سازه های فولادی معمولا با اتصال های استاندارد ساخته می شوند. اتصالات بخش مهمی از سازه های فولادی هستند و به طور معمول برای هر عضو قابلیت طراحی دارند. تفاوت بین رفتار واقعی و تحلیلی سازه فولادی زیاد می باشد، بنابراین تجزیه و تحلیل و طراحی اتصالات نیز امری پیچیده است.
با از بین رفتن یکی از اجزای سازه فولادی در اثر اضافه بار، معمولا اجزا به اتصالات ترجیح داده می شود. بخش عمده ای از هزینه سازه فولادی به اتصالات بستگی دارد. به همین دلیل برای ایمنی و صرفه جویی سازه باید به طراحی اتصالات اهمیت بسیاری داده شود.
کاربرد اتصالات مختلف
• در صورت نیاز به تحمل بار سنگین و ایجاد دهانه های طولانی، باید بخش های بزرگتری ساخته شود و این بخش ها به هم متصل شوند.
• در احداث یک پل با طول زیاد باید بخش هایی با اندازه های استاندارد به یکدیگر وصل شوند.
• اجزای نهایی سازه مانند تیرهای فرعی، پایه و دیوارهای برشی باید به قسمت های اصلی سازه متصل شود.
انواع اتصالات سازه فولادی
1. اتصالات پرچ شده
2. اتصالات پیچ و مهره ای
3. اتصالات جوشکاری شده
4. اتصالات پین شده
در ادامه اتصالات پرچ شده و پیچ مهره ای با یکدیگر مقایسه می شود. امروزه روش های اجرا و کنترل اتصالات در سازه های فولادی بسیار متنوع بوده و اهمیت دارد. هر مهندس عمران باید برای بهبود شرایط ایمنی و افزایش مقاومت ساختمان به آن ها توجه کند.
اتصالات پرچ شده
این روش قدیمی تقریبا دیگر منسوخ شده و در سازه های جدید استفاده نمی شود. پرچ ها در واقع میله های فولادی هستند که از فولاد ملایم با کشش بالا ساخته می شوند. فرایند پرچ کردن با قرار دادن پین های فلزی منعطف از طرفین سوراخ در قطعه مورد نظر انجام می شود. ساقه پرچ باید طول مناسبی یرای اتصال بخش های مختلف سازه برخوردار باشد. هر پرچ از سه قسمت سر، ساقه و دم تشکیل می شود.
معایب
• سر و صدای زیاد
• نیاز به گرم کردن و حرارت
• نیاز به نیروی کار ماهر
• هزینه بالای تعویض پرچ های ضعیف
• نصب پر هزینه
اتصالات پیچ و مهره ای
رایج ترین اتصالات مورد استفاده در سازه فولادی، اتصالات پیچ و مهره ای است. مزیت اصلی این اتصال انعطاف پذیری در مونتاژ و جداسازی قطعات سازه می باشد که این کار در تعمیر و نگهداری سازه ضروری است. این نوع اتصالات برای اعضای تحت کشش یا برش یا هر دو قابل استفاده است. پیچ در واقع یک پین فلزی می باشد که ساقه آن رزوه کاری شده است. مهره ها باید در انتهای رزوه محکم شوند.
مزایای اتصال پیچ و مهره ای
• افزایش سرعت روند نصب سازه
• عدم نیاز به نیروی کار ماهر
• بدون آلودگی صوتی
• سهولت در تغییر چیدمان و اتصالات سازه
• کم بودن فضای مورد نیاز
معایب اتصال پیچ و مهره ای
• بالا بودن هزینه مواد
• کم بودن استحکام در برابر نیروی کششی
• شل شدن پیچ و مهره ها به دلیل لرزش یا ضربه
جمع بندی
اگر از اتصالات غیراستاندارد در سازه فولادی استفاده شود، در بلند مدت هزینه های ساخت آن حداقل دو برابر خواهد شد. پس قبل از طراحی و ساخت سایر اجزای سازه، حتما اتصالات مورد نیاز آن را بررسی کنید و بهینه ترین اتصال را انتخاب کنید. این اتصالات هستند که همچون مفاصل بدن ما، پیکر سازه را محکم و پابرجا نگه می دارند.