تعریف و اهداف از ساخت قاب
تعریف ساختمانهای قابی
بنا به تعریف سازه هایی هستند که از اتصال اعضای باربر به یکدیگر تشکیل می شوند.
اسکلت قابی متشکل از شبکه های چهارضلعی و سه بعدی است که از اعضای قائم ( ستونها ) و اعضای افقی ( تیرها ) تشکیل شده است و ممکن است اعضای قطری نیز داشته باشد.
اعضای اصلی سازه های قابی عبارتند : از تاوه ها، تیرها، ستونها، مهارها، شالوده ها و از عمده ترین اعضای فرعی آن دیوار برشی است.
سیستمهای سازه های قابی بخصوص در ساختمانهای چند طبقه کاربرد فراوان دارند. بار سقف در سازه های چند طبقه قابی، ابتدا توسط سقفها و از طریق تیرچه ها به تیرهای اصلی و از طریق تیرها به ستونها انتقال می یابد.
قاب های فلزی شیبدار
قابهای فلزی شیبدار در پوشش دهانه های بزرگ در ساختمانهای صنعتی مانند کارخانه ها ، انبارها، آشیانه هواپیما، سالنهای ورزش و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع پوشش نسبت به انواع خرپاسازی دارای مزایای چندی است که مهمترین آنها عبارتند از : صرفه جویی در مصالح و مدت ساخت و نصب، نمای زیباتر و استفاده بیشتر از فضای زیر پوشش.
بنابراین، قابهای شیبدار در مهندسی مدرن اهمیت ویژه ای کسب کرده است و به تدریج جای ساختمانهای سیستم خرپایی را گرفته و می گیرد. شکلهای زیر انواع مختلف قابهای شیبدار را نشان می دهد.
وقتی که دهانه قاب بیش از 15 متر است و یا در مواردی که نسبت ارتفاع به طول دهانه کوچک است، رانش افقی پایه ها که بر شالوده تاثیر می کند، بزرگ می شود. در نتیجه برای مقابله با آن، استفاده از شالوده های منفرد معمولی غیر عملی است. در چنین حالتی، از شالوده های منفرد با شکل هندسی مخصوص مطابق شکل استفاده می شود.
در حالت کلی و در دهانه های بزرگ رانش بین دو پایه، باید با گذراندن کش فلزی در بین دو پایه گرفته شود. این کشها برای تمام ران بین دو پایه محاسبه می شود و با اتصال پنجه مفصلی به صفحه پای ستون متصل می گردد و اغلب لازم است که با گذاردن بست قورباغه ای آنها را به حالت تنیده در آورد.
وقتی که کش در محل صحیح خود قرار گرفت و به اندازه لازم تنیده شد، می توان برای جلوگیری از زنگ زدگی، تمام آن را در بتن قرار داد.
روش ساخت قابها و مونتاژ آنها
قابها را می توان از نیمرخهای نورد شده، مقاطع مرکب و یا ترکیب این دو ساخت. قابهای شیبدار ساخته شده از نیمرخهای نورد شده تا دهانه های حدود 10 متر با سادگی و صرفه جویی مخصوص به خود کاربردهای فراوانی دارد. از طرف دیگر ، اتصال جوش از نظر ساخت شکلهای مرکب با ارتفاع متغیر در مقطع، یا ماهیچه های منحنی در گوشه، تسهیلات خوبی را فراهم می کنند؛ همچنین اتصال جوش در این گونه قابها به مقدار زیادی به ظرافت و زیبایی ظاهر آنها کمک می کند؛ بنابراین، توصیه می شود در سخت قابهای شیبدار از اتصال جوش استفاده گردد. در کارگاه ( کارخانه سازنده )، شکل قاب مورد نظر بر سطح مسطحی پیاده می شود و از روی شکل الگو برداشته شده با استفاده از پروفیلهای انتخاب شده و ورق آهن برابر الگو بریده شده و سپس جوش می گردد.
ابعاد ساختمانی :
قابهای فلزی را می توان با صرفه جویی در دهانه های حدود 8 تا 60 متر و بیشتر به کار برد. فاصله قابها از یکدیگر بر حسب مقدار بار و دهانه، معمولا بین 5/4 تا 10 متر است و می توان ارقام زیر را به عنوان راهنما در طرح ساختمان در نظر داشت :
(جدول در فایل اصلی قابل مشاهده میباشد)
بادبندی قاب های فلزی شیبدار ( بادبندی قائم و افقی )
همانطور که قبلا در مبحث بادبندی قابهای خرپایی گفته شد، در مورد ساختمانهای با قاب فلزی شیبدار عیناً عمل می شود. لازم به یادآوری است که بادبندی افقی در سقف قابها معمولا با میلگرد انجام می گیرد. پروفیلهای مورد مصرف در بادبندیهای قائم در قابهای یک طبقه معمولا از میلگرد، نبشی تک یا نبشی دوبل هستند.
بادبندها
بادبندها و هدف از به کارگیری آنها
در ساختمانهای بلند اسکلت فلزی مرکب از تیر و ستون استحکام و مقاومت آنها در مقابل نیروهای جانبی ( باد و یا زلزله ) بستگی به درجه گیرداری اتصالات تیر و ستونشان دارد.
اگر اتصالات بین تیر وستون طوری مستحکم باشند که زاویه میان آنها تغییر نکند، ساختمان می تواند نیروهای عرضی را تحمل کند و از حالت شاغولی خارج نشود.
اگر گیرداری بین تیر و ستون موجود نباشد و مثلا اتصالات نزدیک به حالت مفصلی باشند، با وارد شدن نیروهای جانبی، زاویه بین تیرها و ستونها تغییر خواهد کرد. واضح است که در این وضع، حالت تعادل پایدار نیست و سرانجام به خرابی ساختمان منجر خواهد شد.
در حالت اخیر، اگر یک دهانه از قابهای ساختمان را در ارتفاع، با گذرادن قطعات چپ و راست به صورت شکلهای مثلثی در آوریم تغییر ناپذیری را به وجود خواهد آورد و قسمتهای دیگر با تکیه بر روی آن حالت پایدار به خود خواهند گرفت، زیرا زوایای هر مثلث بدون تغییر طول اضلاع آن تغییر نخواهد کرد؛ به دیگر سخن، نیروی بسیاری لازم است تا طول اضلاغ تغییر یابد.
شکلهای مثلثی از نوع گفته شده را مهاربندی یا بادبندی چپ و راست ( Bracing ) می نامند. معمولا بادبندی به این صورت در ساختمانها، همیشه امکان پذیر نیست، زیرا در سطوحی که بادبند قرار داده می شود، احداث در یا پنجره دچار اشکال می گردد. که در این صورت ، میزان تاثیر آنها به اندازه بادبندی ضربدری نخواهد بود.
پروفیلهای مورد مصرف در بابندها
در نیمرخهای زیر ، انواع پروفیلهای مختلف که قطعات قطری بادبند را معولا از آنها انتخاب می کنند، مشاهده می شود.
IPE IPB ناودانی سپری قوطی دایره ورق
شیوه نصب بادبندها اعم از خار مغزی و جوشی
اتصال بادبندها در گوشه ها به قاب فلزی، با یک صفحه ( ورق فلزی ) انجام می گیرد. ساخت و نصب به این گونه است که با پروفیلهای مورد نظر چپ و راستها را بر روی سطح صاف نظیر کف کارگاه یا زمین معمولا به وسیله ورق فلزی مربع مستطیل که در ناحیه وسط جوش می شود، اجرا می کنند.
چپ و راستها به وسیله بالابر یا جرثقیل یا کشیدن طناب در محل اتصال قرار می گیرند.
سر پروفیلهای چپ و راست در محل خود، در روی ورق فلزی که به ستون و پل وصل است جوش می گردد.
در شکلهای زیر ، نمونه ای از نمای بادبندی و اتصالات بادبندها را ملاحظه می کنید.
در بعضی موارد، اتصالات چپ و راست به وسیله میلگرد و در محل اتصال به صورت مفصلی ( خار مغزی ) متصل می گردد. این نوع اتصالات معمولا در ساختمانهای قابی فلزی یک طبقه و منابع هوایی فلزی به کار می رود .