مشخصات فولادهاي ساختماني مورد استفاده در سازه های فلزی

بنام خداوند جان و خرد

مشخصات فولادهاي ساختماني مورد استفاده در سازه های فلزی

فولادهاي مورد بحث در اين قسمت عبارتند از ورق  ( تير ورق ) كه بايد از زنگزدگي و نواقصي كه به مقاومت و يا شكل ظاهري آنها لطمه مي‌زند، عاري باشند. استفاده از قطعات زنگ زده و پوسته پوسته شده، مجاز نيست، مگر اينكه به وسيله ماسه‌پاشي يا برس زني كاملاً تميز گردند، در اين حالت نيز چنانچه سطح مقطع ها ضعيف شده باشد، سطح واقعي ضعيف شده بايد در محاسبات منظور گردد.

هرگاه كارفرما به منظور حصول اطمينان از ويژگيهاي مصالح فولادي مصرف شده  كه به علت مرور زمان و تأثير عوامل جوي ممكن است ويژگيهاي خود را از دست داده باشند و همچنين مصالح فولادي پاي كار كه به علل گوناگون مدتي در فضاي باز باقي مانده‌اند، بررسي مشخصات فولادهاي مورد مصرف را ضروري تشخيص دهد، مي‌تواند از هر 10 تن فولاد به تعداد كافي نمونه انتخاب و انجام آزمايشهاي زير را در مورد آنها خواستار گردد:

الف:  آزمايش مقاومت كششي و ازدياد طول نسبي

ب:   آزمايش خمشي سرد

پ:   آزمايش خمشي بر اثر ضربه

ت:   آزمايش تركيب شيميايي فولاد

گزارش آزمايشهاي انجام شده توسط كارخانه سازنده و يا آزمايشهاي مورد تأييد كارفرما بر روي مصالح فوق بايد صحت ويژگيهاي مكانيكي فولادها را در انطباق با آنچه در ASTM-A6 يا روشهاي مشابه و متداول آمده است، تأييد نمايد.

كارفرما مخير است نتايج آزمايشهاي انجام شده در كارخانه توليد كننده فولاد را پذيرفته و سپس تقاضاي بازديد محصولات قبل از ارسال آنها از كارخانه را نموده و يا درخواست انجام آزمايشهاي مورد نظر را در حضور نماينده خود در كارخانه بنمايد. بازديد از فولاد ساختماني قبل از حمل به كارگاه از وظايف و اختيارات كارفرما مي‌باشد.

قطعات فولادي اتصالات برشي بايد با مشخصات داده شده در نشريه شماره 228 با عنوان ”آيين‌نامه جوشكاري ساختماني ايران“ و يا مشخصات مندرج در بندهاي 429 و 430 ”آيين‌نامه جوش در اجراي ساختمانها“ D-69 و AWS مطابقت داشته باشند. كارخانه سازنده اين قطعات بايد مدارك دال بر انطباق ويژگيهاي اين قطعات را با مشخصات مذكور ارائه دهد.

نكات مورد توجه در ساخت قطعات اسكلت

1-  كليه فولادهاي ساختماني مصرفي بايد معادل با استاندارد ASTM A-33  (ST-37 ) با مقاومت ارتجاعي حداقل 2400 كيلوگرم بر سانتي متر مربع باشد .

2- پيمانكار بايد قبل از شروع برش و ساخت قطعات كليه ابعاد و طول قطعات فولادي را كنترل و تائيد نموده و هرگونه اشكالي را در اين مورد با كارفرما حل و فصل نمايد .

3- كليه فولادهاي ساختماني مصرفي و اتصالات آنها بايد پس از ساخت با 2 دست ضد زنگ مورد تائيد كارفرما پوشيده شوند .

4- سوراخ كردن اجزاي فلزي باربر فلزي مگر با اجازه مهندس محاسب مجاز نخواهد بود .

5-  كليه جوشكاريها بايد با الكترود  AWS- E – 60  يا معادل آن انجام شود . معادل ايراني اين الكترودها   AMA23AK  و  AMA 1537A خواهد بود . محلهاي جوشكاري بايد قبل از انجام جوشكاري كاملا" تميز شوند .

6- طول و ابعاد جوشها بايد دقيقا" مطابق مشخصات نقشه ها باشد . از ابعاد بزرگتر جوش اگر با مشخصات AWS  هماهنگ باشد ، مي توان استفاده نمود . جوشهاي شياري بايد جوشهاي كاملا" نفوذي باشند .

7- حداقل ضخامت بعد جوش در محلهائيكه در نقشه سازه مشخص نشده برابر D=0.7 t  مي باشد كه t عبارتست از نازكترين ضخامت صفحه اتصال و يا t   در پروفيل هاي نورد شده ضخامت بال لبه پروفيل مي باشد .

8- درز و پخ ورقها بايد مطابق جزئيات اجرايي در نقشه ها و يا جزئيات استاندارد تيپ انجام شود .

9- بعد از هر پاس جوشكاري روباره حاصل از جوش توسط گل زنهاي دستي برداشته شده و سپس پاس بعدي شروع شود .

10- الكترودهاي مرطوب كم هيدروژن ( خشكه) قبل از مصرف در كوره با حرارت 250 درجه سانتيگراد به مدت 2 ساعت خشك شوند .

11- قبل از جوشكاري تمام جوش درزها در پروفيل ها و ورقها و همچنين الكترودهاي مصرفي بايد عاري از هرگونه زنگ زدگي ، روغن ، رنگ و ساير عوامل موثر در كاهش كيفيت جوش باشند .

12- در كليه تيرهاي لانه زنبوري در محل اتصال حداقل دوچشمه از تيرهاي لانه زنبوري در هر طرف اتصال با ورق تقويت جان پر گردد .

13 - برش با شعله

لبه‌هاي حاصل از برش با شعله كه در آينده تحت تنشهاي كششي بزرگ قرار خواهند گرفت، بايد كاملاً يكنواخت و عاري از ناهمواريهاي بيش از 5 ميليمتر باشند. ناهمواريها و زخمهاي بيش از 5 ميليمتر را بايد با سنگ زدن و در صورت لزوم تعميركاري توسط جوش هموار كرد، همچنين لبه‌هاي بريده شده توسط شعله كه مورد جوشكاري قرار خواهند گرفت، بايد تا حد امكان عاري از ناهمواري و بريدگي باشند. سوراخهايي كه به منظور دسترسي و تسهيل جوشكاري تعبيه مي‌شوند، بايد امكان ديد كامل را فراهم ساخته و داراي فراخي كافي باشند، اين سوراخها و نيز قسمتهاي بريده شده بال در انتهاي تيرها، بايد به صورتي كاملاً يكنواخت، با انحناي ملايم و بدون گوشه‌هاي تيز و زايد تعبيه شوند. در نيمرخهاي سنگين و مقاطع مركبي كه از مصالح به ضخامت بيش از 50 ميليمتر ساخته مي‌شوند، بايد لبه‌هاي بريده شده يا سوراخهاي دسترسي را كه توسط شعله بريده مي‌شوند، با سنگ زدن به صورت فلز صاف و براق درآورد. اگر قسمتهاي منحني بريده شده در تير يا سوراخ (به شرح بالا)، توسط عمل مته كردن و يا سوهان زدن شكل گرفته باشند، به سنگ زدن و صاف كردن نياز نيست. همچنين در نيمرخهاي سنگين و قطعات ساخته شده با جوش به ضخامت بيش از 50 ميليمتر، بايد پيش‌گرم كردن تا دماي حداقل 65 درجه سلسيوس قبل از برش انجام شود.

14-  جوشكاري

جوشكاري بايد توسط جوشكاران ماهر طبق نقشه و كاملاً مطابق با ابعاد مشخص شده انجام گردد. چنانچه كارفرما لازم بداند، بايد جوشكار داراي گواهينامه معتبر جوشكاري بوده، يا قبل از انجام كار توسط كارفرما از وي آزمون مهارت به عمل آيد.

روش جوشكاري، مهارت جوشكار، ظاهر كار، خواص جوش و روشهايي كه براي تصحيح جوش و جوشكاري معيوب به كار مي‌رود، بايد مطابق با مقررات جوشكاري مندرج در نشريات 20 تا 24 و 288 دفتر تدوين ضوابط و معيارهاي فني سازمان مديريت و برنامه‌ريزي كشور باشد.

در جوشكاري بايد ضوابط زير در نظر گرفته شود :

14-1- قبل از جوشكاري بايد سطوح مورد نظر از مواد زايد (گردوخاك، زنگزدگي، رنگ و غيره) كاملاً پاك شود. به طور كلي جوشكاري در دماهاي زير صفر درجه سلسيوس به ويژه در جريان باد، ممنوع است. در صورتي كه جريان هوا يكنواخت و ثابت باشد و بتوان سطوح مجاور محل جوشكاري را به شعاع حداقل 10 سانتيمتر با وسايل مناسب به نحوي گرم كرد كه گرماي آن با دست كاملاً محسوس باشد و اين دما در تمام مدت جوشكاري حفظ شود، مي‌توان در هواي تا منهاي 5 درجه سلسيوس جوشكاري كرد. در صورتي كه اين شرايط را بتوان در هواي پايين‌تر از منهاي 5 درجه سلسيوس، تأمين و حفظ نمود، مي‌توان در هواي تا 18 درجه زير صفر با احتياط، به جوشكاري ادامه داد. در دماهاي پايين‌تر از منهاي 18 درجه سلسيوس، جوشكاري مطلقاً ممنوع است.

14-2-  چنانچه در نقشه‌هاي اجرايي مشخص نشده باشد، شدت جريان و نوع الكترودها بايد طوري انتخاب شود كه جوش كامل و داراي نفوذ كافي بوده و قطعات مورد اتصال به قدر كافي ذوب شوند. سطح جوش بايد عاري از شيار، قسمتهاي برآمده، سوختگي و گودافتادگي باشد.

14-3- چنانچه جوشكاري در بيش از يك گذر انجام مي‌شود، قبل از برداشتن پوسته هر گذر و پاك كردن آن با برس سيمي نبايد گذر بعدي جوش شروع شود.

14-4- بين قطعاتي كه مستقيماً به طريق جوش گوشه به هم جوش مي‌شوند، نبايد درزي بيش از 2 ميليمتر موجود باشد. جوشكاري بايد به نحوي انجام گيرد كه قطعات مربوط از شكل اصلي خارج نشده و درزها دچار تابيدگي و اعوجاج نشوند. رواداري اعضاي جوشكاري شده، مطابق جدول  (ب) زير خواهد بود.

14-5- اتصال ورقها به يكديگر از نوع كاملا" نفوذي است . پس از جوشكاري طرف اول ، بايد طرف دوم را كاملا" سنگ زد و سپس جوشكاري نمود . لبه پخ بايد كاملا" تميز باشد .

14-6- اتصال ورقهاي زيرسري و روسري گيرداري بصورت نفوذي است و زاويه پخ سازي 45 درجه است .

14-7- طول جوشها به شرح زير است :

الف – ستونها

100% ورقها به يكديگر ( سراسري )

100% طول نبشيها و ورقهاي محل اتصال تير به ستون ها

100% طول لچكي ها و قوطي ها در محل اتصال ستون به ستون

ب- تيرها

50% طول بال تير در نجاورت يكديگر

80% طول ورقهاي تقويتي پلها

100% محيط ورقهاي تقويتي جان لانه زنبوري

14-8- استفاده از دينام و ركتيفاير توصيه مي شود .

14-9- در جهت بهبود جوش موارد زير توصيه مي شود :

- در هواي برفي و باراني جوشكاري مجاز نمي باشد .

- در هواي كمتر از صفر درجه سانتيگراد جوشكاري مجاز نمي باشد مگر با رعايت پيشگرم قطعات

- در هنگام جوشكاري نفوذي و نيمه نفوذي ، تميز كردن هرلايه از جوش توسط گل زن ، برس برقي و سنگ انجام گيرد

- حداكثر پهناي نوار جوش بايد 5/2 برابر قطر الكترود باشد .

- تمام نوارهاي جوش بايد بصورت يكنواخت و محدب باشد ، تقدم جوشهاي عرضي بر جوشهاي طولي بايد رعايت شود .

- در جوشهاي گوشه 2 mm  از لبه ورق بايد باقي بماند .

- حداكثر مقدار برآمدگي جوش در اتصالات لب به لب 3 mm  است .

- هيچ گونه ترك و عدم ذوب مجاز نيست .

14-10 – براي جوشهاي نفوذي و نيمه نفوذي تست جوش زير نظر كارفرما الزامي است

14-11- استاندارد مرجع براي عمليات جوشكاري اسكلت فلزي سازه ، استاندارد AWSD1.1 Rev.98   و يا آئين نامه جوشكاري ايران بوده و مراحل كاري و انتخاب مواد و مصالح مصرفي لازم است مطابق و بر اساس مندرجات و نيازهاي استاندارد مذكور صورت پذيرد .

14-12- كف كليه ستونها بايد كاملا" سنگ زده و گونيا شود .

14-13 - كارفرما مخير است در هر مورد كه لازم بداند جوشها را مورد آزمايش قرار دهد. براي جوشكاري لازم است مشخصات مندرج در نشريه‌هاي 20 تا 24 و 228 دفتر تدوين ضوابط و معيارهاي فني مورد توجه قرار گيرد.

15 -  تعبيه خيز و خم و راست كردن قطعات

به كار بردن روشهاي گرم كردن موضعي و يا تغيير شكل مكانيكي براي ايجاد انحنا و يا از بين بردن آن (راست كردن) مجاز است، مشروط بر آنكه دماي موضعهاي گرم شده (كه به روش قابل قبولي اندازه‌گيري مي‌شود) از 565 درجه سلسيوس براي فولادهاي قوي مخصوص و 650 درجه سلسيوس براي فولادهاي نرمه، تجاوز ننمايد. به هر حال هرگاه آهن‌آلات اسكلت فولادي ساختمانها نياز به صافكاري و ترميم داشته باشند، انجام اين عمليات هنگامي مجاز خواهد بود كه انحرافات آنها از مقادير مندرج در فصل 24 نشريه 55  (تعمير، تخريب و بازسازي) تجاوز ننمايد.

 16-  رفع معايب آهنهاي مورد مصرف در سازه ساختمانها

پيچيدگي، تابيدگي و كمانش تمامي آهن‌آلات اسكلت فلزي ساختمانها، نبايد بيشتر از رواداريهاي تعيين شده در فصل كارهاي فلزي باشند.

نسبت حداكثر انحنا به طول نبايد از يك هزارم و در عين حال از ده ميليمتر تجاوز نمايد، مگر اينكه اين خميدگي مطابق نقشه‌هاي اجرايي ايجاد شده باشد.

صافكاري آهن‌آلات اسكلت فولادي ساختمانها با چكش مجاز نبوده و اصلاحات بايد به وسيله نورد پرس و يا ماشين مناسب ديگري كه هيچگونه آسيبي به فولاد وارد نسازد، به صور زير انجام گردد.

17 -  رواداري

رواداري در ابعاد، پيچيدگي، تابيدگي، كمانش تمامي اعضاي اسكلت فلزي و همچنين انحرافات هنگام نصب، نبايد فراتر از رواداريهاي مندرج در جداول (الف) و   (ب)  زير باشند.

جدول (الف) رواداري ستونها

متاسفانه با توجه به محدودیتهای بلاگفا امکان درج این جدول در وبلاگ میسر نمی باشد . دوستانی که نیاز به این جداول دارند ، می توانند با ایمیل این جدول را از اینجانب خواستار شوند .

جدول  (ب) رواداري تيرهاي اصلي و فرعي و بادبندها

متاسفانه با توجه به محدودیتهای بلاگفا امکان درج این جدول در وبلاگ میسر نمی باشد . دوستانی که نیاز به این جداول دارند ، می توانند با ایمیل این جدول را از اینجانب خواستار شوند .

18-  رنگ‌آميزي اسكلت فلزي

در رنگ‌آميزي اسكلت فلزي بايد نكات زير رعايت گردد:

- كليه فولادهاي ساختماني مصرفي و اتصالات آنها بايد پس از ساخت با 2 دست ضد زنگ مورد تائيد كارفرما پوشيده شوند .

 -    قبل از اجراي رنگ‌آميزي اسكلتهاي فلزي بايد تمامي زنگها توسط برس دستي يا برقي و يا دستگاه ماسه‌پاشي و نظاير آن برطرف گردد.  

-    گل جوش، گرد، جرقه‌هاي ناشي از پاشيدن الكترود و هر نوع آلودگي ديگر از روي اسكلت فلزي كاملاً پاك و تميز شده و در صورت لزوم فسفاته شود.

-    چنانچه اسكلت در منطقه مرطوب قرار گرفته باشد، رنگ و ضدزنگ بايد از نوع مقاوم در مقابل رطوبت انتخاب شوند (مانند رنگ اپوكسي و ضدزنگهاي متناسب با آن).

19-  الكترودهاي جوشكاري 

كليه جوشكاريها بايد با الكترود  AWS- E – 60  يا معادل آن انجام شود . معادل ايراني اين الكترودها   AMA23AK  و  AMA 1537A خواهد بود . محلهاي جوشكاري بايد قبل از انجام جوشكاري كاملا" تميز شوند .

الكترودهاي جوشكاري بايد از بهترين نوع بوده، متناسب با مشخصات جوشكاري و نوع فلزي باشد كه به هم جوش مي‌شوند و براي به كار بردن در محلهاي مختلف (جوشكاري افقي، قائم، سربالا و مانند اينها) مناسب باشد. معمولاً الكترودهاي موجود در بازار از نوع فولاد نرم را براي جوشكاريهاي عادي مي‌توان به كار برد، در هر حال مقاومت جوش حاصل از كاربرد الكترودها بايد به حدي باشد كه بتواند تنشهاي محاسباتي را تحمل كند. الكترودها را بايد در انبارهاي خشك كه داراي تهويه كافي باشد يا مرتباً گرم نگهداشته مي‌شود، نگهداري كرد و از وارد آمدن ضربه به آنها جلوگيري به عمل آورد. مصرف الكترودهايي كه پوشش آنها به علت رطوبت و يا ضربه آسيب ديده باشد، مجاز نمي‌باشد.

20-  حمل و نقل و نگهداري

بارگيري، حمل و باراندازي انواع مصالح فلزي بايد با دقت انجام شود، به نحوي كه مصالح تحت تنشهاي بيش از حدود مجاز قرار نگرفته و ويژگيهاي مطلوب آنها تغيير نكند. قطعاتي كه به هر علت آسيب ديده و دستخوش تغيير شكل شده‌اند، بايد قبلاً به نحوي رضايت‌بخش و با نظر و تأييد دستگاه نظارت، اصلاح و مرمت گردد. هنگامي كه تعمير قسمتهاي معيوب بدون كم شدن مقاومت آنها ميسر نباشد، بايد آن قسمتها تعويض گردند.

مصالح فلزي بايد در مكانهاي تميز، عاري از رطوبت و مواد مضر، دور از گرد و خاك و ساير مصالح مرطوب انبار شوند تا از آلودگي سطح و خوردگي و زنگزدگي آنها جلوگيري به عمل آيد.

در صورت وجود ترديد نسبت به نوع فولاد، بايد مطابق مشخصات اقدام به آزمايش آن نمود.

21-  كنترل نوع كار

كارخانه سازنده كار فلزي بايد روشها و امكانات بازرسي و كنترل كار ساخته شده را (تا جايي كه به طور مطمئن نشان دهد كار مطابق با مشخصات و مقررات مربوط انجام گرفته) فراهم كند.

به علاوه بايد مصالح مصرف شده و مهارتهاي اجرايي به طور مداوم توسط بازرسان واجد شرايط، تحت بازرسي و كنترل قرار گيرند. شرايط مربوط به نوع عمليات بايد در مدارك قراردادي قيد شده باشد.

22- همكاري

بازرسيهاي نمايندگان كارفرما، بايد حتي‌الامكان در كارخانه سازنده انجام گيرد. كارخانه سازنده بايد با اين بازرسان همكاري كند و اجازه دهد كه كار ساخت، حين پيشرفت و در مراحل مختلف، مورد بررسي قرار گيرد.

نمايندگان كارفرما بايد با برنامه از پيش تعيين شده‌اي كه حداقل وقفه را در كار ساخت ايجاد كند، مبادرت به بازرسي نمايند، اين برنامه بايد از قبل به اطلاع سازنده برسد.

23- بررسي جوشها

بررسي جوشها بايد مطابق با مقررات مربوط صورت پذيرد. اگر از آزمايشهاي نوع غيرمخرب استفاده مي‌شود، بايد ضوابط پذيرش در مدارك پيمان به وضوح قيد شده باشد.