در گذشته از سازه هاي پيچ و مهره در سوله‌ هاي صنعتي و مجتمع هاي پتروشيمي و سازه هاي مورد استفاده در صنايع نفت و گاز استفاده مي شد. اما در حال حاضر كاربرد اين سازه ها در ساختمانهاي مسكوني ، اداري و تجاري كه در شهرها نيز ساخته مي شود روز به روز در حال افزايش هستند. در اين مقاله به اتصالات پيچي اسكلت فلزي پيچ و مهره‌ اي مي‌ پردازيم.

مشخصات پيچ و مهره اسكلت فلزي

سازه اسكلت فلزي مجموعه‌ اي از اجزاء سازه ايست كه به‌ وسيله اتصالات به يكديگر متصل هستن . پيچ‌ هاي مورد استفاده در سازه‌ هاي اسكلت فلزي داراي سه بخش عمده پيچ، مهره و واشر است كه هر كدام از طريق استانداردهاي بين‌ المللي قابل شناسايي و توليد و استفاده مي باشد. اتصالات اگر صحيح طراحي نگردند به صورت حلقه‌ هاي ضعيف اين پيوند درآمده، ايمني و خدمت‌ دهي ساختمان را دچار مخاطره مي‌ سازند، محاسبه و طرح جزئيات يك اتصال اگر از طرح اعضاي اصلي ساختمان مهم‌ تر نباشد لااقل در همان درجه اهميت قرار دارد. هر سازه فلزي تركيبي از اعضاي جدا از هم مي‌ باشد كه اين اعضا بايد به طريق مناسبي به يكديگر متصل شوند.

عملكرد اتصالات پيچي اسكلت فلزي پيچ و مهره‌ اي

دو عملكرد در اتصالات پيچي داريم كه عبارتند از: اتصال اتكايي ، اتصال اصطكاكي

عملكرد اتصال اتكايي

در عمل اسكلت فلزي پيچ و مهره‌ اي رد اتكايي، پيچ درون سوراخ صفحات اتصال قرار مي‌ گيرد و مهره بسته مي‌ شود. هنگامي‌ كه بار خارجي به پيچ وارد مي‌ شود، قطعات اتصال لغزش پيدا مي‌ كند كه در اثر آن، يك نيروي فشاري به لبه‌ هاي اتصال وارد مي‌ شود كه تبديل به نيروي برشي در پيچ مي‌ گردد. اين اتصال تنها براي حالت بار گذاري ثقلي مي‌ باشد و در طرح لرزه‌ اي نبايد از اين نوع عملكرد در اتصال استفاده نمود. در اين اتصال هيچ نيروي پيش تنيدگي در پيچ ايجاد نمي‌ شود و براي اجراي اين اتصال، تنها سفت كردن پيچ به‌ وسيله كارگر كفايت مي‌ كند.

عملكرد اتصال اصطكاكي 

هنگامي‌ كه پيچ درون سوراخ صفحات اتصال قرار مي گيرد، علاوه بر مهره بايد از واشر نيز استفاده نمود. بايد توجه شود كه واشر مصرفي در اتصال اصطكاكي نبايد از نوع واشر فنري باشد. بر اساس مبحث دهم در طراحي لرزه‌ اي تنها بايد از اين عملكرد طراحي در اتصال استفاده شود. به عبارتي ديگر، در طراحي همه‌ ي اتصالات قاب‌ هاي خمشي و قاب‌ هاي دوگانه و نيز اتصالات بادبندي و وصله‌ ي ستون‌ هاي باربر جانبي در قاب‌ هاي ساده بايد از اين نوع عملكرد استفاده نمود. در اين نوع اتصال، علاوه بر سفت كردن نخستين پيچ، بايد به مقداري كه در طراحي مشخص‌ شده است، نيروي پيش تنيدگي نيز در پيچ ايجاد شود.

انواع اتصالات در اسكلت فلزي پيچ و مهره‌ اي

• اتصال ساده (مفصلي) : اين اتصال تنها نيروهاي قائم را تحمل مي كند.
• اتصال نبشي جان : اتصال ساده تير فرعي و با اصلي به ستون به وسيله جوش و با پيچ
• اتصال با نبشي نشيمن تقويت نشده : اين اتصال از طريق نبشي به عنوان نشست گاهي انعطاف پذير براي نبشي پايدار مي باشد.
• اتصال ساده با نشيمن سخت شده
• اتصال نيم صلب
• اتصال صلب

 عملكرد اتصالات پيچي اسكلت فلزي پيچ و مهره‌ اي

تعريف پيچ و گام پيچ : ميله استوانه فلزي يا غير فلزي كه روي محيط آن دندانه ايجاد شده است و به فاصله دو دندانه متوالي گام پيچ گويند.

پيچ‌ ها يك وسيله اتصال مناسب در ساخت و اجراي ساز ه‌ هاي فولادي ( اسكلت فلزي پيچ و مهره‌ اي) بسيار رايج و متداول هستند. ازجمله مزاياي استفاده از پيچ در سازه‌ هاي فلزي پيچ و مهره‌ اي مي‌ توان به عدم ايجاد تنش‌ هاي پسماند مشابه اتصالات جوشي، امكان بازنمودن سازه و استفاده مجدد، عدم نياز به كارگر ماهر، محدوديت در تأمين وسايل و تجهيزات جوشكاري و بي سروصدا بودن هنگام نصب و اجرا اشاره كرد. اما مشكل عمده در اجراي سازه‌ هاي فولادي با اتصالات پيچي اجراي نامناسب سوراخ‌ ها و عدم رعايت ميزان نيروي پيش تنيدگي مي‌ باشد.