فهرست

1. .

2. فهرست انواع مقاطع فولادی .............................................................................................. سازه های فولادی .................................................................................................... • مزایا و معایب.................................................................................................... • پی و فونداسیون ............................................................................................................................ • ستون .......................................................................................................................................... • تیر .............................................................................................................................................. • سقف ................................................................................................................ • بادبند ........................................................................................................................... • پله .............................................................................................................................................

3. انواع مقاطع فولادی

4. پروفیل های ساختمانی: • انواع پروفیل های ساختمانی • پروفیل های نورد گرم: از نورد گرم شمش فولادی ساخته می شود. • پروفیل نورد سرد: از شکل دادن ورق های فولادی از طریق خم کردن و پرس ایجاد می شود. • پروفیل های مرکب: از اتصال چند پروفیل گرم و سرد ایجاد می شود. از پروفیل های نورد سرد فقط در کارهای سبکساختمانی استفاده می شود.مانند: لاپه ها،ناودانی،تیرهای تکیه گاهی سقف کاذب و چارچوب درهای ساختمان.

5. پروفیل های گرم: میلگرد لوله قوطی (I شکل بال پهن ) لوله قوطی (I شکل معمولی) ناودانی سپری ورق تسمه

6. پروفیل های سرد : نبشی کلاهی (hat) ناودانی Zشکل

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

8. پروفیل های مرکب: دوبل I تقویت شده با ورق های متصل به بالها دوبل ناودانی IPEدوبل شده نبشی

9. دلایل استفاده از مقاطع مرکب به شرح زیر میباشد : 1- کافی نبودن 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 آهن آلات با هماهنگ سازی مقا طع 5- تدارکات مناسبتر وراحتر در هماهنگ سازی مقاطع

10. مزایای ساختمان فلزی: مقاومت زیاد : مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است ، به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع ، ساختمانهائی که بر زمینهای سست قرار میگیرند ، حائز اهمیت فراوان میباشد . خواص یکنواخت : فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه میشود ، به یکنواخت بودن خواص آن میتوان اطمینان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجی تحت تاثیر قرار نمی گیرد ، اطمینان در یکنواختی خواص مصالح در انتخاب ضریب اطمینان کوچک مؤثر است که خود صرفه جویی در مصرف مصالح را باعث میشود .

11. دوام : دوام فولاد بسیار خوب است. ساختمانهای فلزی که در نگهداری آنها دقت گردد ، برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود. خواص ارتجاعی : خواص مفروض ارتجاعی فولاد با تقریب بسیار خوبی مصداق عملی دارد . فولاد تا تنشهای بزرگی از قانون هوک بخوبی پیروی مینماید . مثلآ ممان اینرسی یک مقطع فولادی را میتوان با اطمینان در محاسبه وارد نمود . حال اینکه در مورد مقطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشد . و ...

12. معایب سازه های فلزی :

14. سازه های فولادی

15. اجزا سازه فولادی : • فونداسیون • ستون • تیر • سقف

16. پی کنی و پی ریزی: شرایط پی کنی و پی ریزی همانند ساختمان بنایی است با این تفاوت که در ساختمان اسکلتی دیگر کلاف بندی نداریم و پی نواری زیر دیوار باربر دیگر اجرا نمی شود وتمام اعضای باربر کناری و داخلی را ستونهای فلزی تشکیل می دهند . عکس

17. انواع فنداسیون برای ساختمان اسکلتی • فنداسیون منفرد یا تک • فنداسیون نواری • فنداسیون رادیه (گسترده) عکس

18. با توجه به کاربری ساختمان ، بارهای وارده و مکانیک خاک واینکه ساختمان در منطقه زلزله خیز قرار دارد یا نه عرض و ارتفاع و طول پی زیر هر ستون مشخص می شود که یک مکعب است و این پی ها توسط کلافهای افقی که معمولاً از مقطع کوچکتری برخودارند به هم وصل می شوند تا پی ساختمان پیوسته عمل کند و بعد عملیات آرماتور بندی و مش بندی طبق آنچه در ساختمان بنایی تو ضیح داده شد انجام می پذیرد .

19. فنداسیون نواریفنداسیون نواری دو طرفه و نواری یک طرفه است که بر حسب موقعیت جغرافیایی منطقه و زلزله خیز بودن منطقه و بارهای وارده در روی فنداسیون از نوع یک طرفه یا دو طرفه استفاده می شود که نوع دو طرفه یا مشبک نسبت به نوع یک طرفه قوی تر است .

20. فنداسیون منفرددر اینجا چیزی به نام شناژ نداریم و عرض و ارتفاع مقطع چه زیر بتن و چه در قسمتهای دیگر یکسان است ولی در نوع یک طرفه ، همانطور که از اسمش پیدا است در یک جهت پی منفرد ولی در جهت نواری است .

21. فنداسیون رادیه ( گسترده )در برخی موارد بر اساس بارهای وارده و اینکه منطقه زلزله خیز و یا خاک مقاومت کافی ندارد عرض پی های نواری دو طرفه یا مشبک به قدری بزرگ می شود که مجبور هستی کل کف ساختمان آرماتور بندی وبتون ریزی کنیم که به آن پی رادیه یا گسترده گفته می شود . ودر مناطق ما برای ساختمانهای بزرگ از این نوع پی استفاده می شود .

22. نصب بیس پلیتها با توجه به آکس بندی که درپلان فنداسیون صورت پذیرفته ودر آن که ارتفاع داده شده است در چندین نقطه از پی ساختمان میگردهایی را می کارد و توسط شیلنگ تراز به ارتفاع داده شده در پلان فنداسیون که معمولاً آن را با (۰ ۰ .۰ ± ) نمایش می دهند علامت ها ی را می زنند که ارتفاع( ۰ .۰ ± ) یا از زمین کناری بلند تر است در آن صورت ارتفاع مربوط به زمین با علامت منفی نوشته شده و یا پایین تر از زمین کناری است .که درآن صورت با علامت مثبت نوشته می شود.

23. پس ازآن که علامت گذاری تمام شد بر طبق آکسی در نقشه آورده شده ریسمانی در یک آکس طولی و یک آکس عرض می بندند به طوری در محل قرار گیری بیس پلیتها دو ریسمان کاملاً بر هم عمود باشند که محل برخورد دو ریسمان وسط بیس پلیت خواهد بود و ریسمانها در اینجا نقش تراز را هم بازی می کنند چون دو طرف ریسمان به یک تراز بسته شده است با کار تمام بیس پلیتهای یک آکس کاملاً به موازات هم و در تر از یکدیگر قرار می گیرند زیرا اگر بیس پلیتها در یک تراز نباشند به همان ترتیب سقف ساختمان نیز تراز نخواهد بود و این یک ایراد بزرگ برای ساختمان به شمار می رود .

24. بعد از عملیات بتن ریزی بیس پلیتها مجدداً باز و دوباره ملات نرمه زیر آن می ریزند و توسط پیچها تراز می کنند یعنی عملیات هواگیری انجام می دهند چون احتمال دارد هنگام بتن ریزی بتن کاملاً زیر پلیت را پر نکرده باشد .(گروت) عکس

25. ستونها

26. ستون : ستون عضوی است كه معمولا به صورت عمودی در ساختمان نصب می شود و یارهای كف ناشی از طبقات به وسیله تیر و شاهتیر به آن منتقل می گردد و سپس به به زمین انتقال می یابد. 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. 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: • اتصال دو پروفیل به یکدیگر به طریقه دوبله کردن. • اتصال دو پروفیل با یک ورق سراسری روی بال ها. • اتصال در پروفیل با بست های فلزی (تسمه)

27. شیوه ساخت اتصال دو پروفیل به یکدیگر به طریقه دوبله کردن : 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 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.

28. روش ساخت اتصال دو پروفیل با یک ورق سراسری روی بال ها : 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.

29. روش ساخت اتصال در پروفیل با بست های فلزی (تسمه): 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 متصلمی کند، البته بستهای چپ و راست که شکل های مثلثی را به وجود می آورند، دارای مقاومت بهتری نسبت به قیدهای موازی می باشند .

30. 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.

31. 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 .

32. 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 . عکس

33. نصب ستونها باتوجه به ارتفاع فاصله دو ارتفاع و فاصله دو پروفیل که در یک ستون شرکت دارند آنها قبلاً به ارتفاع مورد نظر بریده شده و روی پروفیل قرار داده می شوند واین پروفیلها عمود بر هم هستند تا پروفیل ستون که جوشکاری می شود از زمین فاصله داشته باشد و را حتر بتوان آن برگرداند تا دو طرف آن جوشکاری شود.بعد از اینکه دو پروفیل مورد نظر در محل قرار گرفت با توجه به اینکه چه پلیتهایی روی آن جوشکاری شود که معمولاً در طبقات پائین برای ساختمان چند طبقه از پلیت سرتاسری استفاده می شود .

34. عملیات جوشکاری انجام می گیرد، و پلیتها به اندازه ها و ارتفاع مورد نظر و در فواصل مشخص شده در نقشه جوشکاری می شوند که در محل اتصال سقف از پلیتهای بزرگتری استفاده می شود و اگر در محل اتصال سقف بادبند نیز اتصال داده شود از پلیتهای بزرگتر نسبت به پلیتهای سقف استفاده می شود که همه در نمای تیپ بندی ستون در نقشه داده شده است . به مثال اگر برای سقف از pl۶۰*۲۳*۱ استفاده کنیم برای بادبندی از pl۱۲۰*۲۳*۱(b.r) استفاده می کنیم .

35. بعد از اینکه ستونها آماده شدن روی بیس پلیتها نبشی هایی را در یک جهت که باهم ریسمان هستند جوش می دهند و محل قرار گیری ستون را مشخص می کند بعد هم توسط جرثقیل ستونها روی بیس پلیت قرار داده شده و به نبشی ها تکیه داده می شوند و در واقع کار نبشی ها این است که نگذارد ستونها تکان بخورد سپس ستونها را از چهار طرف جوشکاری می کنند و شاغول می نماید بدین تزتیب ستونها جهت اتصال تیرها آماده می شود .

36. نحوه طویل كردن ستونها : ابتدا سطح تماس دو ستون را به خوبی گونیا می كنند و با سنگ زدن صاف می نمایند تا كاملا در تماس با یكدیگر یا صفحه وصله قرار گیرد . در صورتی كه پروفیل دو ستون یكسان نباسد ، باید اختلاف دو نمره ستون را با گذاردن صفحات لقمه (هم سو كننده) بر ستون فوقانی را پر نمود ؛ سپس صفحه وصله را نصب كرد و جوش لازم لازم را انجام داد . اگر ابعاد مقطع دو نیمرخ كه به یكدیگر متصل می شوند ، تفاوت زیاد داشته باشند ، به طوری كه قسمت بزرگی از سطح آن دو در تماس با یكدیگر قرار نگیرد ، در این صورت باید یك صفحه تقسیم فشار افقی بین دو نیمرخ به كار برد . این صفحه معمولا باید ضخیم انتخاب شود تا بتواند بدون تغییر شكل زیاد ، عمل تقسیم فشار را انجام دهد. كلیه ابعاد و ضخامت صفحه و مقدار جوش لازم را باید طبق محاسبه و بر اساس نقشه های اجرایی انجام داد.

37. اتصال چند پل در يك محل به ستون :  مواقعي كه با توجه به پوشش سقف به نصب پل در دو جهت عمود بر هم در محل ستون مي شود ، يك پل به بالهاي ستون و پل ديگر به جان ستون متصل خواهد شد ؛ در نتيجه ، ستون از دو جهت تحت تاثير بار قرار خواهد گرفت كه بايد با توجه به بار وارد شده دهانه پل ، همچنين تعيين نوع گيرداري پلها در محل ستون اقدامات لازم براي اتصال صحيح و مطلوب به عمل آيد . اگر برخورد پل در خارج از ستون باشد ، بايد آن ناحيه را از نظر نيروي خارج از مركز ، همچنين نحوه اتصال صحيح و اصولي به ستون به دقت بررسي و كنترول كرد.

38. ستونها با مقاطع دایره ای : معمولا مقاطع لوله ای (دایره ای ) از قطر 2 تا 12 اینچ برای ستونها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. مقطع لوله در مواقعی كه بوسیله اتصال جوش باشد ، آسانتر به كار می رود . كاربرد لوله بیشتر در پایه های بعضی منابع هوایی ، دكلهای مختلف و خرپاهای سبك است . این مقطعها به طور كلی مقاومترند ، برای اینكه ممان انرسی انها در تمام جهات یكسان است . با تغییر ضخامت مقاطع لوله ای می توان اینرسی های مختلف را به دست آورد.

40. تیرها

44. روش اجراي طويل كردن تيرها :  ابتدا در محل مناسب دو تيرآهن  در امتداد يكديگر قرار داده مي شوند . براي جوشكاري كامل بين دو تيرآهن در هر يك از پروفيلها درز با پخ مناسب ايجاد مي شود ؛ سپس به جوشكاري با نفوذ لازم اقدام مي گردد ؛ آن گاه سطح جوش را سنگ مي زنند و بلافاصله با پليت درز را مي پوشانند و اطراف آن را جوش كامل مي دهند . اندازه وصله اتصال و طول جوش لازم بايد محاسبه شود . بهترين محل مناسب ورق براي طويل كردن ناحيه نقطه عطف لنگر خمشي و تلاش برشي است و بايد از اتصال ورق در ناحيه برش ( نزديك تكيه گاه ) و لنگر ماكزيمم (وسط دهانه ) پرهيز كرد . در صورت اجبار ، بايد علاوه بر جان تيرآهن بالها را به نحوه مطلوب با ورق اتصال جوشكاري كرد .

45. 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 شبثه است ؛ به همین سبب به اینگونه تیرها لانه زنبوری می گویند.

46. 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.

47. 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.

48. 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 .

49. . برای ساختن تیر لانه زنبوری دو شیوه موجود است : الف ) شیوه برش پانیر ب) شیوه برش لتیسکا عکس عکس

50. 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.