بدترین اتصال گیردار از پیش تایید شده| طراحی اتصال WFP | اتصال گیردار جوشی با ورق های روسری و زیر سری | برنامه اکسل طراحی اتصال  WFP

بدترین اتصال از پیش تایید شده

اتصالات گیرداری که برای استفاده در قاب­ های خمشی متوسط و ویژه پیشنهاد می­ شوند، باید قبلا از اجرا مورد تایید قرار گیرند. این اتصالات گیردار باید با انجام آزمایش ها، مطالعات تحلیلی و پشتیبان و ارائه روش های طراحی تائید شوند. مجموعه این مدارک باید نشان دهد که اتصال قادر به تحمل تغییرشکل­ های دورانی متناظر با تغییرمکان نسبی طبقه برای قاب­های خمشی متوسط و ویژه هستند و تمام حالت های حدی که بر سختی، مقاومت و شکل پذیری اتصال تاثیر می گذارند، باید شناسایی شده و اثر متغیرهای طراحی بر آن ها مورد توجه قرار گیرد.

مرجع تایید اتصال چه کسی است؟

مجموعه مدارک تهیه شده برای تایید اتصال پیشنهادی باید توسط کمیته ای متشکل از حداقل 3 نفر متخصص به انتخاب کمیته تخصصی مبحث دهم بررسی شده و طی یک گزارش مکتوب مورد قبول قرار گیرد و سپس توسط کمیته مبحث دهم تایید شود. ( جهت کسب اطلاعات بیشتر به مبحث دهم مقرارت ملی ساختمان رجوع شود)

همانگونه که مشخص است فرایند تایید اتصال، همچنین هزینه زمانی و مالی که باید برای تایید اتصال صرف شود تقریبا در توان هیچ پروژه ساختمانی یا صنعتی نیست، از این رو آیین نامه AISC و در نتیجه محبث دهم مقرارت ملی ساختمان نیز به مهندسان سازه اجازه می دهد، از برخی اتصالات که از قبل مورد تحلیل و آزمایش قرار گرفته اند و محدودیت ها و روش طراحی آن ها مشخص شده است، استفاده نمایند. این اتصالات با نام اتصالات گیردار از پیش تایید شده یا Prequalified Connections شناخته می ­شوند.

انواع اتصالات گیردار از پیش تایید شده

مطابق تصویر زیر آیین نامه AISC358 لیستی از اتصالات گیردار از پیش تایید شده همراه با محدودیت ها و روش طراحی آن ها ذکر کرده است.

اما مبحث دهم ویرایش 1401 علاوه بر اتصالات گیردار از پیش تایید شده ای که در ویرایش 1392 نیز ذکر شده اند، از چند اتصال جدید که نام آن ها در AISC ذکر نشده است نیز استفاده کرده است. در ویرایش 1392 تنها 6 اتصال از پیش تایید شده توسط مبحث دهم ارائه شده بود که در ویرایش 1401 به 10 مورد افزایش یافته است و کاربرد 4 اتصال اضافه شده بیشتر مروبط به اتصالات گیردار در مقاطع HSS هستند.

از میان تمامی اتصالات گیردار از پیش تایید شده تنها یک اتصال صرفا برای قاب های خمشی متوسط کاربرد دارد و موضوع بحث این مقاله نیز مربوط به همین اتصال می شود. به نظر می رسد به دلیل شرایط اجرایی پروژه های کشور و عدم امکانات کافی مبحث دهم مقررات ملی ساختمان چاره ای به گنجاندن این اتصال در میان اتصالات از پیش تایید شده نداشته است، البته برای این اتصال در پیش نویس مبحث دهم ویرایش 1401 مقرارت سخت گیرانه تری در نظر گرفته شده بود که استفاده از این اتصال را به ساختمان های با حداکثر ارتفاع 20 متر محدود می کرد ولی در ویرایش نهایی این مورد حذف شده است. در ادامه ضوابط این اتصال گیردار جوشی با ورق روسری و زیر سری مورد بررسی قرار گرفته اند.

مقایسه ضوابط اضافه اتصال گیردار WFP در ویرایش 1401 و 1392 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان

1. طول ورق های روسری و زیر سری باید برابر باشد ( صرفا در ویرایش 1401)
2. ورق روسری می تواند دارای پهنای ثابت باشد. ( صرفا در ویرایش 1401)
3. استفاده از جوش کام وانگشتانه به همراه جوش های گوشه در اتصال ورق های روسری و زیر سری به بال تیر مجاز است. ( مطابق ویرایش 1392 تنها جوش گوشه مجاز شناخته شده است.)
4. در صورت استفاده از تسمه پشت بند می توان آن ها را برنداشت. ( مطابق ویرایش 1392 تسمه پشت بند باید برداشته شود.)
5. از نبشی به جای ورق برشی جان می توان استفاده کرد. ( مطابق ویرایش 1392 تنها از ورق برشی جان باید استفاده شود.)

برای دانلود مبحث دهم ویرایش 1401 اینجا کلیک کنید.

دو عیب بسیار مهم اتصال گیردار جوشی WFP

هرچند شرایط حاکم بر برخی پروژه های ساختمانی کشور نیازمند استفاده از اتصال گیردار جوشی با ورق های روسری زیرسری است اما این اتصال دارای معایبی می باشد که در ادامه مورد بررسی قرار گرفته اند.

1- جوشکاری در محل پروژه

جوشکاری اتصال WFP در محل پروژه، در حالی که برای این اتصال یک عیب محسوب می شود، می تواند یکی از مزایای این اتصال نیز باشد. در واقع این اتصال به دلیل اینکه تماما جوشی است دراکثر پروژه های ساختمانی شخصی و نقاط کشور مورد استفاده قرار می گیرد و به نسبت سایر اتصالات اجرای راحت تری دارد.

معمولا به دلیل انجام جوشکاری این اتصال در محل پروژه نظارت درستی روی جوش ها انجام نمی شود به همین جهت در صورت ایجاد ترک در جوش، به خصوص جوش های نفوذی که در ورق های روسری و زیرسری مورد استفاده قرار می گیرد به شدت مقاومت اتصال کاهش میابد و در نتیجه نمی تواند به حداکثر ظرفیتی که برای این اتصال در طراحی پیش بینی شده بود برسد.

تصور کنید جوشکار در ارتفاع و درگرمای تابستان که با حرارت جوشکاری هم تشدید شده است در حال انجام جوش های نفوذی اتصال باشد یا در سرمای زمستان و وجود باد و… همه این عوامل باعث می شود که جوش های این اتصال با کیفیت مطلوبی انجام نشود علاوه بر این حتی اگر بعدا با انجام آزمایش های RT و UT هم کیفیت جوش تایید نشود، اصلاح جوش های اتصال برخلاف جوش هایی که در کارخانه ساخت اسکلت فلزی انجام می شوند کار آسانی نخواهد بود.

2-ضخامت بالای ورق های اتصال

اگر در یک پروژه ضخامت های ورق روسری و زیر سری کمتر از 2.5 سانتی متر بود به طراحی شک کنید!

اگر طراحی اتصال گیردار WFP به صورت صحیح انجام شود معمولا ضخامت ورق های اتصال از 2.5 سانتی متر تا 6 سانتی متر محاسبه می شود. البته ضخامت های بالای 4 سانتی متر معمولا در شرایطی که طراح تجربه کافی برای انتخاب مقطع مناسب برای تیر را ندارد مشهود است، به عبارتی اگر طراح سازه هنگام انتخاب مقاطع تیر دور نگر باشد و یا تجربه درستی از طراحی اتصال گیردار جوشی با ورق های روسری و زیرسری داشته باشد می تواند تا حدود قابل توجهی از ضخامت اتصال بکاهد. اما حتی در این شرایط نیز محاسبه ضخامت 4 سانتی متر برای این اتصال دور از ذهن نیست.

برای جوشکاری ورق های با ضخامت های بالا ( حدود 4 سانتی متر به بالا) باید از پیش گرمایش استفاده کرد. به همین جهت حتی اگر طراح به درستی نیز اتصال را طراحی کند، پیش گرمایش اتصال به تمامی مشکلات جوشکاریی که در بخش قبلی ارائه شده اضافه می شود. و به ندرت شاهد استفاده از پیش گرمایش در ارتفاع هستیم!

جوش ورق های روسری و زیر سری به بال ستون باید جوش شیاری نفوذی باشد و تصور کنید با یک ضخامت بالای ورق، بدون استفاده از پیش گرمایش و اگر فصل جوشکاری هم زمستان باشد چه تضمینی برای کیفیت جوش وجود دارد!

لازم به ذکر است تمامی جوش های شیاری با نفوذ کامل باید مورد آزمایش قرار بگیرند در حالی که در اکثر پروژه های شخصی به خصوص شهرستان ها هیچ تستی روی جوش ها انجام نمی شود.

مزیت اتصال گیردار جوشی WFP نسبت به سایر اتصالات گیردار

در پروژه های ساختمانی شخصی و معمولا کوتاه مرتبه، اکثر مالکین در محل پروژه اقدام به ساخت اسکلت فلزی می کنند به همین جهت با توجه به ویژگی های اتصال WFP یعنی تماما جوشی بودن آن و همچنین وجود ورق زیرسری که به عنوان یک نشیمن باعث نصب راحت تر تیرها می شود، باعث تمایل بیشتر کارفرمایان به استفاده از این اتصال می شود. بنابراین تنها مزیتی این اتصال قابلیت اجرای آن در اکثر پروژه های ساختمانی و شخصی است.

نرم افزار تحت اکسل طراحی اتصال کله گاوی

در سایت سیویل 120 نرم افزار تحت اکسلی برای طراحی اتصال با ورق روسری رو زیر سری یا همان اتصال WFP ارائه شده است که شما می توانید برای دانلود این برنامه اینجا کلیک کنید.

نتیجه گیری نهایی

با توجه به توضیحات بیان شده توصیه می شود حتی المکان از اتصال گیردار WFP استفاده نشود و در صورت درخواست کارفرما، معایب اتصال برای کارفرما تشریح شود و در نهایت اگر کارفرما همچنان اسرار به استفاده از این اتصال داشت، اتصال گیردار پروژه WFP در نظر گرفته شود.

• در شهرهای بزرگ که امکانات ساخت اسکلت فلزی با کنترل کافی وجود دارد بهتر است جوش ها در کارخانه اجرا شوند و عضوها با اتصال پیچی در پروژه نصب شوند.
• این اتصال برای ساختمان های بلند مرتبه به هیچ عنوان استفاده نشود.
• در شهرستان ها و مناطقی با پروژه های ویلایی یا ساختمان های کوتاه مرتبه حتی المکان پلان معماری به نحوی باشد که امکان استفاده از قاب مهاربندی شده در دو جهت فراهم شود. در این صورت علاوه بر بهینه تر شدن وزن اسکلت فلزی، نیازی به استفاده از اتصالات گیردار جوشی برای پروژه نیست.
• قبل از ساخت اسکلت و انجام جوش اتصالات، گواهی تایید صلاحیت جوشکار برای انجام جوش های نفوذی بررسی شود.