ساختمان فلزی

0
ساختمان فلزیReviewed by پرشین مقاله on Jul 31Rating: ۴.۵ساختمان فلزی ساختمان فلزی مشتمل به۱۰۵صفحه می باشد. برای خرید مقاله ساختمان فلزی اقدام نمایید.
سفارش تحقیق
http://telegram.me/pmaghale

گسترۀ وسیعی از آلیاژهای فلزات آهنی و غیر آهنی در ساختمانها کاربرد دارند, ولی آهن,فولاد,آلومینیوم, مس,سرب و روی غالب تر هستند. رویکرد ئنوین در عرصۀ ساخت و ساز به سمت تولید آلیاژهای بادوام تر و استفاده از روکشهایی برای ایجاد محافظت و گوناگونی ظاهری در انواع محصولات است.

مطلب ساختمان فلزی  مشتمل۱۰۵صفحه است، برای دیدن فهرست مطالب مقاله و جزئیات آن به اطلاعات اضافی زیر مراجعه فرمایید.

فهرست مطالب

مقدمه. ۷

فلزات آهنی : ۷

متالوژی آهن و فولاد : ۸

میزان کربن در فلزات آهنی : ۱۰

فولاد : ۱۲

خواص فولاد: ۱۴

تآثیر ناخالصی ها در کیفیت فولاد: ۱۵

عملیات گرمایی بر روی فولاد : ۱۵

تولید قطعات فلزی : ۱۶

فولادهای سازه ای: ۱۹

مقاطع توخالی: ۱۹

خم کردن مقاطع سازه ای: ۲۰

محافظت های کاربردی برای فولاد: ۲۱

ورقهای فولادی نیم رخ دار و کابل های فولادی : ۲۴

انواع اتصالات فولادی: ۲۵

اجرای اتصالات به کمک جوش کاری: ۲۷

آلیاژهای آهنی: ۳۰

فولادهای پوشش دار: ۳۲

فولاد. ۵۵

کاربرد انواع مختلف فولاد. ۵۵

ناخالصی‌های آهن و تولید فولاد. ۵۵

کوره تولید فولاد و جدا کردن ناخالصی‌ها ۵۵

روش دیگر جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن.. ۵۶

تبدیل آهن به فولاد آلیاژی.. ۵۶

تعریف فولاد: ۵۷

تاریخچه مصرف فولاد در بتن: ۵۷

علل مصرف فولاد در بتن: ۵۷

انواع فولادهای مصرفی در بتن: ۵۷

فرمهای رایج کاربرد میلگرد در بتن: ۵۸

قطر ومشخصات میلگرد: ۵۸

تعریف ساختمانهای اسکلت فلزی: ۵۹

مزایا و معایب ساختمانهای فلزی.. ۵۹

مزایای ساختمان فلزی: ۶۰

معایب ساختمانهای فلزی: ۶۱

مزایای سازه های فلزی: ۶۲

کنترل جوش… ۶۴

قسمتهای مختلف ساختمان اسکلت فلزی.. ۷۵

انواع فنداسیون برای ساختمان اسکلت فلزی.. ۷۶

نصب بیس پلیتها ۷۶

فنداسیون نواری.. ۷۷

فنداسیون منفرد. ۷۷

فنداسیون رادیه ( گسترده ) ۷۷

نصب ستونها ۷۷

انواع بادبند و نحوه اتصال آن. ۷۸

اجرای سقف ساختمان اسکلت فلزی.. ۷۹

معرفی نیم‌رخها: ۷۹

نیم‌رخ  IPE : 79

نیم‌رخ نبشی : ۸۰

نیم‌رخهای مرکب : ۸۰

اتصالات : ۸۰

اتصال به وسیله جوشکاری: ۸۰

جوشکاری : ۸۱

انواع حالتهای جوشکاری: ۸۳

انواع جوشها: ۸۳

تعریف الکترود: ۸۵

وظایف روکش: ۸۵

اثر روکش در نفوذ و شکل ظاهر گرده جوش: ۸۵

برپاسازی اسکلت: ۸۶

شاقول کردن ستونها: ۸۶

صفحه زیر ستون Base plate یا میلگردهای ریشه  Bolt : 87

روشهای نصب Bolt   وBase plat   : ۸۷

روش اول : ۸۷

روش دوم : ۸۸

روش سوم : ۸۸

ساخت ستون فلزی : ۸۸

در موقع ستون سازی به دو علت ممکن است در ستونها انحنا ایجاد شود : ۸۹

برای  جلوگیری از پیچیدگی و انحناء در ستونها بهتر است به شرح زیر عمل کنیم : ۸۹

جوشکاری قطعات سازه فلزی : ۹۰

اتصال ستون به صفحه زیر ستون : ۹۰

اجرای دیوار برشی در قابهای سازه. ۹۵

اتصالات: ۹۹

انواع اتصال : ۹۹

انواع اتصالات جوشی : ۹۹

اتصالات به کار رفته در پروژه: ۹۹

۱)اتصال ستون به کف ستون: ۹۹

۲)اتصال انتقال دهنده ی لنگر (اتصال لنگر گیر): ۱۰۰

۳)اتصال تیر به ستون: ۱۰۰

چگونه ی اتصال کنسول با دستک: ۱۰۱

اتصال دو تیر به وسیله ی نبشی: ۱۰۲

وصله ی اعضای فشاری: ۱۰۳

اجرای شمع زیر دیوار برشی: ۱۰۳

پی کنی و گود برداری : ۱۰۴

شمع کوبی (pier ) : 105

آرماتوربندی پی : ۱۰۵

قالب بندی پی: ۱۰۶

منابع: ۱۰۶

خلاصه ای کوتاه از مقاله ساختمان فلزی را در زیر می توانید ببینید.

مقدمه

گسترۀ وسیعی از آلیاژهای فلزات آهنی و غیر آهنی در ساختمانها کاربرد دارند, ولی آهن,فولاد,آلومینیوم, مس,سرب و روی غالب تر هستند. رویکرد ئنوین در عرصۀ ساخت و ساز به سمت تولید آلیاژهای بادوام تر و استفاده از روکشهایی برای ایجاد محافظت و گوناگونی ظاهری در انواع محصولات است.

فلزات آهنی :

بشر از دیر باز با آهن و فولاد و چدن که امروزه به عنوان پر مصرف ترین فلزات جهان می باشند,  آشنا بوده است. استفاده از آلیاژهای اهن در بنا حتی در میزان بسیار اندک و محدود در ابنیۀ اعصار گذشته کمتر به چشم می خورد.اما تنها از اوائل قرن هیجدهم با پیشرفت صنعت, استفاده از این فلز رو به فزونی گذاشته است. از این طریق ایده های نو و پدیده های بدیع وارد صنعت ساختمانی گردید.

متالوژی آهن و فولاد :

روند متالوژی برای تولید محصول فلزی با شکل و خاصیت مورد نظر به کاربرده می شود. تولید چدن اولین قدم در تبدیل سنگ آهن که مخلوطی از اکسیدهای آهنی و نمکهای معدنی و مخلوطی از ۵سیلیس,آلومین,سنگ آهک وسایر اجزای است, می باشد.

میزان کربن در فلزات آهنی :

مقدار کربن که با آهن آلیاژ شده به خاطر اثر مخصوصش بر ساختار بلوری میکروسکوپی تآثیری مشخص بر خواص فیزیکی فلز می گذارد.برخی از اشکال کریستالی کربن و آهن که با نسبت آهن و کربن بستگی دارند,مثل: فریت, پرلیت و سمانتیت در دمای معمولی پایدار هستند, اما با افزایش دما , اشکال کریستالی فوق ناپایدار می شوند و در شکل گیری مجدد,کریستال ارسنیت را پدید می آورند

خواص فولاد:

  • وزن مخصوص فولاد۸۵/۷ تن در متر مکعب است. مقاطع مختلف فولاد بر حسب متر و یا متر مربع جدول بندی شده اند و در محاسبات از این گونه جداول که سایر خصوصیات مکانیکی قطعه در آنها جای گرفته, استفاده می شود.
  • تاب کششی و یا مقاومت ارتجاعی فولادها متفاوت است. بر اساس نوع مصرف, فولادهای گوناگونی تهیه می شود که آنها را نام گذاری متفاوتی نیز کرده اند. اکنون ساخت فولادهای ۳۳,۳۷,۴۵,۵۰,۵۲ برابر استاندارد آلمان در کارخانه های ذوب آهن متداول است. که به ترتیب مشخص کنندۀ تاب کششی ۳۳۰,۳۷۰,۴۵۰,۵۰۰,۵۲۰نیوتن در هر میلیمتر مربع می باشد.
  • تاب فشاری, برشی,خمشی,ضربه ای, سختی و شکنندگی فولادها بر حسب آلیاژ آنها متغیر است.

تولید قطعات فلزی :

  • ریخته گری: اجزای لزی ممکن است به وسیلۀ ریختن فولاد و یا آهن مذاب در قالب مخصوص که به ریخته گری موسوم است تولید گردند. این روش برای اجسام جسیم که ممکن است تا ده ها تن وزن داشته باشند نیز به کار می رود. قطعه بدست آمده پس از ریخته گری ماشین کاری و برای مصرف مورد نظر آماده می شود.(

مقاطع توخالی:

مقاطع تو خالی لوله ای, مربعی یتا مستطیلی معمولاً از ورق ساخته می شوند که به تناوب خم می شود تا کاملاً بسته شوند, آنگاه آنها را از یک مدار الکتریکی با فرکانس بالا , عبور می دهند تا لبه های آن را تا نقطه ذوب گرم کنند, سپس لبه ها را هم تحت فشار قرار می دهند تا مقطع لوله ای کامل شود, برآمدگی اضافی را از سطح قطعه پاک می کنند و مقطع تو خالی را تا دمای ۹۵۰-۸۵۰ درجۀ سانتی گراد گرم می کنند و با نورد گرم به مقاطع مورد نظر تبدیل می کنند.

خم کردن مقاطع سازه ای:

تیرهای زنبوری, نورد شده, توخالی و قسمتهای دیگر را می توان توسط کارگاه های متخصص به شکل های خمیده در آرود. کوچکترین شعاع ممکن به خصوصیات متالوژی , ضخامت و مقطع قطعه بستگی دارد, عموماً قطعاتی را که مقطع کوچکتری می توان خم کرد, هرچند برای یک اندازه مشخص مقطع, آنکه سطح مقطعش  لبه های ضخیم تر دارد به شعاعهای کوچکتری در می آید, معمولاً قطعات توپر را می توان تا شعاعهای کوچکتر یخم کرد.

محافظت های کاربردی برای فولاد:

  • پوشش های اسفنجی: پوشش های نازکی از مادۀ اسفنجی می توانند تا ۱۲۰ دقیقه در برابر آتش مقاومت کنند و تآثیر زیادی بر خواص زیبا شناسی فولاد برهنه نمی گذارند. رنگ های مختلف این نوع پوشش برای استفاده با اسپری, برس یا غلتک رنگ وجود دارد.

انواع اتصالات فولادی:

اتصالات خشک: در این روشها با اضافه نمودن قطعۀ جدیدی اقدام به به بستن دو قطعه در جوار یکدیگر می نمایند. در اتصالات خشک چند طریقه زیر وجود دارد که در هیچ کدام احتیاج به ذوب کردن خود قطعۀ فولادی نیست.

اجرای اتصالات به کمک جوش کاری:

به منظور اتصال قطعات فولادی به یکدیگر به روش جوشکاری در ساختمان معمولاً از روش قوس الکتریکی استفاده می شود. در این روش به کمک ایجاد قوس الکتریکی بین میله ای فولادی و روکش شده با قطعات فولادی و همچنین میلۀ فولادی می گردد. پس از خشک شدن حوضچۀ فولاد مذاب قطعات به یکدیگر متصل می گردند.

مصارف مس در ساختمان:

مس برای لوله کشی آب گرم و سرد, مخازن آب گرم, پوشش بام, آب بندی و همچنین به عنوان هادی الکتریسیته کاربرد دارد. مس جزء اصلی در ساخت« برنج, برنز و مفرغ » است. مقدار اندکی از مس به فلزات دیگر برای اهداف مختلف مثل افزایش مقاومت در برابر پوسیدگی در فولاد سازه ای, سهولت کار با چدن و افزایش مقاومت در آلومینیوم اضافه می شود.

روش دیگر جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن

در روش دیگری که از همین اصول شیمیایی برای جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن استفاده می‌شود، آهن مذاب را همراه آهن قراضه و کمک ذوب در کوره‌ای بشکه مانند که گنجایش ۳۰۰ تن بار را دارد، می‌ریزند. جریان شدیدی از اکسیژن خالص را با سرعت مافوق صوت بر سطح فلز مذاب هدایت می‌کنند و با کج کردن و چرخاندن بشکه، همواره سطح تازه‌ای از فلز مذاب را در معرض اکسیژن قرار می‌دهند.

تبدیل آهن به فولاد آلیاژی

آهن مذاب تصفیه شده را با افزودن مقدار معین کربن و فلزهای آلیاژ دهنده مثل وانادیم، کروم، تیتانیم، منگنز و نیکل به فولاد تبدیل می‌کنند. فولادهای ویژه ممکن است مولیبدن، تنگستن یا فلزهای دیگر داشته باشند. این نوع فولادها برای مصارف خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فرمهای رایج کاربرد میلگرد در بتن:

-میلگرد طولی: برای افزایش مقاومت کششی بتن به کار برده می شود.

-خاموت ها: برای جلو گیری از بیرون زدگی آرماتورهای طولی در اثر کمانش وتحمل نیروهای برشی وجلوگیری از گسترش ترک می باشد.

تعریف ساختمانهای اسکلت فلزی:

ساختمانهای با اسکلت فلزی به ساختمانهایی اطلاق می شود که اجزای اصلی بار بر آن از فولاد تشکیل شده باشد. این اجزا شامل:ستونها، تیرهای حمال(شاه تیرها وپلهای اصلی)،تیرهای فرعی، باد بندها وپله ها است که با روشهای مختلف  اتصال (مفصلی ساده،نیمه گیر دار و گیر دار) توسط پرچ،پیچ،جوش متصل می شوند و کلیه بارهای اتصال شده شامل بارهای زنده، مرده و نیروهای جانبی(باد وزلزله) توسط ستونهای فلزی به فونداسیون متصل میشود در این نوع ساختمانها تیرهای فرعی بار سقف را به تیرهای حمال یا باربر می دهند و تیر های حمال بار تیرهای فرعی واضافی (دیوارجدا کننده، دست اندازو…..)

اتصال به وسیله جوشکاری:

الف : الکترودهای جوشکاری چه از نوع فولاد نرم و چه از نوع فولاد سخت باید عاری از عیوب ظاهری باشند به نوعی که پوشش آنها نباید به علت رطوبت یا ضربه لطمه دیده باشد. سیم جوشکاری نیز باید دارای سطحی عاری از روغن و زنگ‌زدگی باشد از نوع فولاد سیم نیز باید اطمینان حاصل نمود.

اثر روکش در نفوذ و شکل ظاهر گرده جوش:

روکش می تواند در نفوذ و ظاهر خطوط گرده جوش اثر داشته باشد، اگر مفتول زودتر از روکش ذوب شود ممکن است نفوذ عمیق تر گردد، در این صورت یک محفظه احتراق کوچک که می تواند مانند احتراق یک راکت عمل کند در انتهای الکترود بوجود می آید و فلز مذاب و گازها با سرعت و نیروی زیاد به خارج پرتاب می گردد، اپر این پدیده را می توان در سطح حوضچه مذاب مشاهده نمود.

برپاسازی اسکلت:

این عملیات معمولاً تا زمان اتمام بتن‌ریزی فونداسیونها و بازرسی آنها آغاز نمی‌شود. زیرا برای استقرار قطعات فولادی میدان عمل نیاز است به همین جهت محل ساختمان باید خالی باشد. برپا نمودن اسکلت توسط جرثقیل انجام می‌شود به این ترتیب که ابتدا ستونهای ساختمان علم می‌شوند و این کار مستلزم این است که در هنگان برپا نمودن ستونها باد نوزد زیرا در صورت وزش باد ستوها به این طرف و آن طرف بازی می‌کنند.

صفحه زیر ستون Base plate یا میلگردهای ریشه  Bolt :

چنانچه پی ریخته شده جهت ستون فلزی باشد برای آنکه فشار وارده از ستون در سطح پی تقسیم شود،با توجه به اینکه ستون فلزی به علت مقاومت بسیار زیاد تنش های بزرگی را تحمل میکند و بتن قابلیت تحمل این تنش ها را ندارد، زیر ستون روی پی ، صفحه ای فلزی که ابعاد آن با محاسبه تعیین میشود قرار میدهند.که به آن بیس پلیت ( (Base Plateمیگویند

ساخت ستون فلزی :

برای ساخت ستون از پروفیلهای مختلف استفاده میشود،مانند دو عدد پروفیل معمولی I شکل  یا یک عدد تیر آهن بال پهن یا دو عدد ناودانی و …… در ایران معمولا از دو عدد تیر آهن I شکلبرای ساخت ستون استفاده می شود،در مواردی که بار ستون زیاد است میتوان از سه عدد تیر آهن I شکل که به اشکال مختلف به همدیگر متصل مشوند استفاده نمود و در طبقات بالاتر که بار ستونها کاهش می یابد می توان از ادامه یکی از آهنهای I  شکل خودداری کرد.

برای جلوگیری از پیچیدگی و انحناء در ستونها بهتر است به شرح زیر عمل کنیم :

ابتدا تیر آهن ها را از لحاظ شماره انتخاب نموده و آنها را به طول معین که در نقشه های محاسباتی قید گردیده برش میدهیم ، آنگاه زیر دو سر و کمر ستون ، تیر آهن هایی قرار داده و ستون را روی این تیرآهنهای افقی که بصورت تراز روی زمین قرار داده ایم می خوابانیم که به این  آهن ها تیر آهن زیر سری میگویند.

جوشکاری قطعات سازه فلزی :

متداولترین وسیله اتصال دهنده قطعات فلزی به یکدیگر در ایران جوشکاری است که معمولا از دستگاه های جوش برقی استفاده میشود. این دستگاه ممکن است مستقیما با برق شهر کار کند و یا خود بوسیله  موتوری تولید برق کند و عمل جوشکاری را انجام دهد که به آن دستگاه جوش سیار گفته میشود . برای جوشکاری در سازه های فلزی دستگاهی که مستقیما به برق شهر وصل میشود،به هیچ وجه توصیه نمیشود و بهتر است از دستگاه های جوش سیار استفاده شود چون دارای کیفیت جوش بسیار بهتری است.

اجرای دیوار برشی در قابهای سازه

با نیروهای جانبی مؤثر بر یک سازه ( در اثر باد یا زلزله ) به طرق مختلف مقابله می شود که اثر زلزله بر ساختمانها از سایر اثرات وارد بر آنها کاملا متفاوت می باشد . ویژگی اثر زلزله در این است که نیروهای ناشی از آن به مراتب شدیدتر و پیچیده تر از سایر نیروهای مؤثر می باشند . عناصر مقاوم در مقابل نیروهای فوق شامل قاب خمشی ، دیوار برشی و یا ترکیبی از آن دو می باشند .

اجرای شمع زیر دیوار برشی:

برای اینکه دیوار برشی به طور کامل وظیفه خود را انجام دهد و کار صلب کردن ساختمان را در برابر بار های جانبی داشته باشد در این پروژه اقدام به حفر گمانه در زیر پی دیوار برشی و ساخت شمع برای اتصال بهتر شد.که در ابتدا شروع به حفر گمانه کرده که ۶متر بود  و در انتها به صورت خزینه  کار حفاری را تمام  کرده و به وسیله میلگردهایی که قبلا محاسبه شده بود

پی کنی و گود برداری :

در این مرحله عملیات  خاکی بسته به نوع خاک انجام می گیرد . ممکن است پی سطحی باشد در این صورت خاک برداری به صورت دستی توسط کارگر انجام می شود . در این روش ابتدا محل پی کنی توسط گچ ریزی مشخص می شود و سپس کارگران شروع به کندن زمین می کنند که معمولا تا عمق ۱ متر انجام می گیرد. خاک کنده شده را معمولا در کنار محل می ریزند.

شمع کوبی (pier ) :

در مواقعی بستر مناسب خاک در لایه های پایین تر وجود دارد در این مواقع خاک برداری و گود برداری چندان اقتصادی به نظر نمی رسد پس بایستی راه حل مناسب تری پیشنهاد شود این راه حل مناسب تر می تواند ایجاد چاهک و شمع کوبی باشد. برای شمع کوبی ابتدا چاهک هایی به قطر محاسبه شده (۹۰ سانتی متر ) حفر می گردد سپس شبکه میل گرد بافته شده را در ان قرار می دهند و اقدام به بتن ریزی ان می کنند.

منابع:

۱- بتن و بتن فولادی ، دکتر شمس الدین مجابی

۲- رفتار و طرح لرزه ای ساختمانهای بتن مسلح و فلزی ، عباس تسنیمی

۳- طرح و محاسبات ایستائی – آرگ مگردیچیان

۴- آئین نامه ۲۸۰۰ و بتن ایران

۵- سازه های فلزی ، شاپور طاحونی

۶- مصالح و ساختمان، سام فروتن

 

سفارش تحقیق
http://telegram.me/pmaghale

ارسال یک پاسخ