1402 / 10 / 27
همه آن چیزی که باید در رابطه با ستون دوبل فلزی بدانید
گاهی اوقات تیرها نمی توانند ایستایی یک ستون و ایستایی سازه را به خوبی فراهم نمایند که در این صورت از ستون های دوبل استفاده می شود. این ستون ها با نام ستون جفت نیز شناخته شده اند که به نوعی یک مقطع مرکب به شمار می آیند. برای ساخت این ستون ها دو تیرآهن ، نبشی یا هر محصول فولادی دیگری را در کنار هم قرار می دهند و با کمک ابزارهای مختلف آن ها را به هم وصل می کنند. ستون دوبل، انواع مختلفی دارد که هر یک از نظر جنس مواد اولیه با هم متفاوت هستند و شامل: ستون ساخته شده از تیرآهن، از نیمرخ های فولادی، از ورق فولادی و... هستند. طراحی و استفاده از این ستون ها دارای مزیت هایی از جمله: افزایش استحکام و پایداری در سازه، مقاومت در برابر زمین لرزه و... می باشد. برای آشنایی بیشتر با ستون دوبل فلزی، در ادامه مطلب همراه ما باشید.
ستون دوبل فلزی چیست؟
ستون دوبل فلزی به نوعی یک مقطع مرکب (به ترکیب نیمرخ های نورد شده با ورق های فلزی، مقطع مرکب می گویند) است. وظیفه اصلی ستون دوبل، منتقل کردن بار به بخش های زیرین هر سازه ای می باشد و می تواند عملکرد سازه را بهبود بخشد. ستون دوبل فلزی با نام دیگر ستون جفت نیز شناخته می شود که برای ساخت آن، دو تیرآهن را از سمت طول، در کنار هم قرار می دهند و سپس، با استفاده از اتصالات، آن ها را به هم وصل می کنند. البته می توان به جز تیرآهن 14، از پروفیل های دیگر مثل: نبشی و ناودانی و یا حتی برخی از ورق های فولادی نیز برای ساخت این ستون استفاده کرد. هر چه از محصولات فولادی مقاوم تری استفاده شود، بار کمتری با سازه وارد می شود.
انواع ستون دوبل فلزی کدامند؟
ستون دوبل فلزی از نظر مقاطع به کار گرفته شده، با هم متفاوت هستند که این موضوع بر شکل ظاهری آن ها اثر گذاشته است. تعدادی از رایج ترین نوع ستون های دوبل فلزی، شامل موارد زیر می باشند:
ستون دوبل ساخته شده از تیرآهن IPB
تیرآهن بال پهن یا همان تیرآهن IPB، یکی از بهترین تیرآهن ها برای ساخت ستون دوبل است که نسبت به سایر محصولات، مقاومت بیشتری دارد. علاوه بر این، اتصال تیرآهن بال پهن راحت تر بوده و در سریع ترین زمان ممکن ستون دوبل ساخته می شود.
ستون دوبل ساخته شده از نیمرخ های مختلف
یکی از روش های ساخت ستون دوبل، استفاده از نیمرخ های مختلف است؛ این نیمرخ ها معمولا تیرآهن IPE، نبشی و یا ناودانی می باشند. برای ساخت این محصول اگر از ناودانی استفاده شود، ناودانی ها باید به نوعی فاصله دار تا حداقل شعاع ژیراسیون، حول دو محور x و y قطعه یکسان قرار داده شوند. البته، بر اساس کاربرد می توان ناودانی ها را پشت به هم نیز قرار داد تا از ترکیب آن ها به عنوان مقطعی مناسب برای تخت بالای خرپاها استفاده کرد.
ستون دوبل ساخته شده از ورق فولادی
ورق های فولادی نیز گزینه های مناسبی برای ساخت ستون دوبل هستند که می توان از ترکیب ورق و نیمرخ های فولادی نیز استفاده کرد. استفاده از ورق ها، از نظر اقتصادی به صرفه تر از سایر مقاطع فولادی می باشد. از مزایای ساخت ستون با ورق می توان به راحتی نصب، عدم نیاز به عملیات جوشکاری و... اشاره کرد.
مزایا و معایب انواع ستون دوبل فلزی
طراحی و استفاده از ستون دوبل فلزی مزیت های بسیار زیادی دارد که از جمله مهم ترین آن ها عبارتند از:
• افزایش استحکام و پایداری در سازه
• افزایش مقاومت سازه در برابر تنش بادهای شدید و فعالیت لرزه ای
• ایجاد پشتیبانی اضافی در سازه هایی مانند ساختمان های صنعتی و تجاری و...
• بهترین جایگزین برای تیرآهن بال پهن یا قوطی، مقاطع مرکب و...
• افزایش سطح مقطع ستون
معایب ستون دوبل فلزی
با وجود مزایای بسیاری استفاده از این ستون در سازه دارد، معایبی نیز به همراه دارد که برخی از معایب این ستون، عبارتند از:
• طراحی و ساخت این ستون هزینه زیادی را در بر دارد.
• اگر قیمت محصولات فولادی افزایش یابد، هزینه نهایی ساخت این ستون نیز افزایش می یابد.
• ساخت و طراحی آن به زمان زیادی نیاز دارد.
ستون دوبل فلزی چه کاربردی دارد؟
بیان کردیم که ستون دوبل منجر به جبران ضعف ایستایی ستون اصلی و همچنین پشتیبانی اضافی در سازه های مختلف الخصوص سازه های فلزی، می شوند. بنابراین، بیشترین کاربرد این ستون در سازه های مرتفع، ساختمان های تجاری، ساختمان های صنعتی و … است. در واقع، در سازه های مرتفع و ساختمان های بزرگ که به پارکینگ های چند طبقه نیاز است، از این ستون استفاده می کنند. در ساخت انبارهای بزرگ نیز برای افزایش استحکام از ستون جفت یا دوبل استفاده می نمایند. همچنین برای کاهش اثرات زلزله در اسکلت های خمشی نیز این ستون کاربرد دارد. علاوه بر موارد فوق، اگر دسترسی به تیرآهن بال پهن یا قوطی ها در ساخت یک سازه امکان پذیر نباشد، از این ستون استفاده می نمایند.
نحوه ساخت ستون دوبل فلزی چگونه است؟
به طور کلی، ساخت ستون فلزی از طریق سه روش انجام می شود که این سه روش، شامل موارد زیر می باشند:
۱- ساخت ستون دوبل به روش جفت
در این روش همواره از دو نیمرخ فولادی به شیوه دوبله کردن، به هم متصل می گردند به نوعی که دو پروفیل (دو تیرآهن) را کنار هم و روی سطحی صاف، قرار می دهند. پس از آن، بال و وسط ستون را به هم متصل کرده (از طریق فرایند جوشکاری) و این کار باید از بالا تا پایین و به صورت غیر ممتد، انجام گردد. پس از آن، ستون را بر گردانده و سمت دیگر آن را نیز جوش می زنند. از طریق روش جفت، ستون ها در زمان جوشکاری از از نظر طولی دچار پیچش نمی شوند. طول جوش ستون دوبل با این شیوه، تقریبا ۱۰ تا ۱۵ سانتی متر بوده و فاصله بین طول جوش ها نیز کمتر از ۳۰ سانتی متر می باشد.
۲- ساخت ستون دوبل به شیوه ورق سرتاسری
روش دیگر ساخت ستون دوبل، شیوه ورق سرتاسری می باشد که در این روش، دو نیمرخ فولادی را با کمک یک ورق سرتاسری به هم وصل می نمایند. این نوع از ورق، روی بال ها جوش زده می شود و همواره باید دو سانتی متر از لبه پروفیل فاصله داشته باشد. زیرا، در این صورت عملیات جوشکاری در کمترین زمان ممکن و با سهولت انجام می شود.
۳- ساخت ستون دوبل به شیوه پا باز
یکی دیگر از روش های ساخت ستون جفت، شیوه پا باز و با استفاده از بست های موازی و مورب است. در این شیوه، پروفیل ها با فاصله کم در کنار هم قرار داده می شوند و پس از آن با کمک بست های موازی یا مورب، به هم متصل می گردند. ستون هایی که با این روش ساخته می شوند با نام ستون مشبک نیز شناخته می شوند. دلیل اصلی ایجاد فاصله بین ستون ها، افزایش ممان اینرسی مقطع، بدون افزایش سطح مقطع آن می باشد. البته، برای این کار می توان از تعداد بیشتری پروفیل برای اتصال به هم بهره گرفت که در این صورت به آن ها ستون مرکب با بست های مورب، گفته می شود.
نکات مهم ساخت ستون دوبل
ساخت ستون های دوبل یا جفت، نیازمند رعایت برخی از نکات و ضوابط می باشد که اصلی ترین آن ها به شرح زیر هستند:
• همواره بست های مورب در بخش انتهایی، باید به ورق بست انتهایی ختم گردند.
• در قسمت های میانی، اگر نظم بست های مورب به هم ریخته شود، ورق های اتصال باید به تیر وصل شوند.
• در اعضای کششی مرکب، مصرف بست های موازی در وجوه باز نیمرخ مرکب، کاملا مجاز می باشد.
• ضخامت بست های موازی نباید کمتر از ۵۰/۱ فاصله مرکز تا مرکز بست های موازی باشد.
• ضریب لاغری هر یک از اجزای تشکیل دهنده عضو ستون، در این فاصله نباید بیشتر از ۳۰۰ باشد.
• فاصله مرکز تا مرکز وسایل اتصال یا فاصله آزاد بین نوارهای جوش منقطع در امتداد طولی ورق مشبک نباید از ۱۵۰ میلی متر باشد.
• انتقال بار از یک نیمرخ به نیمرخ دیگر یا توزیع آن بین نیم رخ ها، باید دیافراگم هایی در امتداد عمود بر محور طولی عضو با سختی کافی از طریق پیچ یا جوش به نیمرخ ها متصل شود.
• اتصال جان به بال مقاطع ساخته شده از ورق باید از نوع جوشی بوده و بر مبنای برش افقی ناشی از تغییرات لنگر خمشی تیر و متناسب با شدت برش طراحی شوند.
• نباید از ستون دوبل که ترکیب پروفیل و ورق تقویتی است، به عنوان ستون های قاب خمشی استفاده گردد.
خلاصه مطلب
ما در این بخش از مطلب تلاش کردیم تا هر یک از شما را با ستون دوبل فلزی آشنا کرده و اطلاعات کاملی در اختیارتان قرار دهیم. ستون دوبل، یکی از پرکاربردترین ستون ها در صنعت ساخت و ساز است و اغلب از اتصال دو تیرآهن، انواع پروفیل ها و ورق به هم ساخته می شود. این ستون اغلب برای افزایش میزان مقاومت یک سازه، مورد استفاده قرار می گیرد. البته، میزان مقاومت آن بسته به نوع جنس مواد اولیه اش دارد. لذا، ستون دوبلی که از تیرآهن ساخته می شود طبیعتا از ستون ساخته شده از ورق های فولادی، مقاوم تر است. اگر در این زمینه سوال دیگری دارید، می توانید با همکاران ما در فولاد فیدار ارتباط برقرار کنید.
