بنام یگانه مهندس هستی
اتصال گیردار و مفصلی در سازه های فولادی
مقدمه:
بسیاری از فارغ التحصیلان مهندسی عمران و تعداد بسیار زیادی از مهندسین پس از گذراندن دروس تحلیل سازه،فولاد و مقاومت مصالح و مانند اینها با مفاهیمی همچون اتصالات مفصلی و گیردار به خوبی آشنا هستند اما این آشنایی صرفا به صورت تئوری بوده و همچنان برخی از آنها با تشخیص آنها در سازه های واقعی با مشکل روبرو هستند.
در این مقاله به بررسی دو اتصال بسیار پرکاربرد و اساسی در سازه های فولادی که انواع اتصالات گیردار و اتصالات ساده یا همان اتصالات مفصلی است می‌پردازیم و آنها را برای شما ساده سازی کرده‌ایم.
اتصال ساده و مفصلی چیست؟
حتما در دوران تحصیل خود با عملکرد این دو اتصال کاملا آشنایی دارید اما به علت دوری از درس و یادآوری مجدد، این دو اتصال را تعریف خواهیم کرد.
اتصال گیردار:
همانطور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید ، یک سازه متشکل از چندین قاب سازه ای می‌باشد که اتصال آنها درقاب های زیر گیردار می‌باشد که به آن قاب خمشی گوییم.اتصال گیردار به معنی صلب بودن تیر و ستون نسبت به هم است یا به تعبیری دیگر زاویه بین تیر و ستون بعد از اعمال نیروی جانبی تغییر نخواهد کرد.این اتصال توانایی انتقال لنگر خمشی و نیروی برشی ایجاد شده را از تیر به ستون دارد.
همچنین همانطور که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید تیر تحت بار جانبی و دارای اتصال گیردار به ستون ، پس از اعمال نیرو به شکل آ باکلاه درآمده و برش و خمش در آن حاصل شده که این نیرو هارا به ستون انتقال می‌دهد(با استفاده از اتصال گیردار).
اتصال ساده یا مفصلی:
این اتصال توانایی انتقال هیچ گونه لنگر خمشی را به ستون ندارد و صرفا توانایی انتقال بار های ثقلی را دارد.
در این اتصال برخلاف اتصال گیردار که زاویه بین تیر و ستون ثابت باقی می‌ماند نمی‌تواند زاویه بین تیر و ستون را حفظ کند .
به قاب هایی که اتصال تیر به ستون ها ازنوع مفصلی است ، قاب ساده گویند.
تعریف اتصال ساده و گیردار در مبحث دهم:
همانطور كه پیش‌تردر بالا توضیح دادیم در مبحث دهم نیز ذکر شده است که این اتصال از نظر دوران انعطاف‌پذیر بوده و می‌تواند دوران کند و لنگری را هم به ستون ها منتقل نخواهد کرد.
البته در واقعیت و اجرای اتصالات نمیتوان اتصال کاملا صلب و کاملا مفصلی را ایجاد کرد و صددرصد مفصلی یا گیردار فقط در تئوری حاکم است.
انواع اتصالات مفصلی رایج:
-
اتصال با نبشی نشیمن
-
اتصال ورق نشیمن با سخت‌کننده(لچکی)
-
اتصال جفت نبشی جان
هیچ کدام از این اتصالات توانایی انتقال لنگر را نخواهد داشت.
اتصال گیردار در مبحث دهم:
توضیح این بند به صورت کامل در بالا ذکر شد.
در اتصال گیردار با استفاده از ورق های روسری و زیرسری فشار و کشش را به ستون منتقل می‌کنیم.
اگر دقت کرده باشید طول ورق های روسری و زیرسری در اتصال صلب به مراتب بیشتر از اتصال مفصلی خواهد بود.
اتصال گیردار مورد قبول از نظر مبحث دهم:
به دلیل حساسیت بیشتر در این اتصال، مبحث دهم قوانینی برآن حاکم کرده است.
تفسیر بند ۱۰-۳-۳-۲:
در قاب های خمشی متوسط که توانایی انتقال لنگر خمشی را دارد،اتصال باید به نحوی باشد که دوران تیر و ستون حداقل به میزان ۰٫۰۲ رادین باشد به تعبیری دیگر چرخش همزمان تیر و ستون (تیر و ستون در این اتصال همراه با یکدیگر دوران می‌کند و زاویه بین آن دو تغییر نخواهد کرد)باید حداقل ۰٫۰۲ رادیان باشد بدون کاهش قابل توجه مقاومت.
برای محاسبه دوران حاصله از بار جانبی باید مقدار تغییر مکان نسبی افقی سازه (Δ) را بر ارتفاع همان طبقه تقسیم نمود و عدد حاصله باید بیش از ۰٫۰۲ رادیان(در قاب خمشی متوسط) باشد.
در قاب های خمشی ویژه مقدار دوران حداقل ۰٫۰۴ رادیان است.بدیهی است با توجه به کسر بالا ، شکل پذیری قاب های خمشی ویژه بیشتر بوده و تغییر شکل بیشتری را دارد.
به دلیل صعوبت در طراحی این اتصالات که دارای حداقل دوران ۰٫۰۴ و ۰٫۰۲ رادیان باشد ، مبحث دهم اتصالات پیش تایید شده‌ای را پیشنهاد داده است.
حائز اهمیت است که مقدار زیادی از دوران این نوع اتصالات در محدوده غیر الاستیک و مقدار کمی در محدوده الاستیک می‌باشد.
جمع بندی:
در مجموعه اتصالات صلب توانایی انتقال لنگر را به تکیه‌گاه دارد اما اتصال مفصلی فاقد این ویژگی می‌باشد.
همچنین اتصالات مفصلی صرفا توانایی انتقال بار های ثقلی را دارد.
هیچگونه اتصال کامل گیردار و کاملا مفصلی در سازه های واقعی وجود ندارد و مقداری گیرداری در آنها وجود دارد.
منابع:
-
مبحث دهم مقررات ملی ساختمان
“امیدواریم این مقاله براتون مفید بوده باشه”
