فولاد ساختمانی – پروفیل فولادی – مقاطع فولادی – فولاد آلیاژی – فولاد ساختمانی استاندارد آمریکا
فولاد ساختمانی-ورقst37-ورق st52-ورق a283-ورق ck45-ورق mo40-ورق a36

فولادهای مورد استفاده در ساخت و ساز در ایالات متحده. از آلیاژهای استانداردی که توسط ASTM International شناسایی و مشخص شده اند، استفاده می کنند.

این فولادها دارای یک شناسایی آلیاژ هستند که با A. و سپس دو، سه یا چهار عدد پس از آن شروع می شود.

درجات چهار عددی AISI فولاد که معمولاً برای مهندسی مکانیک. ماشین آلات و وسایل نقلیه استفاده می شود یک سری مشخصات کاملاً متفاوت است.

اکثر پروفیل های فولادی مانند تیرهای با مقطع I، گشتاور دوم سطح بالایی دارند. به این معنی که از نظر سطح مقطع بسیار قوی هستند. و در نتیجه می توانند میزان بار زیادی را بدون تغییر شکل در خور اهمیت تحمل کنند.

پروفیل ساختمانی-قیمت پروفیل ساختمانی-فروش پروفیل ساختمانی-نبشی ساختمانی

امروزه مدل‌های مختلفی از پروفیل ساختمانی روانه بازار می‌شوند. که بر حسب فاکتورهای مختلفی رده بندی می‌شوند. معیارهای تقسیم‌بندی می‌تواند ظاهر، وزن، جنس و… باشد.

پروفیل ساختمانی در اصل به گروهی از انواع پروفیل اطلاق می‌گردد که در زمینه ساختمان‌سازی کاربرد دارند.

مدل‌های مختلف پروفیل‌های ساختمانی غالباً ضخامتی در حدود چهار میلی‌متر داشته و در بازار به فروش می‌رسند. تقسیم‌بندی پروفیل‌های ساختمانی بر اساس معیارهای مشخصی همچون شیوه ساخت یا سطح مقطع صورت می‌گیرد.

شیوه‌های ساخت پروفیل ساختمانی شامل نورد گرم، سرد و مرکب می‌شود. در ساخت نورد گرم، شمش فولادی گرم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

محصولی که ساخت آن به این شیوه صورت بپذیرد در مقابل فشار خارجی از خود مقاومت بالایی نشان می‌دهد. این مدل محصولات دور بسته محسوب می‌شوند. پروفیل‌های نورد گرم غالباً در تولید انواع ناودانی، میلگرد و… به کار گیری می‌شوند.

روش دیگر، نورد سرد می‌باشد. در این شیوه برخلاف شیوه پیشین، مواد مذاب بکارگیری نمی‌شود.

در این شیوه، ورق‌های سرد تولیدی را پرس و خم می‌کنند تا به این صورت تغییر در ظاهر آن به وجود آید. پروفیل‌های تولیدی با نورد سرد غالباً در زمینه کارهای اصلی ساختمانی کاربرد ندارند،

بلکه شاهد استفاده از آنها در کارهای سرپایی و سبک هستیم. این مدل پروفیل‌ها در ساخت سقف و چهارچوب درها کاربرد دارند.

نوع آخر پروفیل ساختمانی نیز مرکب بوده که ترکیبی از نورد سرد و نورد گرم به حساب می‌آید. این مدل مقاطع فولادی مرکب در تولید نبشی دوبل و ناودانی دوبل مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پروفیل نبشی از جمله پر کاربردترین مدل‌های پروفیل ساختمانی به حساب می‌آید. ساخت این مدل از مقاطع فولادی در دو مدل بال مساوی و بال نامساوی انجام می‌گیرد.

در نقشه‌های ساختمانی پروفیل نبشی را با نماد L مشاهده خواهد کرد. اعداد درج شده بعد از این نماد در واقع اشاره به پهنای بال‌ها و میزان ضخامت پروفیل دارد. پروفیل نبشی در تقویت ورق‌های فولادی و اتصالات ساختمان‌سازی کاربرد دارد.

از دیگر انواع پروفیل ساختمانی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

سپری

زد

تیرآهن

ورق‌های فولادی

میلگرد

لوله‌های فولادی

قوطی

چهارپهلو

پروفیل در حوزه ساختمان‌سازی چه کاربردهایی دارد؟

پروفیل نقش مؤثر و مهمی در زمینه ساخت و سازها دارد و کاربردهای بسیاری را می‌توان برای پروفیل در حوزه ساختمان‌سازی در نظر گرفت. از جمله کاربردهای رایج آن می‌توان به تولید درب و پنجره، چهارچوب، نرده فلزی و… اشاره کرد. موارد زیر نیز اشاره به کاربردهای پروفیل در حوزه ساختمانی سازی دارد.

ساخت درب و پنجره آلومینیومی

ساخت چهارچوب درب و پنجره

ساخت و تولید نرده‌های فلزی

ساخت ستون و اسکلت فلزی ساختمان‌ها

پوشش سقف سوله‌ها و سالن‌های ورزشی

ساخت ناودانی‌های کوچک

ساخت کرکره برقی مناسب مغازه‌ها

ساخت نرده‌های فلزی راه‌ پله‌ها

ارزیابی لرزه‌ای اتصال- پشنهادی با نبشی و سپری و مقایسه با اتصالات از پیش تأیید شده

خلاصه: در سازه‌های فولادی اتصلات نقش مهمی در در رفتار سازه دارند. در این مقاله با استفاده از مدلسازی عددی با نرم افزار اجزای محدود آباکوس سعی بر آن است.

که چند مدل مختلف از اتصال تیر به ستون فولادی مدلسازی و مورد بررسی قرار گیرد. این مقاله بر روی اثر نوع اتصال تیر به ستنون با دو نوع اتصال سپری و نبشی مورد بررسی قرار گرفت.

از این رو 20 مدل با شرایط متفاوت ضخامت متفاوت و نوع متفاوت دارای سخت کنندگی. و همچنین 6 مدل با ستون دارای پر شدگی از بتن مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت.

اتصالات وظیفه انتقال نیروها از یک عضو سازه به عضو دیگر سازه و یا به تکیه‌گاه را بر عهده دارند. بررسی عملکرد اتصالات در سازه‌های فولادی از اهمیت بالاتری برخوردار است.

و چنانچه طراحی و اجرای این اتصالات با دقت انجام نشود. موجب خرابی در اتصال می‌شود و همچنین تأثیرات مخربی نیز بر اعضای سازه و در نتیجه کل سازه خواهد داشت.

در دهه 1960 مهندسین سازه بر این باور بودند که سیستم قاب‌های مقاوم خمشی فولادی با اتصالات جوشی. در رده شکل‌پذیرترین سیستم‌های سازه‌ای قرار دارند و اگر خسارت سازه‌ای رخ دهد.

محدود به جاری شدن اعضای قاب بوده و اتصالات آن به صورت الاستیک باقی می‌مانند. با وقوع زلزله نورثریج در 27 ژانویه سال 1994 بسیاری از ساختمان‌ها که سیستم سازه‌ای آنها. از قاب مقاوم خمشی فولادی بود دچار شکست ترد در ناحیه اتصال تیر به ستون شدند.

به دنبال مطالعات خرابیها زلزله نورثریج، مشخص شد. آنچه در طراحی لرزه‌ای سازه‌ها علاوه بر مقاومت و سختی بایستی در نظر گرفته شود، شکل‌پذیری است.

این فلسفه جدید طراحی لرزه‌ای، به طراح این اجازه را می‌دهد. که بخش‌هایی از سازه را ضعیف‌تر از بخش‌های دیگر طراحی نماید.

تا در هنگام زلزله این بخش‌های ضعیف حتماً وارد ناحیه پلاستیک شوند و باعث جذب و اتلاف انرژی زلزله گردند [1].

وانگ و همکاران [2]، در سال 2019 به بررسی رفتار تیر فولادی متصل به ستون پر و انباشت از بتن CFT با صفحه انتهایی پرداخته‌اند.

اتصالات ستون پر و انباشت از بتن عملکرد عالی در مقاومت در برابر بارهای لرزه‌ای در مناطق پر خطر ارائه می‌دهد.

با این حال، مکانیسم انتقال بار از این نوع اتصال هنوز ناشناخته است. و در این زمینه مطالعات به اندازه کافی نمی‌باشد. از اینرو در این مقاله به بررسی رفتار اتصال تیر به ستون پر و انباشت از بتن با صفحه انتهایی مورد بررسی قرار گرفت.

نبشی چیست؟-نبشی-قیمت نبشی-فروش نبشی-نبشی پرسی-نبشی فابریک-نبشی فولادی-پروفیل فولادی

نبشی‌ها یکی از مهم‌ترین انواع پروفیل‌های باز هستند که دارای سطح مقطع خاصی می‌باشند و کاربردهای زیادی در ساخت و ساز دارند. این محصول جزء دسته محصولات فولادی بوده که در انواع مختلفی در باز موجود است.

نبشی‌ها در واقع پروفیل‌هایی هستند که دارای دو سطح مقطع، عمود بر هم هستند. این محصول از سری محصولات فولادی بوده که دارای دو شکل منفرد و مرکب در بازار است.

و از همین دو شکل در انواع پروژه‌های صنعتی و ساختمانی استفاده می‌شود. این محصول را طی فرآیندهای نورد گرم و نورد سرد تولید ‌می‌کنند.

درست است که به نبشی‌های فلزی نسبت به محصولاتی مانند تیرآهن توجه کافی نمی‌شود. اما این موجب نمی‌شود که از اهمیت آن در ساختمان‌سازی غافل شد.

این محصول از واژه انگلیسی Angle bar گرفته شده است. برای نمایش نبشی از حرف L و یا گاها حرف V استفاده می‌شود. و عددی که در کنار این حروف مشاهده می‌شود، تعیین کننده سایز بال نبشی‌هاست.

نبشی پرسی
چنانچه نبشی‌ها را از ورقه‌های آهن تولید کنند. به آن نبشی‌ها نبشی پرسی می‌گویند. تولید این نوع نبشی مانند ناودانی‌های پرسی است. بدین صورت که ورق نواربر شده را از خط تولید عبور می‌دهند.

و سپس عملیات شکل‌دهی را به صورت سرد انجام می‌دهند. زاویه داخلی در این مدل نبشی 90 درجه بوده و عموماً بال مساوی تولید می‌شوند. لازم به ذکر است که جنس نبشی‌های پرسی از فولاد ساختمانی نوع ST37 است.

نبشی فابریک
نوع دیگر نبشی‌ها، نبشی فابریک است. که طی فرآیند نورد گرم تولید می‌شود. این نوع نبشی را به وسیله اسلب‌های مخصوص گداخته شده شکل می‌دهند.

نبشی‌های فابریک خواص مکانیکی متفاوتی نسبت به نوع اول نبشی‌ها دارند و این امر به دلیل تفاوت در شرایط تولید آنهاست.

ظرفیت برشگیرهای نبشی-نبشی فولادی-نبشی آلیاژی-نبشی ساختمانی-قیمت نبشی-پروفیل

در سال‌های اخیر استفاده از سیستم‌های مختلط بتن و فولاد در پل‌سازی و صنعت رو به افزایش است.

برای اینکه بتن و فولاد به صورت یکپارچه با هم کار کنند. باید اتصال برشی بین آنها برقرار شود. برای برقراری این اتصال از برشگیرهای مکانیکی استفاده می‌شود.

دانش کنونی مهندسی در مورد رفتار و ظرفیت برشگیرها به اطلاعات به دست آمده از آزمایش‌های عملی محدود می‌شود.

این آزمایش‌ها بیشتر شامل آزمایش برون رانی push-out و در موارد معدودی تیر مختلط composite beam می‌شود. با در نظر گیری این موضوع که آزمایش‌های عملی وقت‌گیر و هزینه‌بر است.

تهیه مدلی کامپیوتری که بتواند رفتار و ظرفیت برشگیر را پیش‌بینی کند لازم و ضروری است.

تا کنون بیشتر مطالعات انجامی روی برشگیرهای گلمیخ و ناودانی است [1-7]. در سال 1987 یک مطالعه تجربی به وسیله‌ی یوکوتا و همکاران [8] روی انواع برشگیر از جمله نبشی شکل گرفت.

با استفاده از نتایج آزمایش‌ها یک رابطه براساس ضخامت و طول برشگیر و مقاومت بتن برای پیش‌بینی مقاومت برشگیرها ارایه شد.

در سال 2011، مطالعاتی به وسیله‌ی سوتی و همکاران [9] روی رفتار برشگیر نبشی انجام گرفت.
سوتی آزمایش تیر مختلطی را برای تعیین ظرفیت برشگیرها پیشنهاد کرد و با استفاده از آن مطالعاتی. روی برشگیر نبشی انجام و رابطه‌ای برای پیش‌بینی نیروی برشی بیشینه برشگیر نبشی ارایه داد. که تابع عرض، ارتفاع، نسبت ضخامت به ارتفاع برشگیر و مقاومت بتن است.

با توجه به این که تا پیش از این ساخت مدل عناصر محدود در مورد آزمایش برون‌رانی برشگیر نبشی مدفون. در بتن ساده تحت بار استاتیکی انجام نشده است.

در این مطالعه یک مدل سه بعدی با استفاده از نرم افزار آباکوس [12] برای شبیه‌سازی آزمایش یاد شده در مورد برشگیر نبشی، شکل می‌گیرد.

نتایج به دست آمده از مدل کامپیوتری با نتایج آزمایش‌های عملی مقایسه می‌شود.

یک مطالعه پارامتری به منظور ارزیابی اثر پارامترهای مختلف روی رفتار و ظرفیت برشگیر انجام. و در پایان با استفاده از نتایج مطالعه پارامتری رابطه‌ای برای پیش‌بینی ظرفیت برشگیر نبشی ارایه می‌شود.

مقاطع ساختمانی توخالی-Hollow structural section-فولاد HSS-فولاد ساختمانی

مقاطع ساختمانی توخالی H.S.S نوعی پروفیل فلزی با سطح مقطع توخالی است. واژه H.S.S مخفف (Hollow structural section) مقطع بسته‌ای (تیوبلار) است.

که به شیوه نورد سرد (کلد فرم) تولید می‌شود و در ساختمان پل‌ها، استادیوم‌ها، مراکز خرید و تجاری. و همچنین واحدهای مسکونی به کارگیری می‌شود.

این مقاطع در فرم‌های مربع، مستطیل و دایروی تولید می‌شوند.

در سال‌های اخیر استفاده از مقاطع ساختمانی توخالی به خاطر ویژگی‌های ظاهری و خواص مکانیکی آن، شاهد پیشرفت چشمگیری بوده است. معماران به این مقاطع به خاطر خواص ویژه آن، لقب متریال قرن بیست و یک را داده‌اند.

روش‌های تولید مقاطع ساختمانی توخالی

فرایند تولید ورق به مقاطع ساختمانی (H.S.S) نتیجه فرایندی شامل فرمینگ، جوش و سایزینگ می‌باشد. در حال حاضر از سه شیوه برای تولید این مقاطع استفاده می‌گردد.

مقایسه روش رایج با مقاطع ساختمانی توخالی

جهت آشنایی بیشتر با مزایای استفاده از مقاطع H.S.S در این قسمت به مقایسه جزئیات اجرای این روش با روش سنتی ساخت ستون باکس می‌پردازیم.

حجم جوش در شیوه مرسوم به علت داشتن 4 خط جوش و لزوم نصب استیفنرها. بیش از 4 برابر جوشکاری در شیوه تولید H.S.S است
که دارای تنها یک درز جوش است و بدون استیفنر ساخته می‌شود.

کیفیت جوش در شیوه سنتی، به دلیل زیر پودری (SAW) یا دستی (CAW) بودن جوشکاری. بسیار پایین‌تر از جوش مورد استفاده در تولید مقاطع ساختمانی H.S.S (جوش ERW) است.

هزینه نهایی، می‌توان مهم‌ترین مزیت استفاده از مقاطع ساختمانی را، کاهش هزینه نهایی عنوان نمود.

با رشد روز افزون هزینه‌های تولید، استفاده از مقاطع ساختمانی به جای ستون‌های تولیدی از ورق چهار وجه. تأثیر غیر قابل انکاری بر روی هزینه تمام شده اسکلت دارد.

سرعت تولید در شیوه سنتی، بسیار زمان بر و کند است. به طور مثال ساخت هر ستون 12 متری در سایز 400×400 توسط یک تیم 5ذ نفره، حدود 2 روز کاری به طول می‌انجامد.

در شیوه تولید H.S.S به علت ماشینی بودن تولید، می‌توان ستون با ابعاد ذکر شده را در مدت زمان کمتر از 2 دقیقه تولید نمود.

تولید در طول دلخواه، از آنجایی که طول ورق‌های موجود معمولاً 6 متر است.

تولید ستون با طول بیشتر، در شیوه سنتی مستلزم برش‌کاری، تسمه‌سازی و جوش چند قطعه به یکدیگر است. در نتیجه امکان تولید ستون‌های یکپارچه در طول زیاد وجود ندارد.

ولی در شیوه H.S.S به دلیل استفاده از رول در فرایند تولید، می‌توان ستون یکپارچه به اندازه دلخواه تولید نمود.

تنش گوشه‌ها، در شیوه مرسوم ساخت ستون، چهار درز جوش طولی در گوشه‌های ستون. پلیت‌ها را به هم وصل می‌کنند که این امر باعث ایجاد تنش در مقطع، مخصوصاً در چهار گوشه ستون می‌گردد.

در فرایند تولید H.S.S تنها یک درز جوش در وسط یکی از اضلاع وجود دارد که کمترین میزان تنش را در مقطع ایجاد می‌کند.

تأثیرات زیست‌محیطی، به خاطر کمتر بودن حجم جوشکاری. (تولید گازهای آلاینده کمتر و تولید پسماند جوشکاری پایین‌تر) و مصرف انرژی کمتر، شیوه تولید H.S.S. نسبت به شیوه سنتی بسیار پاک‌تر و دوست‌دار محیط زیست می‌باشد.

امکان پر کردن مقاطع H.S.S با بتن (ستون کامپوزیت). به دلیل الزام نصب استیفنر داخلی در تولید ستون به شیوه رایج، عملاً پر کردن این مقاطع با بتن امکان‌پذیر نمی‌باشد. ولی در به کارگیری مقاطع ساختمانی H.S.S این محدودیت وجود ندارد.

شمع فولادی و شمع فلزی چیست؟-شمع ساختمان-steel pile-قیمت فولاد ساختمانی

شمع بارهای وارده به سازه را در عمق خاک عبور داده و آن را به خاک مقاوم‌تر منتقل می‌کند. در زمین‌هایی که قابلیت تحمل بارهای وارده از طرف سازه را ندارند

و همچنین خاکبرداری سطحی در آنها مقرون به صرفه نباشد. انتقال بار ساختمان به زمین توسط شالوده عمیق انجام می‌شود.

البته غیر از انتقال بار به لایه‌های مقاوم‌تر، راهکار دیگری به نام بهسازی خاک وجود دارد. که شامل روش‌های مختلفی نظیر اختلاط عمیق (DSM)، تزریق پر فشار (جت گروتینگ). شمع، ستون شنی ارتعاشی، تراکم دینامیکی، ریز شمع (میکروپایل)، خاک مسطح (ژئوسنتتیک) می‌باشد.

شمع‌های پیش‌ساخته فولادی (فلزی)

یکی از انواع شمع‌های پیش‌ساخته‌ای که برای ساخت شالوده‌ها (فونداسیون‌ها) به کار می‌رود و سرعت اجرای بالایی هم دارد.

شمع‌های فولادی (شمع‌ فلزی) می‌باشند.

و شمع‌های پیش‌ساخته به دو گروه طبقه‌بندی می‌شوند. شمع‌های کوچک توخالی و شمع‌های توپور.

شمع‌های کوچک توخالی از لوله‌های فولادی تولید می‌شوند که مناسب پی‌سازی می‌باشند. و شمع‌های توپور نیز از لوله‌های فولادی H شکل تولید می‌شود.

دسته‌بندی شمع‌های فولادی (شمع فلزی)

به طورکلی شمع‌های فولادی (شمع فلزی) را می‌توان به صورت زیر طبقه‌بندی کرد:

شمع‌های فلزی پیچی

شمع‌های فلزی دیسکی

شمع‌های فلزی H شکل

شمع‌های فلزی صفحه‌ای

شمع‌های فلزی (فولادی) که مورد استفاده قرار می‌گیرند. مقطع فولادی H شکل یا مقطع لوله‌ای دارند. شمع‌های فلزی لوله‌ای دارای یک انتهای باز یا بسته هستند.

که به داخل زمین رانده می‌شوند. همچنین شمع‌های با سطح مقطع L شکل یا صفحه‌ای نیز، می‌توانند به عنوان پایه شمع مورد استفاده قرار گیرند.

شمع‌های فلزی با سطح مقطع H به علت اینکه ضخامت بیشتری نسبت به شمع‌های با سطح مقطع L شکل دارند. برای شمع‌زنی زیر پی ساختمان ترجیح داده می‌شوند.

شمع‌های فلزی H شکل، با توجه به اینکه با جوش یا پرچ به یکدیگر اتصال داده شوند. به دو گروه طبقه‌بندی می‌شوند.

در واقع براساس نیاز، شمع‌های فولادی را می‌توان جوشکاری و یا پرچکاری کرد.

انتهای شمع‌های فولادی (شمع فلزی) نیز ممکن است دارای یک سطح صاف یا مخروطی شکل باشد. در این نوع اتصالات، بایستی از جوشکاری استفاده شود.