انواع اتصالات در سازه‌های فولادی
انواع اتصالات در سازه‌های فولادی
اتصالات در سازه‌های فولادی نقش حیاتی در انتقال نیروها، تضمین پایداری و عملکرد کلی سازه دارند. بر اساس نحوه انتقال نیرو و نوع اتصال، می‌توان آن‌ها را به چند گروه اصلی تقسیم کرد: اتصالات صلب، نیمه‌صلب و مفصلی.
۱. اتصال صلب (Moment Connection):
در این نوع اتصال، دوران نسبی میان تیر و ستون محدود می‌شود و لنگر خمشی از تیر به ستون منتقل می‌گردد. این اتصالات معمولاً با استفاده از ورق‌های روسری و زیرسری (Flange Plates) یا ورق‌های تقویتی در محل جان و بال تیر اجرا می‌شوند. از ویژگی‌های آن‌ها می‌توان به سختی بالا و مقاومت مناسب در برابر بارهای جانبی مانند زلزله و باد اشاره کرد. اتصال گیردار تیر به ستون در قاب‌های خمشی نمونه‌ای از این نوع است.
۲. اتصال مفصلی (Simple Connection):
اتصالات مفصلی تنها نیروی برشی را منتقل می‌کنند و اجازه دوران آزاد بین تیر و ستون را می‌دهند. در این نوع اتصال، لنگر خمشی در محل اتصال ناچیز است. اتصالات با ورق نشیمن (Seat Angle) یا ورق جان (Web Plate) از انواع رایج آن هستند. این اتصالات بیشتر در قاب‌های ساده یا سازه‌هایی که نیروهای جانبی توسط مهاربندها جذب می‌شوند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
۳. اتصال نیمه‌صلب (Semi-Rigid Connection):
اتصالات نیمه‌صلب خصوصیتی بین دو نوع قبل دارند. در این حالت، بخشی از لنگر خمشی از تیر به ستون منتقل می‌شود، اما دوران نسبی کاملاً محدود نیست. رفتار واقعی بسیاری از اتصالات در عمل نیمه‌صلب است، هرچند در طراحی معمولاً به صورت مفصلی یا صلب فرض می‌شوند.
۴. تقسیم‌بندی بر اساس روش اجرا:
از نظر روش اجرا، اتصالات فولادی به دو دسته پیچی و جوشی تقسیم می‌شوند:
اتصالات پیچی:
در این نوع، قطعات فولادی با استفاده از پیچ‌های معمولی یا پرمقاومت به هم متصل می‌شوند. پیچ‌های پرمقاومت خود شامل دو نوع اتصال اصطکاکی (Friction Type) و اتکایی (Bearing Type) هستند. مزیت این اتصالات، سرعت بالا در اجرا، امکان باز و بسته شدن و کنترل کیفیت بهتر در کارگاه است.اتصالات جوشی:
در این روش، قطعات فولادی از طریق ذوب موضعی فلز پایه و فلز پرکننده به یکدیگر متصل می‌شوند. جوش گوشه (Fillet Weld)، جوش شیاری (Groove Weld) و جوش انگشتی (Plug Weld) از انواع متداول هستند. اتصال جوشی پیوستگی بیشتری فراهم می‌کند، اما به کنترل دقیق در حین اجرا، بازرسی غیرمخرب و مهارت جوشکار نیاز دارد.
۵. اتصالات در اعضای مختلف:
اتصال تیر به ستون: می‌تواند مفصلی یا گیردار باشد و معمولاً از ورق‌های انتهایی یا ورق‌های روسری و زیرسری برای انتقال لنگر استفاده می‌شود.
اتصال تیر به تیر: اغلب به صورت وصله پیچی یا جوشی اجرا می‌شود تا طول مؤثر تیر افزایش یابد.
اتصال مهاربندها: معمولاً با ورق گاست (Gusset Plate) و پیچ یا جوش به تیر و ستون متصل می‌شوند.
اتصال ستون به فونداسیون: به وسیله صفحه ستون (Base Plate) و بولت‌های مهاری انجام می‌گیرد که نیروهای فشاری و کششی را منتقل می‌کند.
۶. ملاحظات طراحی اتصالات:
در طراحی اتصالات فولادی باید مقاومت در برابر نیروی محوری، برشی، خمشی و پیچشی به‌دقت بررسی شود. همچنین کنترل تغییر شکل، سختی اتصال، اثرات حرارتی، و ترتیب اجرای جوش یا پیچ از اهمیت بالایی برخوردار است. آیین‌نامه‌های معتبر مانند AISC 360 و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، معیارهای طراحی و ضوابط اجرایی این اتصالات را مشخص می‌کنند.
