها به یکدیگر به گونه ای مطلوب اتصال داشته باشند . چنانچه پلها (شاهتیرها ) برای لنگر خمشی موجود کفاف ندهد ، آنها را با اضافه کردن تسمه یا ورق تقویت می نمایند .

در مورد ورق تقویتی در تیرهای معمولی باید نکات زیر را رعایت کرد :

 1)  حداکثر ضخامت ورق تقویتی  8/0  ضخامت بال تیر باشد .

 2)  ورقهای تقویتی به طول کامل با بالها تماس و اتصال داشته باشد.

 3)  ضخامت جوش  75/0  ضخامت ورق باشد.

 4)  ورق تقویتی از هر دو طرف و در قسمت عرض نیز جوش گردد.

** پلهای مرکب

در بارهای سنگین و احتمالا دهانه زیاد که پروفیل استاندارد موجود در بازار کافی یا اقتصادی نباشد ، همچنین مقطع نیر لانه زنبوری که با تسمه یا ورق تقویت شده است ، برای بار وارد شده و دهانه خمش کافی نباشد ، از تیرهای مرکب استفاده می شود که تیر مرکب در چندین حالت استفاده می شود :

 1)  تیر مرکبی که از بریدن پروفیلهای معمولی ایرانی از وسط جان تیر و اتصال صفحه و ورق مناسب به دو قسمت بریده شده ساخته می شود . این روش برای پروفیلهای نمره  20  به بالا اقتصادی خواهد بود .

 2) تیر مرکبی که از سه صفحه ( قطعات تقویتی ) تشکیل می شود. در این حالت ، در پروفیلهای معمولی از فولاد جان تیر نسبت به فولاد بالها برای مقابله با خمش چندان استفاده نمی شود ، بلکه سعی می گردد ، حتی المکان ، جان تیر را نازکتر و ارتفاع آن را زیاد کنند.

آشنايي با ساختمان پيچ و تعاريف و استاندارد هاي آن

نقل قول:

 نقش اتصالات در صنعت يك نقش انكار نشدني و حساس هست.در صنعت دو نوع اتصالات داريم.
يكي دايم و جدانشدني مثل جوش كاري ها و ديگري غير دايم و جداشدني مثل پيچ و مهره .
در اينجا سعي ميشود تا با بررسي عملكرد پيچ و مهره و نوع طراحي و ساخت آنها هم آشنا شويم.علاوه بر اين با كاربردي كردن اطلاعاتي كه در آزمايشگاه ها و يا توسط رابطه ها و فرمول ها بدست مي آیند ٬ بتوانيم ديد بهتري از پيچ و مهره نسبت به قبل پيدا كنيم.

آشنايي با ساختمان پيچ و تعاريف و استاندارد هاي آن

در شكل زير شما گام دنده ٬ پخ و قطر بزرگ پيچ رو مشاهده مي كنيد:

گام به معناي فاصله دو دنده متوالي هست .كه هم در چرخ دنده ها و هم در پيچ ها كار برد دارد.
اين گام برابر پيشروي فاصله اي هست كه به اندازه يك دور چرخيدن پيچ در جهت موازي با محور جا بجا ميشود.

در پيچ هاي متريك ما دو نوع گام ريز و گام درشت داريم.بطوري كه در دنده ريز ها در هر 2.5 سانتي متر 18 دنده و در دنده درشت ها در هر 2.5 سانتي متر 11 دنده داريم.
ولي كاربرد دنده درشت ها عموما بيشتر هست.
در سيستم متريك نوع پيچ رو اينطوري نشون ميدن:

مثلا     M12*1.75

M : يعني متريك
12: قطر بزرگ اسمي پيچ
1.75 : گام پيچ هست.

در سيستم آمريكايي يا اينچي نحوه نام گذاري پيچ ها به اينصورت هست.
دنده درشت ها با UNC و دنده ريز ها با UNF مثلا: 
8/5"-18 UNF
عدد 18 نشان دهنده تعداد 18 دنده در يك اينچ از پيچ هست.

نحوه طراحي اتصالات پيچ و مهره:

در يك اتصال پيچ و مهره ٬ نيرويي كه به پيچ وارد ميشه ميتونه در جهت طول پيچ باشه (نيروي كششي) و يا در جهت عمود بر پيچ (تنش برشي) .در تنش هاي برشي نيرو در مقطع پيچ كه همون قطر پيچ هست وارد ميشه ولي در تنش هاي كششي اين نيرو در رزوه ها تمركز پيدا مي كنه.
اما اين كه در بكار بردن انواع اقسام پيچ ها (دنده ريز و دنده درشت .پايه بلند و كوتاه و انواع اقسام سايز ها ) چه طراحي هايي لازم هست بحثيه كه در ادامه دربارش مي نويسم.
اول از همه اينكه طول مناسب پيچ بايد به اندازه اي باشه كه پس از سفت كردن مهره حداكثر يك با دو دنده از اون بيرون بزنه.

اگر جايي رو سوراخ كرديد و قرار هست پيچ ومهره بشه چون لبه اين سوراخ ها ممكنه تيز و پليسه دار باشه بهتره كه از واشر استفاده بشه.چون فرورفتن اين لبه هاي تيز به سر پيچ باعث افزايش تمركز تنش ميشه.واشر ها هم لازمه كه فولادي باشن.

نكته بعدي اينه كه در زمان بستن و سفت كردن يك پيچ ٬ نيرويي به پيچ وارد ميشه كه باعث كشيدگي اون ميشه و يك پيش بار يا نيروي گيرش در پيچ ذخيره ميشه كه با Fi نمايش داده ميشه.اگر در زمان اعمال بار بر روي قطعه ٬ نيروي بار اعمال شده و نيرويي كه قبلا به عنوان گيرش ذخيره شده از حد الاستيك پيچ بيشتر باشه سبب بريدن و شكستگي پيچ خواهد شد.

زمان سفت كردن پيچ هم بهرته كه پيچ ثابت باشه ومهره چرخانده بشه تا از اعمال گشتاور پيچشي اي كه ناشي از اصطكاك هست به پيچ وارد نشه.

اما خوبه كه بدنيم اصلا سفت كردن پيچ چه تاثيري در اتصال داره.
ببينيد ما زماني كه پيچي رو سفت مي كنيم در حقيقت داريم نيروي هايي كه تحت بار به پيچ وارد ميشن رو به سطح مورد اتصال انتقال ميديم.ميشه با رابطه هاي رياضي ثابت كرد كه هر چه پيچ سفت تر باشه ٬ نيروي بار بر روي پيچ كمتر و در سطوح بيشتر منتقل ميشه.ولي در عوض نيروي پيش تنيده بيشتري در پيچ ذخيره ميشه كه باعث كشيدگي بيشتر خواهد شد.

رابطه نيرو هاي وارد بر پيچ اين هست:
Fb =Fi +Cp

C در اينجا به معناي ثابت اتصال هست.اين پابت هر چه كمتر باشه به پيچ نيروي كمتري اعمال ميشه.اين ثابت از رابطه اي بين ضرايب فنريت پيچ و واشر ها بدست مياد.از اينجا به اهميت وجود واشر پي ميبريم.
اما براي اينكه نيروي مجاز بر پيچ رو بدست بياريم لازمه كه يك ضريب اطمينان هم داشته باشيم.اين ضريب اطمينان در ثابت اتصال ضرب ميشه تا نهايتا در طراحي ها نيروي كمتري براي وارد شدن بر پيچ مورد نظر در نظر گرفته بشه.نيروي مجاز با Fpr نمايش داده ميشه.به اين حداكثر بار مجاز ٬ بار گواه گفته ميشه.

اما نكته فوق العاده مهمي كه از اين رابطه ها بدست مياد ٬‌ميزان نيروي وارده به پيچ در هنگام بستن اون هست.
تورك متر چيزيه كه كمتر در تعمير گاه ها استفاده ميشه و متاسفانه كمتر مكانيكي دانش و سواد استفاده از تورك متر رو داره.براي پي بردن به اهميت تورك متر ادامه بحث رو بخونين.

ببينيد ما دونوع اتصال پيچ و مهره داريم .يكي يكبار مصرف و ديگري چند بار مصرف.
اگر پيچ رو انقدر سفت كنيم كه تا به عدد Fpr0.9 برسه ٬ كشيدگي در پيچ به حدي خواهد بود كه اگر اين پيچ رو باز كنيم ديگه قابل استفاده نخواهد بود .البته ميزان كشيدگي در پيچ ممكنه به اندازه اي نباشه كه با چشم مسلح ديده بشه.حتي ممكنه بار ها وبار ها از اين پيچ استفاده بشه. ولي در شرايط سخت وبارگذاري شديد اين پيچ به هيچ عنوان قابل اعتماد نيست و احتمال شكستگي در اون بسيار زياد هست.

براي همين هم توصيه ميشه اگر قصد استفاده مجدد از پيچ رو داريد حداكثر تا Fpr 0.75 به اون نيرو وارد كنيد و بديهي هست كه استفاده از آچار تورك متر چقدر لازم و ضروري هست.

اين قضيه در پيچ هايي كه تحت نواسانات شديد دمايي هستن (مثل پيچ سر سيلندر ) ويا در تحت بار هاي متناوب هستن كه باعث بروز پديده خستگي ميشه ٬‌بيشتر و حساس تر هست.

تعریف پیچ:

یک میله ی استوانه ای فلزی یا غیر فلزی است که روی محیط آن دندانه ایجاد شده است.   

تعریف گام پیچ:

به فاصله ی دو نقطه ی مشابه ازدو دندانه مجاور گام پیچ گویند.

 

انواع پیچ:

1-پیچ متریک : زوایه ی دهانه ی آن 60 درجه می باشد

2- اینچی(ویتورت) : زوایه ی دهانه ی آن 55 درجه می باشد.

3- ذوزنقه Tr : زوایه ی دهانه ی آن 30 در جه می باشد و برای انتقال قدرت استفاده می شود.

جنس پیچ ها:

جنس پیچ ها بر حسب انواع استفاده ای است که از آن ها خواهیم داشت.

1- فولادی

2- مس - برنج

3- غیر فلزی

St60 یعنی یک میلیمتر مربع از این پیچ 60 کیلوگرم را تحمل می کند.

در موارد زیر از پرچکاری استفاده می شود:

1-نازک بودن ورق ها

2-دشوار بودن جوشکاری

3-تغییر شکل قطعات ورق بر اثر تنش حرارتی ناشی از جوشکاری

در جنس میخ پرچ ها از فلزاتی استفاده می شود که قابلیت فرم گرفتن داشته باشند.

مهمترین خطاهای پرچکاری :

1- بریدن میخ پرچ ها به علت عدم اندازه گیری دقیق و تطبیق نداشتن سوراخ ها

2- آب بندی نشدئن مخازن به علت فاصله ی بین ورق ها

3- لق شدن اتصالات در صورت محاسبه نشدن طول میخ پرچ و سالم نبودن ابزار

عکس هایی از شکست بتن و گسیختگی خمشی و عدم شکل پذیری خمشی

گسیختگی خمشی و عدم شکل پذیری خمشی :

گسیختگی های خمشی در ناحیه مفصل پلاستیک عمدتا در پایه پل ها با آرماتورهای طوای پیوسته رخ میدهد. بعضی گسیختگی ها به این علت است که هسته بتن بطور کافی با آرماتور عرضی محصور نشده تا به پایه اجازه رسیدن به جابجایی غیر الاستیک وارد شده توسط زلزله را بدهد.گسیختگی مفصل پلاستیک بوسیله ایجاد ترک های افقی ، فروریختن هسته بتن در فشار و شکست آرماتور عرضی و کمانش آرماتور طولی ایجاد میشود.به علت کمبود فشار دورگیر کافی در سطح پارگی ناحیه وصله آرماتور ،لغزش قبل از اینکه مقطع به ظرفیت خمشی نهایی برسد رخ میدهد.این مکانیزم لغزش در اثر وقوع ترک های عمودی ریز در هسته بتن فعال میشود. لغزش افزایش می یابد و با بزرگ شدن ترک های قائم و یکارچه شدن آنها پوشش بتنی در ناحیه وصله آرماتور تخریب میشود. کم شدن مقاومت خمشی معمولا برای تقاضای شکل پذیری در جابجایی کم رخ میدهد و حتی میتواند قبل از تسلیم آرماتور طولی پایه رخ دهد