صفحه اصلی / دوره های آموزشی / سازه های فولادی / جلسه نهم معرفی سازه های فولادی
تبلیغات شما
معرفی سازه های فولادی
علی رضایی
۱۳ مرداد, ۱۳۹۵ یک دیدگاه بگذارید 506 بازدید

جلسه نهم معرفی سازه های فولادی

جلسه نهم معرفی سازه های فولادی

معرفی سازه های فولادی

مصالح فلزی

فلزات ساختمانی اساساً به دو گروه آهنی و غیر آهنی تقسیم می شوند. آهن خالص در ساختمان مصرفی ندارد، ولی انواع فولاد و چدن که آلیاژهای آهن به حساب می آیند از پرمصرف ترین مصالح فلزی هستند. فولاد در    نیم رخ های گوناگون تولید شده و در ساختن اسکلت فلزی و به صورت میلگرد یا آرماتور در بتن آرمه به مصرف می رسد. مصرف چدن در لوله و اتصالات و قطعات درپوش و پله و مانند اینها است. از فلزات غیرآهنی عمده که در ساختمان بیشتر از آنها بهره گیری می شود میتوان آلومینیوم، مس، سرب، روی، قلع، نیکل و منیزیم را برشمرد. امروزه پس از فولاد، آلومینیوم و مس به ترتیب از پرمصرف ترین فلزات در ساختمان به شمار می آیند. از سایر فلزات مستقیماً و یا به صورت بخشی از آلیاژ دیگر فلزات بهره گیری می شود.

آلومینیوم خالص به علت نرمی و مقاومت کم در ساختمان مصرف نمی شود، بلکه از آلیاژهای آن به ویژه آنها که دارای منیزیم، منگنز و سیلیسیم می باشد استفاده می گردد. از مزایای آلومینیوم و آلیاژهای آن، سبکی وزن و زنگ نزن بودن است ولی در مقابل، ضریب ارتجاعی کم و در نتیجه تغییر شکل زیاد آنها زیر بار و حساسیت در برابر افزایش گرما و تغییر محسوس در خواص مکانیکی آنها در گرمای بیش از ۱۰۰درجه سلسیوس، مصرف سازهای این مصالح را محدود می سازد. گرچه روی سطح فلز آلومینیوم پس از گذشت زمان لایه نازکی از اکسید آلومینیوم یا آلومین تشکیل می شود و این اکسید فلز را از آسیب عوامل جوی حفظ می کند، ولی بهتر است ضخامت این لایه را به کمک جریان الکتریسته و قرار دادن آن در آند افزایش داد تا آسیبپ ذیری آن در برابر خراش و عوامل جوی کاهش یابد. این عمل را آندایز کردن آلومینیوم می نامند که به صورتهای ساده و رنگی انجام می شود. آلومینیوم در ساخت اسکلت سبک ساختمانها، ورق ساده یا موجدار پوشش شیروانی ها یا درزبندی و درزپوش، کارهای تزئینی و ساختن در و پنجره و نرده و مانند اینها مصرف می شود. از ورقهای نازک آلومینیوم برای پوشش عایق حرارتی و نم بندی آنها و بازتاب گرما بهره گیری می شود. از گرد آلومینیوم در ساختن رنگ آلومینیومی استفاده می شود.

از مس و آلیاژهای آن که انواع برنج و مفرغ است در آب بندی و درزبندی و کارهای زینتی و ساختن قطعات شیرآلات و یراق آلات و لوله سازی استفاده می شود.
بیشترین مصرف سرب در آب بندی کردن محل بند لوله های فاضلاب و همچنین پوشش دیوار محل کار با پرتوهای مجهول X Ray و رادیواکتیو می باشد.

روی برای پوشاندن ورق، لوله و سایر قطعات فولادی و نیز جلوگیری از زنگ زدن آنها مصرف می شود. این قبیل محصولات به آهن سفید یا فولاد گالوانیزه شهرت دارند. روی در ساختن انواع آلیاژها به ویژه برنج که آلیاژی از مس و روی است، نیز به مصرف می رسد.

قلع نیز به میزان کمتری از روی برای پوشش قطعات فولادی ساختمانی مصرف می شود. ورق فولادی قلع اندود را اصطلاحاً حلبی می نامند. قلع در تولید انواع آلیاژها به خصوص برنز یا مفرغ که آلیاژی از مس و قلع است، نیز مورد مصرف دارد.
از سرب، قلع، روی، مس و آلومینیوم به صورت ورقهای نازک در لایه میانی قشرهای عایق رطوبتی پیش ساخته نیز استفاده می شود.

 

انطباق با مشخصات و استانداردها

فولاد و سایر فلزات و آلیاژهای مصرفی در هر پروژه، باید از نظر فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی (مانند تاب کششی، فشاری، برشی، ازدیاد طول نسبی و غیره) با آنچه در نقشه ها، دستور کارها یا مشخصات فنی خصوصی، و دیگر مدارک پیمان ذکر شده است، منطبق باشد. نمونه فولاد مصرفی اعم از نیم رخ های مورد نیاز در اسکلت فلزی، میلگردهای بتن آرمه و سایر مصالح فلزی باید قبلاً به تصویب دستگاه نظارت برسد. ویژگی های فلزات و روش آزمایش آنها باید مطابق استانداردهای ایرانی تدوین شده تا تاریخ انعقاد پیمان یا استانداردهای ”سازمان بین المللی استاندارد “ISOیا یکی از استانداردهای معتبر بین المللی باشد، تعیین استاندارد و قبول آن به عهده دستگاه نظارت می باشد. انواع فولاد و دیگر فلزات باید براساس استاندارد مشخص، تولید شده و دارای برگ شناسایی کارخانه سازنده باشد، به کار بردن فلزات مستعمل به طور کلی ممنوع است، مگر در موارد خاصی که در نقشه ها و مشخصات اولیه، پیش بینی و بررسی شده باشد.

 

ویژگی ها و حداقل حدود قابل قبول

میلگردهای فولادی باید تمیز و عاری از پوسته های رنگ، روغن، گرد و خاک و هر نوع آلودگی دیگر باشند، زیرا این آلودگی ها سبب کاهش چسبندگی بین بتن و آرماتور می شود. استفاده از میلگردهای زنگ زده و پوسته پوسته شده مجاز نیست مگر این که با برس زدن یا ماسه پاشی کاملاً تمیز شوند. در این صورت چنانچه سطح مقطع آرماتور ضعیف شده باشد، سطح مقطع واقعی ضعیف شده، باید در محاسبات مورد استفاده قرار گیرد. مقطع آرماتور ساده معمولی باید دایره و یکنواخت بوده و در هیچ نقطه ای به واسطه عواملی مانند زنگ زدگی تضعیف نشده و ویژگی های مکانیکی آن مطابق مندرجات آیین نامه بتن ایران باشد.

گروه بندی انواع فولاد در آیی ننامه بتن ایران به شرح زیر است:
الف: به لحاظ روش تولید در انواع گرم نورد شده، اصلاح شده در حالت سرد و آبداده.
ب: از نظر شکل ظاهری در دو نوع ساده و آجدار

پ: از نظر جوش پذیری به انواع جوش پذیر، جوش پذیر مشروط و جوش ناپذیر. طبق تعریف فولاد جوش پذیر با تجهیزات و روشهای متداول، قابل جوشکاری است. فولاد جوش پذیر مشروط در شرایط معین و روش کار معلوم، قابل جوشکاری بوده و فولاد جوش ناپذیر با وسایل معمولی و متعارف، قابل جوشکاری نیست. جوشپذیری فولاد عمدتاً بستگی به روش تولید، ترکیب شیمیایی و قطر میلگرد دارد. فولادهای گرم نورد شده را با توجه به ترکیب شیمیایی، نوع جوشکاری و قطر میلگرد میتوان مطابق جدول ۲-۵-۳-۱زگروه بندی کرد. با افزایش قطر میلگردها، افزایش مقدار کربن C و کربن معادل Ceqفولاد، جوش پذیری میلگردها کاهش می یابد. کربن معادل براساس فرمول زیر تعیین میگردد:

 

1

در فرمول تعیین کربن معادل ، Cu, Ni, V, Mo, Cr, Mn, Cبه ترتیب درصد کربن، منگنز، کرم،
مولیبدن، وانادیوم، نیکل و مس می باشد.

2
ت: از نقطه نظر شکل پذیری در گونه های نرم، نیم سخت و سخت، منحنی تنش ـ تغییر شکل نسبی فولاد نرم با پله تسلیم مشهود، فولاد نیم سخت با پله تسلیم خیلی محدود و فولاد سخت بدون پله تسلیم است. به طور کلی شکل پذیری و سایر ویژگی های مکانیکی فولاد، تابعی از مقدار کربن آن است، میزان کربن در فولاد نرم از۰٫۰۹ % تا۰٫۲۵% ، در فولاد نیم سخت از ۰٫۲۵ % تا ۰٫۵۵% و در فولاد سخت از ۰٫۶% تا ۱٫۲% می باشد. زیاد شدن کربن سبب افزایش مقاومت فولاد و کاهش شکل پذیری آن می گردد. فولادهای نرم و نیم سخت در کارهای ساختمانی و سایر فولادها درصنعت به مصرف می رسند.

ث: طبقه بندی میلگردهای فولادی متداول بر مبنای مقاومت مشخصه آنها عبارتند از ۲۲۰ S ، ۳۰۰ S S400 و S500 که اعداد سمت راست معرف حداقل مقاومت مشخصه میلگرد بر حسب مگاپاسکال می باشد. مقاومت مشخصه فولاد بر مبنای مقدار تنش تسلیم آن تعیین می گردد و عبارتست از مقدار مقاومتی که حداکثر %۵از کلیه مقاومت های اندازه گیری شده برای حد پایین تسلیم (یا جاری شدن) فولاد مورد نظر ممکن است کمتر از آن باشند. در مواردی که تنش تسلیم فولاد به وضوح مشخص نباشد، مقدار آن، برابر تنش نظیر %۲/۰تغییر شکل نسبی ماندگار اختیار می شود. آزمایش کششی هر نمونه باید نشان دهد که روابط زیر برقرار هستند:

3
که در این روابط Fyمقاومت تسلیم مورد نظر میلگردهای فولادی، Fsمقاومت کششی میلگردهای فولادی و   حد الاستیسیته تعیین شده از آزمایش میلگردها است.

بر اساس مفاد آیین نامه بتن ایران از نمونه های میلگردهای فولادی باید آزمایش های کششی، تاشدگی به زاویه ۱۸۰درجه، خم کردن و باز کردن میلگرد، کشش پس از خم کردن و باز کردن، پیوستگی میلگرد با بتن، وصله های جوش شده میلگرد و خستگی میلگرد به عمل آید، آزمایش کششی برای کلیه میلگردها و آزمایش خم کردن و باز کردن خم برای میلگردهای سرد اصلاح شده الزامی است.

تعداد نمونه ها باید حداقل سه نمونه از هر ۵۰تن و کسر آن، از هر قطر و هر نوع فولاد باشد. در صورت موافقت دستگاه نظارت می توان از هر سه بندل پنج تنی یک نمونه انتخاب نمود.

شکل پذیری میلگرد بر مبنای آزمایش تاشدگی به زاویه ۱۸۰درجه یا خم کردن و باز کردن خم با استفاده از فلکه استاندارد تعیین می شود و وقتی قابل پذیرش است که در آزمایش کشش پس از خم کردن و باز کردن خم، ازدیاد طول نسبی گسیختگی از %۸روی ۱۰برابر قطر و از ۱۲% روی ۵ برابر قطر میلگرد کمتر نباشد.

مقاومت مشخصه فولاد هنگامی بر طبقه مورد نظر منطبق و قابل پذیرش می باشد که علاوه بر برقرار بودن رابطه ۱و شرایط مربوط به آن و مناسب بودن از نظر شکل پذیری، واجد یکی از شرایط زیر باشد:

  • از نتایج آزمایش های کششی ۵نمونه، هیچ کدام از نمونه ها دارای حد تسلیم کمتر از مقاومت
    مشخصه فولاد نباشد
  • در صورت برآورده نشدن شرط ۱ ، ۵ نمونه دیگر مورد آزمایش قرار گرفته و نتایج آزمایش ۱۰
    نمونه در رابطه زیر صادق باشد:

4

که در این رابطه fymمتوسط مقاومت ده نمونه و S10خطای کوادراتیک نسبی به شرح زیر می باشند:

5

در صورت برآورده نشدن هیچ کدام از دو شرط ۱ و ۲ مقاومت مشخصه فولاد از نظر انطباق با طبقه مورد نظر غیر قابل پذیرش می باشد. در صورت درخواست کارفرما که باید در مدارک پیمان تصریح شده باشد، میلگردها در کارخانه، قبل از تحویل مورد آزمایش قرار می گیرند. نمونه های آزمایشی، از محموله هایی که دارای قطر اسمی یکسان بوده، و وزن میلگردها از ۲۰تن بیشتر نباشد، برداشته می شوند. آزمایش پذیرش در کارخانه، در صورتی که مشخصات فولاد از طرف سازنده تعیین نشده باشد ، اجباری است.

آزمایش کنترل میلگردها پس از تحویل به کارگاه، اجباری است، فقط در حالتی که وزن کل میلگردهای مصرفی در یک کارگاه از ۵۰تن کمتر باشد، می توان به تشخیص و با موافقت دستگاه نظارت از انجام این آزمایش ها صرف نظر کرد.

میلگردهای موجود در بازار بسیار متنوع بوده و انواع رایج آنها در ایران به   AI، AII ، AIII و AIV
موسوم هستند که حدوداً به ترتیب معادل S400 S300S220  و . S500می باشند.
در جدول ۲-۵-۳-۱-۱- ب و ۲-۵-۳-۱-ب -۲- به ترتیب ویژگی های مکانیکی و ترکیب شیمیایی
میلگردهای ساده و آجدار گرم نورد شده کارخانه ذوب آهن اصفهان درج گردیده است.
مدول الاستیسیته برای کلیه میلگردهای مورد مصرف در بتن آرمه برابر ۲۰۰/۰۰۰مگاپاسکال
منظور می گردد. جوش پذیری میلگرد به روش تولید و ترکیب شیمیایی آن بستگی دارد. میلگردهای
گرم نورد شده با ترکیب شیمیایی متعارف دارای جوش پذیری مطلوب می باشند. میلگردهای سرد اصلاح شده و گرم عمل آمده در برابر گرمای جوشکاری بسیار حساس بوده و با روشهای معمولی جوش پذیر نیستند، وصله جوش این نوع میلگردها فقط با رعایت ضوابطی که به تفصیل در زیربند ۸-۲-۵-۳ آیین نامه بتن ایران آمده است مجاز می باشد.

6

7
دیدن سایر جلسات

تبلیغات شما

درباره ی علی رضایی

علی رضایی
علی رضایی هستم هدف من در راستای ایجاد این فضای آموزشی تبادل فکر، علم و فناوری است که جامعه مهندسی به شدت به آن نیازمند می باشد پس با تمام توان برای احیای این هدف می کوشم.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

})