شاه تیرها ( پلها):

شاه تیرها 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. شاه تیرهای 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 این مقاله 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 شاه تیرها : هرگاه در شاه تیرهای 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 (شاه تیرها ) 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.

اتصالات ساده تیر به ستون و شاه تیر:

این اتصالات بر دو نوع است:

1 ) اتصال با جفت نبشی جان : معمولا دو عدد نبشی را در کارخانه به جان تیر جوش می دهند . جوشهای بین نبشی و ستون یا شاه تیر را در کارگاه در روی کار انجام می دهند . معمولا نبشیهای اتصال را به اندازه 10 تا 12 میلیمتر از

انتهای جان تیر فاصله آزاد می گذارند تا اگر تیر در حدود رواداریهای مجاز بلند باشد ، بدون بریدن سر آن و تنها با جابه جا کردن نبشی آن را نصب کنند.

2 ) اتصال با نبشی نشیمن : این نوع اتصال را در عکس العملهای نسبتا کوچک تا حدود 15 تن به کار می برند . نبشی نشیمن عمل نصب و تنظیم تیر را آسان می کند. این نبشی را معمولا قبلا در کارخانه یا پای کار در ارتفاع لازم به ستون جوش می دهند و بعد تیر روی آن سوار و به آن جوش می شود . در این اتصال ، نبشی کمکی دیگری در بالای تیر نصب و جوش می شود که در محاسبه در مقابل عکس العملهای تکیه گاه به حساب نمی آید و عمل آن تنها ثابت کردن تیر در محل خود و تامین تکیه گاه عرضی و جلوگیری از غلتیدن آن است . سعی می شود که

اتصال با نبشی نشیمن تا حد امکان انعطاف پذیر باشد تا از آزادی دوران تیر در تکیه گاه جلوگیری نشود و در حقیقت ، اتصال ساده و مفصلی باشد تا در تکیه گاه ایجاد لنگر نکند . معمولا عرض نشیمن گاه نباید از 5/7 سانتیمتر کمتر باشد . در آیین نامهAISC عرض استاندارد را 10 سانتیمتر برای نشیمن انتخابکرده اند . برای این منظور نبشی فوقانی را با ابعاد ظریف و فقط دو لبه انتهایی بالها آن را (در امتداد عرض بال تیر ) جوش می دهند . لازم به ذکر است که وقتی عکس العمل زیادتر از حد تحمل نبشی گردد ، می توان از نبشی تقویت شده با مقطعT استفاده کرد . ضخامت صفحه نشیمن گاه در حدود ضخامت بال تیر انتخاب می شود . استفاده از صفحات تقویت کننده زیر یک نشیمن به صورت مستطیلی یا مثلثی استفاده می گردد.

اتصال چند پل در یک محل به ستون:

مواقعی که با توجه به پوشش سقف به نصب پل در دو جهت عمود بر هم در محل ستون می شود ، یک پل به بالهای ستون و پل دیگر به جان ستون متصل خواهد شد ؛ در نتیجه ، ستون از دو جهت تحت تاثیر بار قرار خواهد گرفت که باید با توجه به بار وارد شده و دهانه پل ، همچنین تعیین نوع گیرداری پلها در محل ستون اقدامات لازم برای اتصال صحیح و مطلوب به عمل آید.

اگر برخورد پل در خارج از ستون باشد ، باید آن ناحیه را از نظر نیروی خارج از مرکز ، همچنین نحوه اتصال صحیح و اصولی به ستون به دقت بررسی و کنترل کرد.

روش نصب پلها در طبقات : محل نصب پلها در اسکلت فلزی بسیار مهم است ، زیرا پلها تحمل کننده بار سقف از طریق تیرها هستند . با توجه به مقدار بار وارد شده و دهانه ، ارتفاع آنها مشخص می شود و معمولا از ضخامت سقف و ارتفاع تیرها بیشتر است ؛ بنابراین ، با توجه به نقشه های معماری و تقسیم فضاها ، پلها باید در جایی طراحی و نصب شوند که به علت ارتفاع زیاد ایجاد اشکال در کف نکنند و سعی شود به صورت آویز در سقف مشخص نباشد ، به این دلیل ، معمولا پلها در زیر دیوارهای جدا کننده بین فضاها مصب می شوند که علاوه بر بار وارد شده باید وزن دیوارهای جدا کننده بر روی آنها در محاسبه منظور شود.

روش اتصال پل به پل:

اتصال دو پل که دارای ارتفاع هستند ، به روش زبانه کردن آنها انجام می گیرد که این روش از نظر اتصالات بهتر است . در صورت امکان پل با دهانه بزرگتر در داخل پل با دهانه کوچکتر زبانه می شود . نصب ورق اتصال در جان و روی بال پل کوچکتر برای برش ضروری است . در این حالت ، به علت کوتاه بودن دهانه ، لنگر خمشی کمتری ایجاد شده در نتیجه ، نمره با سطح مقطع پلها کاهش می یابد

تیر پوشش:

نوع پوشش سقف در طبقات اسکلت فلزی با توجه به کاربرد ساختمان تعیین می شود که معمولا سقفهای بتن آرمه یا طاق ضربی مورد استفاده قرار می گیرند . معمولا تیرآهن پوشش از پروفیلهایIPE وINP استفاده می شود . فاصله تیرها بین 65/0 تا 10/1 متر و طول را حداکثر تا 5 متر در نظر می گیرند . البته خیز باید مورد توجه باشد.

اتصال تیر پوشش به پل به وسیله نبشی:

معمول در اتصال تیر پوشش به پل از حالت جوش و نبشی استفاده می شود . هر چه بتوانیم محل اتصال را تا حدودی گیردار به وجود آوریم ، لرزش در تیر پوشش کمتر خواهد بود و مساله خیز به نحو مطلوبتری حل خواهد شد ؛ البته اگر طبق محاسبات نحوه اتصال نیم گیردار انجام دهیم ، در مصرف پروفیل صرفه جویی خواهد شد.

مهار کردن تیرهای پوشش:

تیرهای پوشش را علاوه بر اتصال درست به تکیه گاه ، بایستی از نظر حرکات جانبی و پیچش ، کمانش قطری ، لهیدگی مورد کنترل قرار داد و آنها را مهار کرد . در اسکلت فلزی معمولا تیرهای پوشش را با گذاردن میلگرد ها بصورت ضربدری و جوش به بال تیر آهن و اتصال به قسمتهای پوشش تکیه گاه اسکلت را مهار کرده و بادبند افقی تشکیل می شود. در دهانه کناری از میلگرد های افقی که مانع رانش دهانه ابتدایی و انتهایی می شود، استفاده می کنند.

لقمه ها و پرکننده ها : طبق آیین نامه سازهای جوشی ، پرکننده (لقمه) با ضخامت6 میلیمتر و یا بیشتر باید به اندازه کافی از لبه های ورق وصله بیرون باشد تا به قطعه ای که به آن نصب می شود ف به حد کافی جوش داده شود . به طوری که بتواند نیروی ورق وصله را که به ورق پرکننده وارد می شود ، منتقل نماید . لبه های پرکننده هایی که ضخامت آنها از 6 میلیمتر کمتر است ، باید با لبه های ورق وصله هم باد باشند . در این حالت ، اندازه جوش باید مساوی مجموع اندازه جوش لازم برای حمل نیروی وصله به اضافه ضخامت ورق پرکننده در نظر گرفته شود.

روش اجرای طویل کردن تیرها:

ابتدا در محل مناسب دو تیرآهن در امتداد یکدیگر قرار داده می شوند . برای جوشکاری کامل بین دو تیرآهن در هر یک از پروفیلها درز با پخ مناسب ایجاد می شود ؛ سپس به جوشکاری با نفوذ لازم اقدام می گردد ؛ آن گاه سطح جوش را سنگ می زنند و بلافاصله با پلیت درز را می پوشانند و اطراف آن را جوش کامل می دهند . اندازه وصله اتصال و طول جوش لازم باید محاسبه شود. بهترین محل مناسب ورق برای طویل کردن ناحیه نقطه عطف لنگر خمشی و تلاش برشی است و باید از اتصال ورق در ناحیه برش ( نزدیک تکیه گاه ) و لنگر ماکزیمم(وسط دهانه ) پرهیز کرد . در صورت اجبار ، باید علاوه بر جان تیرآهن بالها را به نحوه مطلوب با ورق اتصال جوشکاری کرد.

چگونگی اتصال کنسولهای غیر ممتد:

در سیستم اسکلت فلزی ، پیش آمدگی ( کنسول) که در اصطلاح بالکن نامیده می شود ، به دو شیوه اجرا می گردد : یکی پیش آمدگی ممتد که پلها از ستون عبور می کنند و کنسول لازم به دست می آید ؛ دیگر اینکه کنسول به صورت غیر ممتد باسد ، اتصالات باید نسبت به طول کنسول و مقدار بار وارده طراحی شود و نحوه قرار گیری آن به ستون مد نظر باشد . چون کنسول در محل تکیه گاه ممان منفی دارد و باید آن را با گذاشتن ورق مطابق اتصالات صلب ، همچنین در صورت لزوم اضافه کردن لچکی به ورق بالا اتصال صحیح به ستون اجرا شود . کلیه ابعاد و اندازه اتصالات و تقویت کننده ها باید طبق محاسبه صورت گیرد.