فنون نظارت بر ساختمان‌های فلزی

مقدمه

اسکلت فلزی متشکل از فولاد، تیر و ستون است. ستون‌های ساختمان اسکلت فلزی به دو صورت عمودی و افقی قرار گرفته‌اند و امروزه پیکر ساختمان‌های زیادی در سطح شهرهای کشور را پوشش داده‌اند. بنیادی‌ترین مصالح به‌کاررفته در ساختمان اسکلت فلزی است که در حال حاضر از پراهمیت‌ترین مصالح در صنایع ساخت‌وساز به شمار می‌رود. از حائز اهمیت‌ترین مزایای فولاد که موجب گردیده تا در اسکلت فلزی به کار برده شود مقاومت بالا، جوش‌پذیری، شکل‌پذیری، خم‌پذیری، همگن بودن و ارتجاعی محسوب می‌شود. امروزه در تعداد کثیری از سازه‌ها و ساختمان اسکلت فلزی بهره برده شده تا در برابر هرگونه فشار و عوامل خارجی از استحکام و مقاومت کافی برخوردار باشند.

1. اهمیت نظارت بر ساختمان اسکلت فلزی

در نظارت اجرای ساختمان اسکلت فلزی لازم است قبل از ارائه برگه شروع به کار از سوی مهندس ناظر به مجری یک نسخه اصل از نقشه‌های معماری، سازه، تأسیسات مکانیکی و برقی ممهور به مهر طراحان مندرج در پروانه و اسکن شده توسط شهرداری از سوی مالک یا مجری به مهندس ناظر ارائه گردد.

2. نکات مهم اسکلت فلزی

لازم است نقشه‌ها از جنبه‌های مختلف فنی، کامل‌بودن جزئیات و همخوانی نقشه‌ها با یکدیگر به‌خصوص انطباق نقشه‌های سازه با معماری و تطابق سازه نگهبان با شرایط هم‌جواری‌ها توسط مهندس ناظر کنترل شود.

ایرادهای احتمالی نقشه توسط مهندس ناظر به مالک یا مجری جهت مراجعه به محاسب و رفع یا تکمیل نواقص انجام شود.

لازم است هرگونه تغییر یا اصلاح نقشه در هر مرحله از اجرای ساختمان به تأیید طراح سازه مندرج در پروانه برسد و به مراجع صدور پروانه گزارش شود. کلیه مراحل احداث ساختمان باید توسط عوامل اجرایی ذی‌صلاح، مجرب و دارای دانش کافی انجام شود.

لازم است زونکن کارگاهی شامل حداقل مدارک لازم از جمله نقشه‌های مصوب چهار رشته، جواز ساختمان، یک نسخه از کلیه آزمایشات مصالح، هرگونه تاییدیه از مشاور، دستورکارها و… در دفتر کارگاه نگهداری شود.

لازم است مهندس ناظر بر فرایند جمع‌آوری؛ ایمن‌سازی انشعابات گاز، آب و برق توجه نموده و تخریب ساختمان پس از تعیین تکلیف آنها انجام شود.
لازم است ضمن بازدید از ملک قدیمی قبل از تخریب وجود یا عدم وجود درز انقطاع مابین؛ ساختمان در دست احداث و هم‌جواری‌ها مورد بررسی قرار گرفته و صورت‌جلسه گردد. توجه شود در صورت وجود درز انقطاع ساختمان همسایه؛ لازم است درز انقطاع ساختمان جدید به آن اضافه شود.

1.2. نکات عمومی

• لازم است قبل از ارائه برگه شروع به کار از سوی مهندس ناظر به مجری یک نسخه اصل از نقشه‌های معماری، سازه، تأسیسات مکانیکی و برقی ممهور به مهر طراحان مندرج در پروانه و اسکن شده توسط شهرداری از سوی مالک یا مجری به مهندس ناظر ارائه گردد.
• لازم است نقشه‌ها از جنبه‌های مختلف فنی، کامل‌بودن جزئیات و همخوانی نقشه‌ها با یکدیگر به‌خصوص انطباق نقشه‌های سازه با معماری و تطابق سازه نگهبان با شرایط هم‌جواری‌ها توسط مهندس ناظر کنترل شود.
• ایرادهای احتمالی نقشه توسط مهندس ناظر به مالک یا مجری جهت مراجعه به محاسب و رفع یا تکمیل نواقص انجام شود.
• لازم است هرگونه تغییر یا اصلاح نقشه در هر مرحله از اجرای ساختمان به تأیید طراح سازه مندرج در پروانه برسد و به مراجع صدور پروانه گزارش شود.
• کلیه مراحل احداث ساختمان باید توسط عوامل اجرایی ذی‌صلاح، مجرب و دارای دانش کافی انجام شود.
• لازم است زونکن کارگاهی شامل حداقل مدارک لازم از جمله نقشه‌های مصوب چهار رشته، جواز ساختمان، یک نسخه از کلیه آزمایش‌ها مصالح، هرگونه تأییدیه از مشاور، دستور کارها و…در دفتر کارگاه نگهداری شود.
• لازم است مهندس ناظر بر فرایند جمع‌آوری، ایمن‌سازی انشعابات گاز، آبو برق توجه نموده و تخریب ساختمان پس از تعیین تکلیف آنها انجام شود.
• لازم است ضمن بازدید از ملک قدیمی قبل از تخریب وجود یا عدم وجود درز انقطاع مابین ساختمان در دست احداث و هم‌جواری‌ها مورد بررسی قرار گرفته و صورت‌جلسه گردد. توجه شود در صورت وجود درز انقطاع ساختمان همسایه، لازم است درز انقطاع ساختمان جدید به آن اضافه شود.
• در صورت عدم وجود هرگونه هم‌جواری ضروری است موقعیت ملک و ساختمان توسط نقشه‌بردار ذی‌صلاح مشخص گردد.
• چنانچه به هر دلیل سطوح بیرونی دیوار در مجاورت درز انقطاع نیاز به نازک‌کاری داشته باشد، بدیهی است ابعاد درز انقطاع پس از نازک‌کاری دیوارها ملاک عمل خواهد بود.
• لازم است در اجرای ساختمان به استفاده از مصالح ساختمانیاستاندارد توجه شود.
• بازدید از تیرک‌ها و خطوط برق اطراف ساختمان به جهت رعایت مسائل ایمنی در هنگام استقرار جرثقیل و نصب اسکلت و اعلام احتمال خطر به مجری و شهرداری
• بر اساس بند 10-4-4-1 مقررات ملی ساختمان لازم است هرگونه برشکاری، مونتاژ و جوشکاریبه منظور ساخت اسکلت در کارخانه سرپوشیده و مجهز و توسط استادکاران و کارگران ماهر زیر نظر متخصص فن انجام شود.
• لازم است پس از انتخاب کارخانه ساخت اسکلت توسط مالک یا مجری، مهندس ناظر از کارخانه بازدید به عمل‌آورده و صلاحیت کارخانه ساخت اسکلت را از لحاظ فضای مناسب، تجهیزات، پرسنل و رزومه کارخانه مورد بررسی قرار دهد.
• اهم نکات فنی و ایمنی مطابق با مقررات ملی ساختمان که در مرحله ساخت و نصب مدنظر مهندسین ناظر است باید طی دستور کار در اختیار مجری ساختمان قرار داده شود و مجری را ملزم نمود که موارد را در قرارداد ساخت و نصب اسکلت درج نماید و یا به طریق مقتضی به اطلاع پیمانکار ساخت اسکلت برساند.
• کنترل پلان استقرار ساختمان، تعیین محل دقیق استقرار صفحه‌ستون‌ها، ستون‌ها و ترازها (ترجیحاً توسط نقشه‌بردار) الزامی است.
• مجری باید یک نسخه از نقشه‌های که توسط کارخانه ساخت اسکلت بر اساس نقشه‌های مصوب سازه و معماری تهیه شده است را در اختیار مهندس ناظر قرار دهد.
• مجری باید از پروفیل‌ها و مصالح فولادی استاندارد جهت ساخت اسکلت استفاده نماید.
• لازم است قبل از شروع به ساخت اسکلت، آزمایشگاه ذی‌صلاح جوش مورد تأیید سازمان نظام‌مهندسی و دارای پروانه از وزارت راه و شهرسازی توسط مجری انتخاب و ضمن عقد قرارداد به‌منظور کنترل‌های لازم به کارخانه معرفی گردد.
• لازم است مهندسین ناظر به طور ادواری به کارخانه مراجعه نموده و از کمیت و کیفیت ساخت اسکلت مطلع شوند
• محافظت قطعات فولادی در برابر خوردگی باید توسط کارخانه متناسب با نوع کاربری ساختمان و شرایط جوی بر اساس بند 10-4-5 مبحث دهم مقررات ملی انجام شود.
• به جز حالت‌هایی که در مدارک طرح و محاسبه به‌عنوان شرط خاص قید شده باشد، کلیه سطوحی که در فاصله 50 میلیمتری از محل هر جوش کارگاهی قرار میگیرند، باید از موادی که به جوشکاری صدمه میزند و یا در حین جوشکاری گازهای سمی و مضر تولید میکند، کاملاً پاک شود. قبل از جوشکاری باید رنگکارخانه ای از روی سطوحی که جوش انجام میگیرد، توسط برس سیمی کاملاً برطرف و پاک گردد. (بند 10-4-5-4 قسمت ش مبحث دهم مقررات ملی)
• صفحاتی که قرار است در اتصالات اصطکاکی روی‌هم قرار گیرند نباید رنگ شوند، فقط به لایه‌ای در حد 20 میکرون به عنوان رنگ انبارداری نیاز می باشد (جدول 10-4-5 مبحث دهم مقررات ملی)
• در نصب اسکلت باید دقت نمود تا ستون‌ها در موقعیت نشان‌داده‌شده در نقشه‌های سازه در محدوده رواداری‌های مجاز نسبت به صفحه‌ستون‌ها نصب شوند (بند 10-4-6 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان)
• تیرها باید حتی‌المقدور در آکس ستون‌ها نصب شوند.
• پایداری سازه در هنگام نصب همواره باید مدنظر قرار گیرد. بل از اطمینان از پایداری مرحله اول اسکلت نباید مجوز نصب مرحله دوم صادر شود؛ لذا تا تأمین پایداری و ایجاد وضعیت مطمئن برای مقاومت در برابر بارهای جانبی نباید مجوز نصب ستون‌های مرحله بعدی و حتی مجوز اجرای سقف‌ها صادر شود.
• قرارداد ساخت و نصب اسکلت فی‌مابین کارفرما و کارخانه ساخت اسکلت باید به‌گونه‌ای تنظیم شود که تأیید جزئیات مرحله نصب پس از اجرای هر سقف و امکان حضور دستگاه نظارت و تیم آزمایشگاه ذی‌صلاح در داخل ساختمان میسر گردد.
• بر اساس بند 10-2-9-9 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران “درصورتی که میل مهارهای کف ستونها از آرماتورهای آجدار ساخته میشوند، در تعیین مقاومتها، سطح مقطع اسمی ناحیه رزوه شده (که پس از براده برداری کوچکتر از قطر اسمی آرماتور خواهد شد) ملاک محاسبه خواهد بود”. لذا لازم است قطر میلگردپس از رزوه صراحتاً در نقشه‌های سازه مشخص شود. در صورت وجود هرگونه ابهام لازم است از محاسب پروژه استعلام به عمل آید.

2.2. کنترل جوش‌ها

• بعد و طول جوش‌ها از لحاظ هندسی باید منطبق بر جزئیات نقشه‌های سازه مصوب باشد
• در صورت طراحی ستون‌ها صرفاً با ورق به اشکال مختلف مانند باکس، H ، صلیبی و … ضروری است جوش‌های طولی ورق‌های تشکیل‌دهنده ستون‌ها به‌صورت پیوسته اجرا شوند.
• در صورت طراحی تیرها به‌صورت تیرورق در قاب‌های خمشی لازم است جوش اتصال ورق جان به بال‌ها به‌صورت پیوسته انجام شوند (تأمین فشردگی مقطع).
• جوش‌های اتصالات تیر به ستون در مجاورت ساختمان‌های همسایه باید به‌دقت اجرا و کنترل شود. اتصال بادبندها به تیر و ستون باید در آکس مرکز اتصال انجام شود که در این صورت جوشکاری و کنترل‌های لازم در مجاورت ساختمان همسایه نیز امکان‌پذیر خواهد شد.
• در صورت طراحی ستون‌ها با پروفیل و ورق تقویتی، پیوستگی جوش ورق تقویتی ستون‌ها در محل اتصال گیردار تیر به ستون بسیار حائز اهمیت بوده و باید به طور دقیق با جزئیات نقشه‌های سازه انطباق داده شود.
  در صورت عدم اجرای جوش اتصال ورق تقویتی ستون بر روی پروفیل انتقال کوپل نیرو به پروفیل‌های ستون انجام نشده و گیرداری اتصال مفهوم نخواهد داشت
• انتخاب الکترود باید مطابق با مشخصات مندرج در نقشه‌ها صورت گیرد. در صورت عدم وجود این مشخصات در نقشه‌های سازه لازم است نوع الکترود از محاسب پروژه استعلام گردد. در صورت استفاده از الکترودهای قلیایی کم هیدروژن مانند E7018 به‌کارگیری گرمکن (مرکزی و سیار) به‌منظور حذف رطوبت غلاف الکترود الزامی است.
• تعداد و نوع آزمایشات جوش باید بر اساس ضوابط جدول 10-4-1 مبحث دهم مقررات ملی توسط آزمایشگاه ذیصلاح انجام شود. قرارداد فی‌مابین مجری و آزمایشگاه باید با درنظرگرفتن ملاحظات جدول مذکور منعقد گردد.
• بر اساس ضوابط جدول 10-4-1 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان لازم است کلیه جوش‌ها مورد بازرسی چشمی قرار گیرند. بنابراین وجود هرگونه گل جوش بر روی جوش‌ها نه تنها نشانگر عدم انجام آزمایشات فرا صوت و رنگ نافذ است؛ بلکه گواه آن است که حتی بازرسی چشمی نیز انجام نشده است. لازم است گل جوش پس از سرد شدن توسط جوشکار زدوده شود و سپس کنترل‌های لازم صورت گیرد.
• مهندس ناظر باید کامل بودن آزمایشات جوش و گزارشات آن را باتوجه‌به بندهای 7 و 8 فوق کنترل نماید و در صورت مشاهده هرگونه نقص اطلاع رسانی لازم را به مجری، آزمایشگاه، سازمان نظام مهندسی و شهرداری انجام دهد.
• لازم است گزارش آزمایشات جوش در کارخانه، قبل از حمل اسکلت به محل پروژه توسط ناظر کنترل شود.
• باتوجه‌به اهمیت جوش‌های شیاری لازم است در اجرای این نوع جوش موارد زیر مدنظر قرار گیرد:
  1. آماده‌سازی لبه و اجرای کونیک مطابق نقشه
  2. تأمین ریشه جوش کافی به‌منظور اجرای صحیح جوشکاری
  3. اجرای صحیح مراحل جوشکاری از جمله اصلاح ریشه شامل سنگ زدن پشت جوش و جوشکاری مجدد که این مورد عمدتاً برای اتصال ورق‌های زیرسری مورداستفاده قرار می‌گیرد و نیز اجرای تسمه پشت‌بند، پشت درزجوش که معمولاً این مورد برای اجرای ورق‌های روسری به کار می‌رود.
  4. توجه به انتخاب صحیح الکترود باتوجه‌به نکات فنی مندرج در نقشه‌های مصوب سازه

3.2. سقف‌ها

سقف‌ها در اسکلت‌های فولادی به طور معمول از انواع زیر هستند:

1. سقف‌های تیرچه‌بلوک با بلوکه‌ای سفالی یا بتنی و پلی‌استایرن
2. سقف‌های تیرچه‌بلوک با تیرچه‌های کرمیت
3. سقف‌های مختلط بتن و تیرچه فولادی (Composite)
4. سقف‌های مختلط عرشه فولادی (Steel Deck)

1.2.3. سقف‌های تیرچه‌بلوک با بلوک‌های سفالی، بتنی و یا پلی‌استایرن

• تیرچه‌ها باید استاندارد باشند و مشخصات آن باید منطبق بر استاندارد ملی ایران به شماره 1-2902 باشد.
• باتوجه‌به تفاوت وزنی بلوکه‌ای مورداستفاده در سقف‌های تیرچه‌بلوک استفاده از انواع بلوکه‌ای سفالی، بتنی یا پلی‌استایرنی باید در تطابق با نقشه‌های سازه باشد.
• اجرای میل‌گردهای اوتکا در تکیه‌گاه تیرچه الزامی است.
• اجرای میل‌گردهای ممان منفی در تکیه‌گاه هر یک از تیرچه‌ها مطابق نقشه‌های سازه الزامی است.
• بر اساس استاندارد حداقل عرض پاشنه تیرچه‌ها در صورت استفاده از بلوکه‌ای سفالی یا بتنی باید 12 سانتیمتر و در صورت استفاده از بلوکه‌ای پلی‌استایرن باید 14 سانتیمتر باشد.
• اولین زیگزاگ تیرچه تاحدامکان باید به تکیه‌گاه تیرچه نزدیک باشد.
• فواصل جوش‌های اتصال زیگزاگ‌ها به میل‌گردهای طولی نباید از 20 سانتیمتر بیشتر باشد.
• به‌منظور تأمین عملکرد دیافراگم سقف، میل‌گردهای حرارتی، میل‌گردهای ممان منفی و میل‌گردهای اوتکا باید از روی بال فوقانی تیرهای اصلی عبور نمایند و بتن رویه باید سطح بالایی تیرهای اصلی را در بر گیرد. بدین منظور درصورتی‌که ارتفاع تیرهای اصلی از ضخامت سقف سازهای بیشتر باشد لازم است ضمن کسب مجوز کتبی از محاسب پروژه، با اجرای نشیمن در جان تیر اصلی، تیرچه‌ها را بالاتر از تراز بال زیرین تیرهای اصلی مستقر نمود.
• مشخصات بلوکه‌ای پلی‌استایرن مورداستفاده در سقف‌های تیرچه‌بلوک باید منطبق بر ضوابط استاندارد ملی ایران به شماره 11108 باشد. در این استاندارد ابعاد هندسی، نوع ماده کُندسوز، مقاومت بلوک تحت بار حین اجرا و چگالی ماده پلی‌استایرن ذکر شده است.
• مشخصات بلوکه‌ای پلی‌استایرن مورداستفاده در سقف‌های تیرچه‌بلوک باید منطبق بر ضوابط استاندارد ملی ایران به شماره 11108 باشد. در این استاندارد ابعاد هندسی، نوع ماده کُندسوز، مقاومت بلوک تحت بار حین اجرا و چگالی ماده پلی‌استایرن ذکر شده است. بر اساس ضوابط استاندارد ملی ایران به شماره 11108، باید سطوح زیرین سقف‌های تیرچه‌بلوک با بلوک‌های پلی‌استایرن به‌منظور محافظت بلوک‌ها در برابر حریق با رابیتس و اندود گچی یا صفحات گچی حداقل به ضخامت 1. سانتی‌متر پوشش داده شود. رابیتس باید با اتصالات مکانیکی یا مفتول‌های فلزی به تیرچه متصل شده باشد.
• به‌منظور اجرای سقف کاذب لازم است با روش‌های اصولی امکان اجرای آهن‌کشی سقف کاذب میسر گردد. بدین منظور معمولاً قبل از بتن‌ریزی سقف میل‌گردهایی به شکل عصایی به تعداد و به طول کافی به‌صورت آویز پیش‌بینی می‌شود. شکستن تیرچه‌ها و بتن اعضای سازه به‌منظور ایجاد اتصال به‌هیچ‌وجه مجاز نمی‌باشد.

2.3.2. سقف‌های تیرچه‌بلوک کرمیت

• جزئیات مقاطع تیرچه‌های کرمیت و اتصال تیرچه‌ها به تیرهای اصلی باید منطبق بر نقشه‌های مصوب سازه باشد.
• باتوجه‌به اینکه به طور معمول فواصل تیرچه‌های کرمیت بیشتر از تیرچه‌های خرپایی ساخته شده از میل‌گرد است لازم است بلوک پلی‌استایرن مورداستفاده از چگالی و استحکام کافی در برابر بارهای حین اجرا مطابق ضوابط استاندارد 11108 ایران برخوردار باشد.
• به‌منظور تأمین ضابطه بند 9-14-6-2-1 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان مبنی بر رعایت حداقل عرض جان بتنی تیرچه برابر با 10 سانتیمتر لازم است حداقل عرض پاشنه تیرچه‌ها در صورت استفاده از بلوکه‌ای سفالی یا بتنی 12 سانتیمتر و در صورت استفاده از بلوک‌های پلی‌استایرن 14 سانتیمتر باشد.
• سطوح زیرین تیرچه‌های کرمیت باید با استفاده از پوشش‌های مناسب در برابر خوردگی محافظت شوند.
• رعایت ضوابط بندهای 10 و 11 تیرچه‌های خرپایی ساخته شده از میل‌گرد در مورد تیرچه‌های کرمیت نیز الزامی است.
• باتوجه‌به اینکه تیرچه‌های کرمیت به طور معمول بدون شمع‌بندی اجرا می‌شوند، لذا همواره باید تدابیر لازم به‌منظور جلوگیری از کمانش جانبی عضو فوقانی تیرچه‌ها تحت بارهای حین اجرا و قبل از گیرش بتن توسط محاسب پیش‌بینی‌شده و نوع و فواصل قیدهای عرضی در نقشه‌های سازه ذکر شود. توجه شود پس از بتن‌ریزی کمانش جانبی یال فوقانی قابل رویت نخواهد بود. به‌منظور ایجاد مهار جانبی یال فوقانی تیرچه کرمیت حداقل توصیه شده است که میل‌گردهای فوقانی کلاف عرضی سقف به عضو فوقانی تیرچه‌ها جوش شود.

باتوجه‌به اینکه تیرچه‌های کرمیت به طور معمول بدون شمع‌بندی اجرا می‌شوند، لذا همواره باید تدابیر لازم به‌منظور جلوگیری از کمانش جانبی عضو فوقانی تیرچه‌ها تحت بارهای حین اجرا و قبل از گیرش بتن توسط محاسب پیش‌بینی‌شده و نوع و فواصل قیدهای عرضی در نقشه‌های سازه ذکر شود. توجه شود پس از بتن‌ریزی کمانش جانبی یال فوقانی قابل رویت نخواهد بود. به‌منظور ایجاد مهار جانبی یال فوقانی تیرچه کرمیت حداقل توصیه شده است که میل‌گردهای فوقانی کلاف عرضی سقف به عضو فوقانی تیرچه‌ها جوش شود.

لازم است انتهای ورق زیرین تیرچه در تکیه‌گاه به طول حداقل 5 سانتیمتر و بعد حداقل 3 میلیمتر به پروفیل فولادی تکیه‌گاه جوش شود. یال فوقانی تیرچه نباید به تکیه‌گاه جوش شود.

3.3.2. سقف‌های مختلط بتن با تیرچه فولادی (Composite)

1. جزئیات مقاطع تیرچه‌ها، اتصالات آنها به تیرهای اصلی و جزئیات قالب‌بندی و اجرای دال رویه باید منطبق بر نقشه‌های سازه باشد.
2. باتوجه‌به اینکه سقف‌های مرکب با دو روش طراحی و اجرا می‌شوند (با و بدون شمع‌بندی) و هر یک از روش‌ها در طراحی مقاطع سازه تأثیرگذار هستند، لذا لازم است حتماً نیاز و یا عدم نیاز به شمع‌بندی توسط محاسب سازه در نقشه‌های سازه ذکر شود و اجرای سقف براین‌اساس انجام گردد. در صورت مسکوت بودن، لازم است موضوع توسط مجری از محاسب استعلام گردد.
3. نوع برشگیرها، تعداد و جهت قرارگیری برشگیرها و محلهایی که لازم است برشگیر بر روی آن نصب شود (تیرچه‌ها، تیرهای فرعی و تیرهای اصلی) باید در نقشه‌های سازه ذکر شده باشد و اجرای آن بر اساس نقشه‌ها انجام شود.

4.3.2. سقف‌های مختلط عرشه فولادی (Steel Deck)

• جزئیات مقاطع تیرچه‌ها، اتصالات آنها به تیرهای اصلی، جزئیات عرشه فولادی، آرماتوربندی و اجرای دال رویه باید منطبق بر نقشه‌های سازه باشد.
• جزئیات هندسه عرشه فولادی اعم از گام شیارهای ورق، ضخامت ورق و ابعاد هندسی آن باید در نقشه‌های سازه ذکر شده باشد و اجرای آن بر اساس نقشه‌ها انجام شود.
• مجری باید عرشه فولادی موردنظر را از بین تولیدکنندگان عرشه فولادی دارای گواهینامه فنی از مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی انتخاب و خریداری نماید. باتوجه‌به تفاوت نقش برجستگی‌های موجود بر روی ورق‌های عرشه فولادی تولیدکنندگان مختلف که منجر به تفاوت در چسبندگی بتن و فولاد می‌گردد بر اساس آیین‌نامه ASCE و SDI لازم است کلیه تولیدکنندگان عرشه فولادی نسبت به انجام آزمایش‌ها لازم اقدام و تأییدیه‌های لازم را از مراجع قانونی اخذ نمایند.
• درصورتی‌که مشخصات فنی یا هندسی عرشه فولادی خریداری شده مغایر با جزئیات مندرج در نقشه‌های سازه باشد لازم است مشخصات جدید به تأیید محاسب پروژه برسد.
• نوع برشگیرها، تعداد برشگیرها و محل‌هایی که لازم است برشگیر بر روی آن نصب شود (تیرچه‌ها، تیرهای فرعی و تیرهای اصلی) باید در نقشه‌های سازه ذکر شده باشد و اجرای آن بر اساس نقشه‌ها انجام شود.
• حداقل ضخامت ورق‌های عرشه فولادی 0.8 میلی متر و ارتفاع پروفیل ورق نباید از 7.5 سانتی متر بیشتر باشد.
• در صورت استفاده از گل‌میخ سر پهن به‌عنوان برشگیر لازم است جوش اتصال به‌صورت 360 درجه پیرامون گل‌میخ را دربر گرفته و از کیفیت مطلوبی برخوردار باشد. علاوه بر بازدید عینی باید آزمایش خم گل‌میخ تحت زاویه 30 درجه نسبت به راستای قائم مطابق نشریه شماره 228 سازمان مدیریت (و یا استاندارد 14555 EN)بر روی موارد مشکوک انجام شود.
• محافظت سقف‌های عرشه فولادی در برابر حریق بسیار حائز اهمیت است. بدین منظور لازم است راهکارهای مناسب از طراح سازه استعلام گردد. به طور معمول از تعبیه میل‌گردهای اضافی در قعر قالب و استفاده از پوشش‌های ضدحریق (Fire Proof) استفاده می‌شود.
• در صورت جایگزین نمودن سیستم عرشه فولاد (Steel Deck) بجای سقف مختلط بتن و تیرچه فولادی (Composite) لازم است به دلیل توزیع مجدد بارهای ثقلی بر روی تیرها، محاسبات اجزای باربر سازه ساختمان مجدداً توسط محاسب پروژه مورد بازنگری قرار گیرد.

3. مزایای استفاده از اسکلت فلزی

یکی از مهم‌ترین ساختمان اسکلت فلزی سبک بودن و وزن کم آن است. اسکلت فلزی؛ در مقایسه با اسکلت بتنی وزن کمتری دارد و در نتیجه وزن کلی ساختمان هم در پایان کار، کمتر می‌شود.
مزیت دیگر ساختمان اسکلت فلزی؛ مناسب‌بودن آن برای ساخت سازه‌های بلند است. قطعات فلزی؛ خاصیت ارتجاعی دارند و در برابر بسیاری از مشکلات مقاومت بهتری دارند. همین مقاومت زیاد؛ موجب شده است از اسکلت فلزی در ساختمان‌های مرتفع و مناطقی که خاک سست دارند، بیشتر استفاده شود.

نکته مثبت دیگر ساختمان اسکلت فلزی، ترکیبات و بافت آن است. به‌عنوان‌مثال؛ امکان وجود ناخالصی در مواد بتنی زیاد است و این مورد در کیفیت و مقاومت آن‌ها؛ تأثیر زیادی می‌گذارد. درصورتی‌که امکان وجود ناخالصی و یکنواخت نبودن؛ در فلز پایین‌تر است. مواد تشکیل‌دهنده فلز؛ همگن است. همین بافت یکنواخت موجب می‌شود دوام مواد فلزی؛ بالا برود و ساختمان‌هایی که از اسکلت فلزی ساخته شده‌اند، عمر بیشتری داشته باشند.

انعطاف بالای مصالح فلزی موجب بالارفتن مقاومت آن‌ها؛ در برابر ضربه و آسیب می‌شود. این اسکلت‌ها در برابر انفجار نیز بسیار مقاوم هستند و در صورت منفجرشدن؛ ساختمان به‌کلی تخریب نمی‌شود و اسکلت باقی می‌ماند.

4. مراحل اجرای ساختمان اسکلت فلزی

به طور معمول سازه فولادی به سیستم‌های ساختمانی اطلاق می‌شوند که در آن المان‌های عمودی و افقی که قاب‌ها را تشکیل می‌دهند از فلز؛ ساخته شده باشند. حال با این تعریف ساده، حال به سراغ مراحل ساخت سازه‌های فلزی به شرح زیر می‌رویم:

1. ساخت پایه و فونداسیون
2. ساخت ستون فولادی
3. نصب تیرهای فلزی
4. سیستم‌های سقف
5. سیستم بادبند
6. نازک‌کاری

1.4. نصب صفحه ستون و بولت‌ها

اولین قدم جهت برپایی سازه‌های فلزی قراردادن بولت‌های صفحه‌ستون در فونداسیون است به‌نحوی‌که ستون‌ها دقیقاً در محل موردنظر و در آکس صفحه‌ستون‌ها قرار گیرند. برای جلوگیری از جابه‌جایی صفحه‌ستون‌ها پیشنهاد می‌گردد تاحدامکان از دوربین‌های نقشه‌برداری جهت پیاده‌سازی دقیق محل صفحه‌ستون‌ها استفاده شود و قبل از بتن‌ریزی بولت‌ها به‌گونه‌ای داخل فونداسیون ثابت گردد تا در حین عملیات بتن‌ریزی دچار تغییر مکان و یا جابه‌جایی نگردد.

این امر با استفاده از شابلون صفحه‌ستون (صفحه‌ای با ابعاد مشابه صفحه‌ستون از جنس چوب و یا فلز جهت ثابت‌کردن بولت‌ها و ساخت دقیق صفحه‌ستون اصلی) و چهارپایه تثبیت بولت بسیار ساده‌تر خواهد بود. یکی دیگر از روش‌ها، استفاده از صفحه‌ستون اصلی در محل دقیق روی فونداسیون است. این روش به دلیل نیاز به جرثقیل در حین نصب ستون روی بیس پلیت تا تکمیل جوشکاری و شاقول‌کردن ستون نسبت به روش قبل کمی زمان بر است. ضمناً در این روش به دلیل مشکلات اجرایی و عدم دقت در حین نصب صفحه‌ستون امکان قرارنگرفتن تیرها، پس از نصب ستون‌ها نیز وجود خواهد داشت.

قبل از بتن‌ریزی قسمت رزوه شده بولت‌ها آغشته به گریس شده و توسط گونی یا نایلون، کاملاً روی آن پوشیده شود تا پس از بتن‌ریزی، باز کردن و بستن مهره‌های صفحه‌ستون‌ها بدون چسبیدن بتن به آنها، به‌راحتی امکان‌پذیر باشد.

2.4. ساخت و نصب ستون‌ها

مهم‌ترین مراحل ساخت ساختمان اسکلت یا سازه فلزی، طراحی و اجرای ستون است. اصل مهم در نصب ستون، اتصال بین فونداسیون و ستون و شکاف بین این دو است. باتوجه‌به پایه و اتصالات ستون، صفحات فولادی (بیس پلیت) تا انتهای ستون‌ها جوش داده می‌شوند.

همچنین ممکن است با استفاده از بولت به داخل پی متصل شوند. باید دانست که مطلوب‌ترین شکل بیس پلیت، شکل مستطیلی و مربعی است، زیرا به انتقال نیروها از ستون به بیس پلیت و از بیس پلیت به فونداسیون بهتر عمل می‌کنند. فاصله بین بیس پلیت و فونداسیون نیز توسط گروت پُر می‌شود.

در اولین مرحله اجرای ساختمان‌های فلزی ستون‌ها ساخته و نصب می‌گردند. ستون عضو انتقال‌دهنده نیروهای عمودی (بارهای زنده و مرده) و نیروی افقی باد به ساختمان می‌باشد. ستون‌های فلزی به واسطه موقعیت مکانی بر روی پلان آکس بندی و نوع تکیه‌گاه‌های آن‌ها بار وارده به خود را به فونداسیون منتقل می‌کنند.

ستون‌ها در ساختمان‌های اسکلت فلزی به سه گروه تقسیم می‌شوند:

• ستون‌های وسط که اگر آن‌ها را مرکز یک مربع در نظر بگیریم، بار کل مربع به آن‌ها وارد می‌شود.
• ستون‌های کناری که نصف بار مربع به آن‌ها وارد می‌شود.
• ستون‌های گوشه که ربع بار مربع به آن‌ها وارد می‌شود.

با توجه به این تقسیم‌بندی، ستون طراحی می‌شود.

ستون‌ها معمولاً از دو یا چند تیرآهن با یا بدون ورق تقویتی طراحی و اجرا می‌گردند. برای سهولت در اجرا معمولاً طراحان سازه، تعداد و نمره تیرآهن ستون‌هایی که با تیر طراحی شده‌اند را از یک نمره تیرآهن در نظر می‌گیرند و جهت بالابردن مقاومت تا رسیدن به سطح مقطع موردنظر از ورق‌های تقویتی در دو طرف بال‌ها و گاهی دو طرف جان با ارتفاع‌ها و ضخامت‌های متفاوت استفاده می‌کنند. استفاده از یک نمره تیرآهن به جهت سهولت در ساخت اولیه تیرها و به حداقل رسیدن پرت تیرآهن بسیار حائز اهمیت است.

سازه‌های فولادی با درنظرگرفتن سقف‌های مختلف مانند: تیرچه‌بلوک، کامپوزیت، عرشه فولادی و… و دیوارهای متفاوت نظیر دیوار با آجر سفال، بلوک دیواری فوم دار در قالب تری‌دی‌پنل و…، دارای ستون‌هایی با مقاطع مختلفی می‌باشند. کاربری ساختمان نیز به واسطه تعیین بارهای زنده در طراحی ستون‌ها تأثیرگذار خواهد بود.

ستون‌ها عضوی هستند که بارهای سازه را به‌صورت مستقیم به فونداسیون منتقل می‌نمایند. به همین دلیل باید توانایی این انتقال نیرو را داشته باشد. بهترین مقطع برای ستون‌ها، مناطق مربعی‌شکل و مقاطع H شکل است. زیرا دارای مقاومت بیشتری نسبت به مقاطع دیگر هستند. گاهی به‌منظور رعایت مقاومت کافی در تحمل نیروهای فشاری و لنگرهای خمشی وارده بر ستون‌ها، بجای استفاده از مقاطع نورد شده تک، از مقاطع مرکب استفاده می‌گردد.

به‌عنوان‌مثال جهت ساخت مقطع IPE دوبل، دو تیرآهن را در کنار یکدیگر روی یک سطح صاف به نحوی قرار می‌دهند که بال تیرآهن‌ها به سمت بالا قرار گیرند. ابتدا، وسط و انتهای بال‌ها را به یکدیگر توسط جوش متصل می‌نمایند. ستون را برگردانده و وجه زیرین را نیز به همین ترتیب، جوش می‌دهند و عملیات جوشکاری را تا تأمین جوش موردنیاز ادامه می‌یابد. این عمل جهت جلوگیری از پیچیدگی ستون در اثر حرارت جوشکاری صورت می‌گیرد. در صورت نیاز به ورق تقویتی بال برای این مقاطع، با رعایت ضوابط جوشکاری، ورق‌های تقویتی روی پروفیل‌های دوبل شده، وصل می‌شوند. پس از ساخت ستون‌ها، نشیمن تیرهای متصل به ستون را در تراز دقیق آن باتوجه‌به نقشه‌های اجرایی، ایجاد نموده و جوشکاری آن را تکمیل می‌نماییم.

پس از پایان جوشکاری‌ها، عملیات زنگ‌زدایی و رنگ‌آمیزی قطعات ساخته شده نیز صورت می‌گیرد.

در صورت عدم اتصال صفحه‌ستون به ستون‌ها به‌عنوان یک عضو واحد، می‌بایست قبل از قراردادن ستون‌ها در محل موردنظر بر روی کف ستون‌ها، محل دقیق نشیمن ستون بر روی کف ستون (بیس پلیت) را به‌وسیله جوش‌دادن نبشی و ورق‌های سخت‌کننده بر روی کف ستون مشخص می‌نماییم تا ستون دقیقاً در محل موردنظر قرار گیرد. پس از قرارگرفتن ستون روی بیس پلیت، ضمن کنترل نمودن جهت تیر ریزی ها، ستون را در دو جهت شاقول نموده و جوشکاری آن را تکمیل می‌نماییم.

این مراحل را تا تکمیل ستون‌های مشخص شده در فاز اول و تا جایی ادامه می‌دهیم که خطر سقوط ستون‌ها به دلیل عدم اتصال به تیر در اثر عوامل جوی مانند باد، وجود نداشته باشد.

در صورت وجود ارتفاع بیشتر از 12 متر برای هر ستون و نیاز به افزایش ارتفاع ستون‌ها، ستون های جدید مطابق مراحل قبلی ساخته می شود و به قسمت فوقانی مرحل اول ستون متصل می‌نماییم. اگر هر وجه ستون را با یک عدد از یک تا چهار نامگذاری نماییم، ابتدا ورق‌های اتصال را به دو وجه مجاور به هم (وجه یک و دو) در مقطع ستون پایین و دو وجه دیگر ستون بالا (وجه سه و چهار) جوش می دهیم و ستون جدید را بر روی ستون قبلی قرار می دهیم و جوشکاری اولیه را بعد از شاقول نمودن ستون جدید انجام خواهیم داد.

3.4. ساخت و نصب تیرها

پس از نصب ستون‌ها، نوبت به ساخت و نصب تیرها می‌رسد. در این مرحله باتوجه‌به نوع اتصال طراحی شده (جوشی، پیچی و یا پرچی) همچنین گیردار بودن و یا ساده‌بودن اتصال، اقدامات لازم جهت ساخت و نصب تیرها نیز صورت می‌پذیرد. باید توجه داشت نکاتی از جمله طول جوش و طول تیرها باتوجه‌به رعایت رواداری‌های تیر، نوع جوش، بعد جوش، الکترود موردنیاز و نوع پیچ‌های موردنیاز از نظر مقاومت در اتصال باتوجه‌به گیردار بودن یا مفصلی بودن اتصال، میزان نیروی موردنیاز جهت بستن پیچ‌ها (استفاده از ترک متر) و موارد این‌چنینی را فراموش نکنیم.

مقاطع مختلف تیر پیش‌ساخته اعم از قوطی، ناودانی، نبشی و یا لانه‌زنبوری به‌صورت تک یا دوبل در طی مراحل ساخت ساختمان اسکلت فلزی استفاده می‌شوند.

تیرها معمولاً بارها را از کف و سقف به ستون‌ها منتقل می‌کنند. اعضای تیر فولادی می‍توانند تا 18 متر طول داشته باشند، اما معمولی‌ترین اندازه دهانه تیرها از 3 متر تا 9 متر می‌باشند.

اتصال بین تیر و ستون اغلب به دو روش جوش و پیچ انجام می‌گیرد. اما از نظر سازه‌ای اتصال تیر به ستون انواع مختلف وجود دارد که بر اساس نوع و میزان بار تعیین می‌شود، به‌عنوان‌مثال، اتصال مفصلی برای عدم حضور نیروی خمشی و اتصال گیردار به دلیل حضور نیروی خمشی کاربرد دارد. همچنین تیرها به دو نوعِ تیرهای اصلی و فرعی تقسیم می‌شوند که بار تیرهای فرعی به تیرهای اصلی وارد می‌شود.

4.4. اجرای بادبندها

مهاربند یا Stiffener به‌عنوان عضو سختی دهنده به سازه، شناخته می‌شود؛ در حقیقت افزایش مقاومت و استحکام سازه در برابر نیروهای خارجی مانند باد شدید یا زمین‌لرزه، به کمک اجزای مهاربند یعنی میله‌ها، لوله، تیر و… امکان‌پذیر است.

مهاربندها معمولاً به شکل مثلث‌هایی (مانند مثلث‌های خود نگه‌دار) نصب می‌شوند که باعث تثبیت و تقویت سازه در برابر تغییر شکل‌های ناشی از نیروهای جانبی شود. این مقاطع باید در نقاط استراتژیکی سازه، به‌ویژه در نقاط ضعف استفاده شوند.

بادبند یا Wind Bracing نیز نوعی مهاربند است که برای جلوگیری از انفجار سازه به علت وزش باد و حفظ استحکام ساختمان مورداستفاده قرار می‌گیرند.

بادبندها به‌صورت افقی یا عمودی و بر روی سطوح ساختمان به‌صورت شبکه‌ای یا تقویتی نصب می‌شوند. این محصولات به تثبیت ساختمان در برابر نیروهای طوفانی کمک کرده و از تغییر شکل غیرمطلوب و خرابی‌های سازه به علت باد جلوگیری می‌کنند.

باتوجه‌به نوع سازه اسکلت فلزی و همچنین نوع بادبند موردنیاز آن، اقدامات اولیه جهت نصب و جوش ورق‌های اتصال بادبندها در حین ساخت و نصب تیرها و ستون‌ها در محل‌های مشخص صورت می‌پذیرد. حال کافی است، پروفیل‌های موردنیاز بادبندها در محل دقیق خود قرار گرفته و جوشکاری‌های لازم با طول جوش مشخص انجام گیرد. نباید فراموش نمود که بادبندها، نگهدارنده ساختمان در برابر نیروهای جانبی هستند، پس به‌هیچ‌عنوان نباید آنها را در سازه کم‌اهمیت در نظر گرفت.

پس از پایان مراحل فوق، ضمن کنترل‌های نهایی می‌توان اقدامات لازم جهت اجرای سقف اسکلت ساخته شده را صورت داد.

• نکات اجرایی نصب تیرها و بادبندها در اسکلت فلزی

نکات زیر در نصب تیرها در مراحل اجرای اسکلت فلزی مهم است.

1. هنگام نصب هر تیر در جای خود بلافاصله آن تیر در پایین بر روی پاشنه خودجوش شود.
2. لازم به ذکر است که جوش کامل محل تماس تیر با پاشنه ستون‌ها ضروری است و از خال‌جوش زدن پرهیز گردد، زیرا امکان سقوط تیرهای بالایی وجود دارد، و چنانچه تیر یا تیرهای یک‌دهم تا بالا با خال‌جوش به پاشنه متصل شده باشند از پاشنه جدا شده و سقوط می‌کنند.
3. بهترین زمان برای ضدزنگ اعضای ساخته شده اسکلت فلزی پس از ساخت و قبل از نصب است و تنها در قسمت‌هایی که قرار است جوشکاری صورت بپذیرد، فلز باید بدون ضدزنگ باقی بماند که تکمیل ضدزنگ پس از جوش کامل بر روی کار انجام می‌گیرد.
4. هنگام نصب ستون‌ها دقت کافی به عمل‌آورده شود که بدون پیچیدگی و به‌صورت شاقول نصب شوند تا در هنگام نصب پل‌ها و تیرها مشکلی ایجاد نشود.
5. چنانچه ستونی نا شاقول نصب شود، علاوه بر کوتاه و بلندشدن پل‌ها و تیرها در یک دهانه تا بالا، در طبقات بالایی پس از دیوارچینی ستون‌ها به‌صورت لغاز از دیوار بیرون می‌زنند.
6. هنگام اجرای بادبندها رعایت تقاطع تار خنثی بادبندها، پل‌ها و ستون در یک نقطه الزامی است.
7. هنگام اجرای بادبندها یک عضو بادبند شامل دو پروفیل قطع داده شده نباشد و در صورت قطع‌شدن یکی از اعضای بادبندها در پلیت وسط بادبند، از کاور پلیت روی پروفیل‌های قطع داده شده استفاده شود یا در هر عضو یک پروفیل سراسری و یک پروفیل قطع داده شده استفاده گردد.
8. شمشیری پله‌ها بر روی زمین خم و ساخته شده و سپس در محل خود نصب گردد. رعایت جوش اضلاع نبشی‌های جان بالای پل‌ها از نظر مفصلی و گیردار بودن الزامی است.
9. بازرسی چشمی یا تست جوش برای کلیه جوش‌های صورت‌گرفته الزامی است.

جمع‌بندی ونتیجه‌گیری

جهت آشنایی کامل با “فنون نظارت بر ساختمان‌های فلزی” به پکیج “جزوات کاربردی” در بخش گنجینه فایل وب‌سایت مراجعه فرمایید