اتصالات جوشی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین اجزای انتقال نیرو در سازه‌های فولادی، نقش تعیین‌کننده‌ای در رفتار کلی سازه در برابر بارهای مختلف دارند. انتخاب روش مناسب جوشکاری، طراحی صحیح جزئیات اتصال، کنترل کیفیت جوش و اجرای استاندارد، همگی از عواملی هستند که می‌توانند کارایی و دوام اتصال را تضمین کنند. در مهندسی سازه، تحلیل و طراحی این اتصالات به‌گونه‌ای انجام می‌شود که ضمن تأمین مقاومت لازم، از ایجاد تمرکز تنش، ترک‌خوردگی و کاهش عمر خستگی جلوگیری شود.
انواع اتصالات جوشی در سازه‌های فولادی
در پروژه‌های صنعتی و ساختمانی از روش‌های متنوع جوشکاری برای ایجاد اتصالات جوشی استفاده می‌شود. رایج‌ترین روش‌ها عبارتند از:
● جوش شیاری (Groove Weld)
این نوع اتصال برای ایجاد پیوستگی کامل بین مقاطع به کار می‌رود. در این روش معمولاً لبه‌ها پخ‌زنی شده و امکان نفوذ کامل فلز جوش فراهم می‌شود. جوش شیاری مخصوصاً در ستونها، تیرهای اصلی و اتصالات با ظرفیت باربری بالا کاربرد دارد. سطح مقطع موثر در جوش شیاری برابر با حاصلضرب طول موثر در ضخامت موثر جوش می باشد. ضخامت موثر در جوش شیاری با نفوذ کامل برابر با ضخامت قطعه نازک تر در اتصالات لب به لب و ضخامت قطعه جوش شده در اتصالات سپری و کنج می باشد.
در جوش های شیاری با نفوذ نسبی برابر با عمق شیار منهای 3 میلیمتر می باشد. لازم به ذکر است استفاده از جوش های شیاری با نفوذ ناقص در سازه هایی که تحت بارگذاری های متناوب قرار می گیرند (در معرض خستگی) مجاز نمی باشد.
مقاومت برش چشمه اتصال
نیروی کششی ناشی از لنگر خمشی برای کنترل برش چشمه اتصال برای قاب های خمشی بتنی متوسط برابر با As Fy و برای قاب های بتنی با شکل پذیری ویژه برابر با 1.25As Fy می باشد. رابطه های ارائه شده برای مقاومت برش اتصال در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در فصل 16 با روابط ارئه شده در فصل 20 که مربوط به طراحی لرزه ای سازه های بتنی می باشند تفاوت دارد. با توجه به کاربرد سازه هایی که در ایران طراحی می شوند، روابط فصل بیستم مورد بررسی قرار میگیرد.
از جدول 9-20-2 مشخص است مقاومت برش چشمه اتصال به پیوسته بودن تیر و ستون، محصور شدگی اتصال، مقاومت مشخصه بتن، نوع بتن و مساحت موثر چشمه اتصال بستگی دارد.
چنانچه ستون حداقل به مقدار بعد ستون در راستای نیروی برشی در بالای اتصال امتداد داشته باشد و همچنین میلگردهای طولی و عرضی ستون در پایین ناحیه اتصال تا انتهای دیگر ستون در بالای ناحیه اتصال امتداد داشته باشند، ستون پیوسته در نظر گرفته می شوند.
چنانچه تیر به اندازه عمق خود در طرف دیگر اتصال امتداد داشته باشد و میلگردهای طولی و عرضی در سمت مقابل ناحیه اتصال تیر به ستون امتداد داشته باشند، تیر پیوسته در نظر گرفته می شود.
مساحت موثر ناحیه اتصال
تصویر بالا از جزوه آموزش ایتبس 1403 دکتر مسعود حسین زاده اصل گرفته شده است. در تصویر فوق به صورت جامع مساحت برش چشمه اتصال قابل محاسبه می باشد. لازم به ذکر است عموما در اجرا سازه های بتنی تیرهای پیرامونی به صورت دزاکسه نسبت به محور ستون اجرا می شوند که باعث کاهش چشمگیر مقاومت ناحیه اتصال می شود.
در نقشه های سازه لازم است نسبت به اجرای هم محور تیر ها و ستون ها تاکید شود و در غیر اینصورت مقاومت چشمه اتصال بر اساس نقشه های سازه و روش اجرا کنترل شوند.
روش های رفع برش چشمه اتصال
1- کاهش مساحت میلگردهای خمشی که افزایش ارتفاع تمامی تیرهای طبقه، استفاده از تیر فرعی و یا تغییر جهت تیرچه ها می تواند در این امر موثر باشد. لازم به ذکر است افزایش ارتفاع تیرها در کنترل رابطه تیر ضعیف-ستون قوی می تواند مشکل ساز شود.
2- افزایش عرض تیرها تا حداقل 75 درصد بعد ستون متصل به تیر می تواند باعث افزایش مقاومت اتصال شود.
3- افزایش بعد ستونها در صورت تایید معماری می تواند در افزایش مقاومت برش چشمه اتصال موثر باشد.
در ارتباط با طراحی سازه بتنی می توانید خدمات عمران سازه را مشاهده نمایید.