اسکلت فلزی، پایه و اساس یک سازه را تشکیل می‌دهد و میزان استحکام سازه به آن بستگی دارد؛ به همین دلیل آموزش مراحل اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره و جوشی موضوع بسیار مهمی در ساخت و ساز محسوب می‌شود که هر مهندس، پیمانکار یا فعال در حوزه ساخت و ساز باید به طور دقیق بر آن مسلط باشد.

در این مقاله، تمام مراحل اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای و جوشی را گام به گام بررسی خواهیم کرد. از جمله این مراحل می‌توان به انتخاب نوع اتصال، آماده‌سازی فونداسیون، نصب بیس پلیت‌ها، مونتاژ ستون‌ها و کنترل اتصالات اشاره کرد. با این مطلب همراه شوید تا افزون بر آموزش مراحل نصب اسکلت فلزی از تمامی نکات کلیدی آن نیز آگاه شوید و بتوانید با دیدی دقیق‌تر، اجرای یک اسکلت فلزی استاندارد و ایمن را دنبال کنید.

انواع اتصالات اسکلت فلزی

اتصال پیچ و مهره‌ای و اتصال جوشی دو روش اصلی در ساخت اسکلت فلزی هستند که هر کدام ویژگی‌های مخصوص به خود را دارند و عملکرد متفاوتی را در پایان کار ارائه می‌دهند. در سیستم پیچ و مهره‌ای، قطعات فلزی توسط پیچ‌های پرمقاومت به هم متصل می‌شوند و در اتصال جوشی با ذوب شدن لبه‌های دو قطعه و ایجاد یکپارچگی کامل میان آنها اتصال ایجاد می‌شود.

انتخاب میان اسکلت فلزی جوشی و اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای به بودجه، وسعت پروژه، زمان، مهارت افراد، محیط کار و ابزارهای در دسترس بستگی دارد. در ادامه به مقایسه این دو نوع اتصال در اسکلت فلزی می‌پردازیم تا خودتان بهترین تصمیم را بگیرید.

اسکلت فلزی پیچی و مهره‌ای

یکی از روش‌های اتصال تیرآهن‌ها و مقاطع فولادی به یکدیگر برای ساخت اسکلت فلزی، استفاده از پیچ و مهره‌های مخصوص با درجه مقاومت کششی بالا است. در مراحل اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره اغلب از بست‌های بست‌های  ASTM A325، ASTM A490، ASTM A449 و DIN 6914 استفاده می‌شود.

اتصال پیچ و مهره‌ای نیاز به افراد ماهر ندارد، عملیات بی‌خطری است، آلودگی صوتی ایجاد نمی‌کند، با ابزارهای  ساده قابل اجرا است، سرعت کار بالایی دارد و در مونتاژ و دمونتاژ قطعات سازه انعطاف ایجاد می‌کند.

از دیگر مزایای اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره می‌توان به عدم وجود لغزش بین عناصر متصل شده، ساده بودن کنترل کیفیت، کاهش احتمال تغییر شکل سازه، کاهش اندازه صفحات و بارگذاری به محض سفت شدن پیچ و مهره‌ها اشاره کرد.

استفاده از پیچ و مهره در مراحل ساخت اسکلت فلزی و اجرای آن با معایبی همچون هزینه بالا،شل شدن اتصالات در صورت اعمال بارهای لرزشی یا ضربه‌ای، کاهش مقاومت کششی سقف، احتمال شکست دائمی سازه به هنگام اعمال بار بیش از حد و یا خوردگی محل اتصال، همراه است.

اسکلت فلزی جوشی

در مراحل ساخت اسکلت فلزی جوشی خبری از پیچ و مهره نیست و قطعات با جوشکاری به یکدیگر متصل می‌شوند. اسکلت فلزی جوشی دارای اتصالات دائمی است، شکل پذیری بالایی دارد و می‌تواند نیروهای بسیار شدید را نیز تحمل کند؛ البته بروز این ویژگی‌ها به مهارت جوشکار و شرایط محیطی بستگی دارد.

انواع اتصالات جوشی در اسکلت فلزی شامل لب به لب، روی هم، سپری، گوشه گونیا و پیشانی است که هر کدام برای جوشکاری در شرایط‌های مختلف مناسب هستند. این اتصالات باید از طریق تست التراسونیک و یا رادیوگرافی صنعتی بررسی شوند و کیفیتشان مورد تایید قرار بگیرد.

ساخت اسکلت فلزی با جوشکاری نیز همانند پیچ و مهره دارای معایبی است. از جمله این معایب می‌توان به بروز خستگی در محل اتصال قطعات فولادی، نیاز به فرد ماهر برای انجام کار و اعوجاج داخلی و خارجی اشاره کرد.

آموزش مراحل ساخت اسکلت فلزی پیچ و مهره

اسکلت فلزی توسط مجموعه‌ای از مقاطع فولادی مختلف مانند تیرآهن، میلگرد و بولت‌های فولادی ساخته می‌شود. این مقاطع توسط کارخانه‌ها و کارگاه‌ها ساخته می‌شوند و برای ساخت سازه نهایی به محل پروژه فرستاده می‌شوند.

در این بخش قصد داریم مراحل ساخت قطعات مورد نیاز در اسکلت فلزی پیچ و مهره را مورد بررسی قرار دهیم و سپس در بخش بعدی به نحوه نصب آن بپردازیم.

مونتاژ قطعات در کارگاه

در روش پیچ و مهره‌ای قطعاتی مانند ستون‌ها، تیرآهن‌ها، نشیمن‌ها و صفحات اتصال مطابق نقشه‌های طراحی شده توسط مهندسان تحت عملیات برشکاری، سوراخکاری و مونتاژ اولیه قرار می‌گیرند. در این مرحله کیفیت ساخت اهمیت زیادی دارد؛ زیرا حتی یک خطای کوچک در سوراخ کاری یا برش می‌تواند باعث عدم تطابق قطعات در هنگام نصب شود. برای برشکاری قطعات فولادی از ابزارهای صنعتی دقیق مانند دستگاه اره فلکه ای استفاده می‌شود و سوراخ کاری آنها نیز با دریل‌های حرفه‌ای انجام می‌شود تا بیشترین ظرافت و دقت را داشته باشند.

در این مرحله، قطعاتی که قرار است برای ساخت اسکلت فلزی مورد استفاده قرار گیرد به صورت جداگانه مونتاژ می‌شوند و به محل پروژه ارسال می‌گردند. برای مثال، سه صفحه فولادی با زاویه 90 درجه کنار هم قرار داده می‌شوند و توسط پیچ و مهره و دیاق به یکدیگر متصل می‌گردند تا تیرآهن ساخته شود.

حمل و نصب سازه در محل پروژه

قطعات مونتاژ شده توسط کارخانه شماره گذاری و بسته بندی می‌شوند و به محل پروژه ارسال می‌گردند. نکته مهم این است که هنگام حمل این قطعات باید از آنها در برابر ضربه خوردن و تاب برداشتن محافظت کرد.

پس از رسیدن قطعات به محل، نوبت به مراحل نصب آنها و ساخت اسکلت فلزی می‌رسد. نصب اسکلت فلزی دارای مراحل خاصی است که در بخش بعدی به آن خواهیم پرداخت.

کنترل گشتاور پیچ‌ها و استانداردهای آن

پس از نصب کامل اجزای اسکلت باید گشتاور پیچ‌ها کنترل شود. در این مرحله باید از سفت بودن پیچ‌ها در حد استاندارد مطمئن شد تا سازه در حداکثر مقاومت خود قرار گیرد.

آموزش مراحل ساخت اسکلت فلزی جوشی

مراحل آماده سازی قطعات اسکلت فلزی جوشی و ساخت آن متفاوت از مدل پیچ و مهره‌ای است؛ اما در این روش نیز همچنان به خرید دستگاه برش نیاز می‌‎باشد، زیرا بخشی از مراحل به عهده آن قرار دارد.

آماده‌سازی لبه‌ها و پخ‌زنی

در سازه‌های جوشی، پیش از شروع جوشکاری باید لبه‌های ورق‌ها یا پروفیل‌ها آماده‌سازی شوند. برای این کار باید مراحل پخ زنی، سنگ زنی و تمیز کردن محل اتصال را طی کرد تا جوش به صورت عمیق و بدون نقص ایجاد شود.

در این مرحله می‌توان از تیغ اره نواری برای برش قطعات و از اره‌های دیسکی یا فرز برای صیقل کردن سطوح آنها استفاده کرد.

اجرای انواع پاس‌های جوش

پس از آماده سازی، عملیات جوشکاری در سه مرحله پاس ریشه، پاس میانی و پاس نهایی انجام می‌شود. پاس ریشه برای درگیر کردن دو قطعه و ایجاد اتصال اولیه صورت می‌گیرد، پاس‌های میانی برای پر کردن حجم شیار اجرا می‌شوند و در نهایت پاس روکار برای تکمیل و زیبایی سطح جوش اعمال می‌شود. گاهی اوقات نیز جوشکاری طی دو مرحله خال جوش و جوشکاری اصلی خلاصه می‌شود.

برای مثال برای ساخت تیرآهن با روش جوشکاری، ابتدا صفحات فولادی را توسط گیره‌های مخصوص ثابت می‌کنند و سپس از طریق جوشکاری قوس الکتریکی چند خال جوش برای اتصال ورق‌ها می‌زنند. در مرحله بعد از جوشکاری با گاز کربن دی اکسید استفاده می‌شود تا اتصال پلیت‌ها به حداکثر استحکام برسد.

بازرسی جوش و تست‌های غیر مخرب

پس از اتمام جوشکاری، کیفیت جوش باید بررسی شود. در ابتدا تست‌های چشمی برای بررسی ظاهر جوش، نفوذ مناسب، یکنواختی و عدم وجود ترک انجام می‌شود. سپس، آزمون‌های غیرمخرب مانند مایع نافذ، اولتراسونیک، ذرات مغناطیسی و یا رادیوگرافی صنعتی با توجه به نوع پروژه و حساسیت آن انجام می‌شوند. در نهایت این قطعات هم برای بکارگیری در نصب اسکلت فلزی به محل پروژه ارسال می‌شوند.

آموزش مراحل اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره و جوشی

اجرای اسکلت فلزی در هر دو روش پیچ و مهره‌ای و جوشی در اغلب مراحل نصب شبیه یکدیگر است؛ یعنی از فونداسیون شروع می‌شوند و تا نصب بادبندها ادامه دارند. تفاوت اصلی میان این دو روش زمانی مشخص می‌شود که به نوع اتصال ستون‌ها و تیرآهن‌‎ها می‌رسیم.

در سیستم پیچ و مهره‌ای نصب با دقت بالا و کنترل گشتاور پیچ انجام می‌شود و در سیستم جوشی بخش عمده اتصالات با عملیات جوشکاری و تست‌های کیفی مانند تست رادیوگرافی صنعتی کنترل می‌شود. همین تفاوت‌ها باعث می‌شوند کیفیت اجرا و نحوه بازرسی این دو سیستم با هم فرق داشته باشند.

در ادامه تمام مراحل نصب استراکچر فلزی را برای هر دو روش توضیح خواهیم داد و تفاوت آنها را نیز بررسی خواهیم کرد.

آرماتوربندی و اجرای فونداسیون

اجرای اسکلت فلزی همیشه با آرماتوربندی و فونداسیون شروع می‌شود. در این مرحله ابتدا گود برداری انجام می‌شود و پس از رسیدن به خاک مناسب، میلگردها طبق نقشه قالب بندی می‌شوند. اگر گودبرداری بسیار عمیق بود و تا 120 سانتی متر رسیده بود، باید از مهار یا سازه نگهبان نیز استفاده شود.

ترکیب صحیح میلگردها و چیدن آنها دقیقا مطابق با نقشه بسیار اهمیت دارد. گاهی اوقات ممکن است میلگردها و تیرآهن‌ها را برای قالب بندی درست، برش دهند؛ به همین سبب در اغلب پروژه‌ها به خرید دستگاه اره نواری ستونی یا دیگر لوازم برشکاری نیاز است.

تعبیه صفحه ستون‌ها و بولت

پس از اجرای فونداسیون باید بتن ریزی انجام شود که در آن بولت‌ها و صفحه ستون‌ها نیز نصب می‌شوند. این مرحله بسیار حساس است و حتما باید توسط مهندس ناظر کنترل شود. مهندس باید تراز بودن صفحه ستون‌ها، امتداد صحیح محور ستون‌ها، فاصله بین بولت‌ها و میزان فرو رفتگی در بتن را با دقت بالا بررسی کند.

هرگونه کوتاهی در این بخش می‌تواند به نقص در نصب ستون‌ها، کاهش استحکام و مشکلات سازه‌ای شود؛ بنابراین باید از چسبیدن کامل صفحه‌ها به بتن و امتداد آنها با ستون مطمئن شد.

کار گذاشتن ستون‌های اسکلت فلزی

پس از گیرش بتن، ستون‌های فلزی با جرثقیل در جای خود قرار می‌گیرند تا روی صفحه ستون‌ها و محورهای تعیین شده نصب شوند. اتصال اولیه ستون‌ها چه در حالت پیچ و مهره و چه جوشی باید به ‌صورت گیردار و مطمئن انجام شود.

ستون‌های فلزی نباید ذره‌ای تغییر شکل داشته باشند، پس آنها را به حال خود رها نمی‌کنند و فورا بادبندهای موقت را کار می‌گذارند. این بادبندها تا زمانی که قاب تکمیل شود یک پایداری موقت برای ستون‌ها ایجاد می‌کنند. در برخی پروژه‌ها برای برشکاری قطعات ستون و ساخت جزئیات ممکن است خرید دستگاه اره عمودبر نیز ضرورت پیدا کند.

سوار کردن تیرآهن‌ها روی ستون‌ها

پس از نصب ستون‌ها روی صفحه‌های مورد نظر باید تیرآهن‌ها روی سر ستون‌ها قرار داده شوند. در این مرحله با توجه به نوع پروژه و سیستم سازه‌ای می‌توان از اتصال ساده، نیمه صلیب و یا صلیب استفاده کرد.

تیرآهن‌ها توسط جرثقیل در محل قرار گرفته و طبق روش اتصال مورد نظر، به ستون‌ها متصل می‌شوند. این بخش از آموزش مراحل اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره و جوشی نیاز به تفکیک دارد؛ زیرا نحوه اتصال تیرآهن به سر ستون در این دو روش متفاوت است.

در سازه پیچ و مهره‌ای اتصال تیرها توسط ورق‌های اتصال و پیچ‌های استاندارد انجام می‌شود. در نهایت نیز باید گشتاور پیچ‌ها با آچار ترکمتر کنترل شود تا از سفت بودن آنها اطمینان کافی حاصل شود.

اتصالات در سازه فلزی جوشی با جوشکاری نفوذی، گوشه یا جوش‌های تقویتی انجام می‌شود و کیفیت جوش ضمن اجرا باید توسط مهندس جوش با دقت بالا کنترل شود.

نصب بادبندها و مهارهای لازم

مرحله بعدی از نحوه نصب اسکلت فلزی پیچ و مهره‌ای و جوشی، نصب سیستم بادبندی است که وظیفه اصلی آن مقابله با نیروهای جانبی مانند باد و زلزله است. انواع بادبند مانند ضربدری، کا شکل، وی شکل و هفتی هشتی وجود دارد که مهندس باید متناسب با موقعیت پروژه، بهترین آن را انتخاب کند.

کنترل کیفیت اسکلت فلزی

آخرین مرحله از آموزش مراحل اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره و جوشی، کنترل کیفیت سازه است که در هر مدل به روش‌های مختلف انجام می‌شود. در سازه پیچ و مهره‌ای با بررسی سفتی پیچ‌ها، سلامت ورق‌ها و تست اتصالات، کیفیت اسکلت ارزیابی می‌شود؛ اما در سازه جوشی کیفیت بادبندها با تست‌های غیرمخرب مانند التراسونیک یا رادیوگرافی بررسی می‌شود.

دستورالعمل ایمنی در نصب اسکلت فلزی

هنگام نصب و اجرای اسکلت فلزی باید اصول امنیتی مانند تجهیزات حفاظت فردی، امنیت مسیر تردد، خرید ابزارهای سالم و غیره رعایت شوند. برای مثال حتی در خرید اره عمودبر و یا تجهیزات کوچکتر نیز باید دقت کرد تا روند کار در امنیت بالا پیش برود. از دیگر نکات ایمنی در نصب اسکلت فلزی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استفاده اجباری از تجهیزات حفاظت فردی مثل کلاه، کفش ایمنی، دستکش ضدبرش و هارنس.
• بازدید و تست روزانه جرثقیل، کابل‌ها، قلاب‌ها و اتصالات حمل بار قبل از شروع کار.
• جلوگیری از حضور افراد غیرمرتبط در محدوده نصب ستون‌ها و تیرآهن‌ها.
• بررسی سلامت داربست، سکوی کار و مهارهای مورد استفاده در ارتفاع.
• رعایت فاصله ایمن هنگام جوشکاری به دلیل خطر جرقه، دود، حرارت شدید و برق زدگی چشم.
• جلوگیری از برشکاری در محل‌های مرطوب یا نامناسب و تست سالم بودن ابزار برشی قبل از شروع کار.
• به کار گیری از افراد مجرب و آشنا به روش کار و ابزارها؛ توجه داشته باشید که ممکن است یک فرد در استفاده از ابزارهای پیچیده ماهر باشد اما به عنوان مثال نداند یک ابزار ساده مانند اره آتشی چیست، در این زمان یا باید از فرد بلدکار درخواست کمک کرد و یا نحوه کار با دستگاه را به شخص حاضر آموزش داد.
• اطمینان از تراز بودن ستون‌ها پیش از اتصال نهایی تیرها و بادبندها.

ایده‌آل برش؛ انتخاب مهندسان حرفه‌ای برای پروژه‌های بی‌نقص

اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره و جوشی فرآیندی مرحله به مرحله و دقیق است که به استانداردهای مهندسی بستگی دارد. تمام مراحل اجرای اسکلت فلزی پیچ و مهره و جوشی از جمله آماده‌سازی فونداسیون، نصب صفحه ستون‌ها، استقرار ستون‌ها، اتصال تیرآهن‌ها، اجرای بادبندها و در نهایت بازرسی نهایی، باید با نظارت فنی و رعایت اصول ایمنی انجام شود.

اجرای صحیح اسکلت فلزی نیاز به ابزارهای حرفه‌ای و دقیق برای برشکاری، جوشکار، سوراخکاری و… دارد که باید از مراکز مطمئنی مانند ایده آل برش تهیه شوند؛ زیرا کار حرفه‌ای به ابزار خوب نیاز دارد.