ستون دوبل یا ستون جفت فلزی به نوعی یک مقطع مرکب است که از جنس تیرآهن، نبشی، ناودانی یا حتی برخی از ورق های فولادی، ساخته می شود. وظیفه اصلی این ستون افزایش استحکام و پایداری در سازه های مختلف می باشد. زیرا، گاهی اوقات تیرها نمی توانند ایستایی یک ستون و ایستایی سازه را محیا کنند که در این صورت می توان ستون های دوبل را جایگزین کرد. ستون های دوبل، انواع مختلفی دارند که شامل: ستون ساخته شده از تیرآهن، نیمرخ های فولادی، ورق فولادی و… می باشند. استفاده از این ستون مزیت های بی شماری دارد؛ اما، در عین حال هزینه طراحی و ساخت آن بالا می باشد. روش های مختلفی نیز برای ساخت این ستون وجود دارد که شامل: روش جفت، روش سرتاسری و روش پا باز هستند. برای آشنایی کامل با این موضوع در ادامه مطلب همراه ما باشید.
منظور از ستون دوبل فلزی چیست؟
ستون دوبل فلزی یا جفت ففلزی به نوعی یک مقطع مرکب است که منظور از مقطع مرکب، ترکیب نیمرخ های نورد شده با ورق های فلزی، می باشد. این ستون وظایف گسترده ای در یک ساختمان دارد که اصلی ترین آن، انتقال بار به بخش های زیرین سازه است. در واقع، این ستون می تواند عملکرد سازه را بهبود بخشیده و مقاومت آن را تا حد زیادی، افزایش دهد. برای ساخت این ستون، اغلب دو تیرآهن از بخش طولی، در کنار یکدیگر قرار داده شده و با کمک اتصالات، آن ها را به هم وصل می نمایند.
به جز تیرآهن، از مقاطع فولادی دیگر مثل: نبشی و ناودانی و یا برخی از ورق های فولادی نیز می توان برای ساخت ستون دوبل استفاده کرد. استفاده هر کدام از مقاطع، بسته به نوع کاربرد متفاوت است و هر چه از محصولات فولادی مقاوم تری بهره گرفته شود، بار کمتری به سازه وارد می گردد. ساخت ستون دوبل فلزی مزیت ها و معایب بسیار زیادی دارد که تعدادی از مهم ترین مزایا و معایب آن ها عبارتند از:
- • افزایش استحکام و پایداری سازه ها
• افزایش مقاومت سازه در برابر عوامل طبیعی مثل: زلزله و…
• ایجاد پشتیبانی اضافی در سازه هایی مثل: ساختمان های صنعتی و تجاری و…
• به عنوان جایگزین برای تیرآهن بال پهن یا قوطی، مقاطع مرکب و…
• افزایش سطح مقطع ستون های اصلی سازه
• هزینه زیاد طراحی و ساخت این ستون
• نیاز به زمان زیاد برای طراحی و ساخت این ستون
• افزایش وزن نهایی سازه
قیمت نهایی ستون دوبل، تحت تاثیر قیمت محصولات فولادی است و اگر نرخ آن افزایش یابد، هزینه ساخت ستون نیز افزایش پیدا می کند.
آشنایی با انواع ستون دوبل فلزی
بیان کردیم که برای ساخت ستون فلزی، محصلات مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. لذا، همین مسئله موجب به وجود آمدن انواع ستون های دوبل فلزی می شود. تعدادی از مهم ترین نوع ستون ها، شامل موارد زیر می باشند:
- • ستون دوبل تولید شده از تیرآهن IPB: یکی از محصولاتی که اغلب برای ساخت ستون استفاده می شود، تیرآهن بال پهن یا همان تیرآهن IPBاست. ستون هایی که با این تیرآهن ساخته می شوند، اغلب از مقاومت زیادی برخوردار بوده و در برابر هر گونه عوامل طبیعی و غیرطیعی، مقاوم هستند. همچنین، ساخت این ستون از طریق تیرآهن بال پهن در سریع ترین زمان ممکن انجام می شود.
• ستون دوبل ساخته شده از نیمرخ های مختلف: منظور از نیمرخ های مختلف، مقاطع فولادی اعم از: تیرآهن IPE، نبشی و یا ناودانی هستند. معمولا ستون های دوبلی که با ناودانی ساخته می شوند، در خرپاها مورد استفاده قرار می گیرند. برای ساخت آن ها باید توجه شود که فاصله آن تا حداقل شعاع ژیراسیون، حول دو محور x و y قطعه یکسان باشد. اما اگر از سایر نیمرخ های برای تولید ستون جفت استفاده گردد، می توان آن را در بخش های مختلف یک سازه، تعبیه کرد.
• ستون دوبل تولید شده از ورق فولادی: هر یک از انواع ورق های فولادی جزء گزینه های مناسبی برای ساخت ستون جفت می باشند. می توان برای ساخت از یک نوع ورق یا از ترکیب انواع ورق ها استفاده کرد. ورق ها از نظر قیمت در مقایسه با تیرآهن یا سایر مقاطع فولادی، به صرفه تر هستند؛ اما، مقاومت آن ها بسیار کمتر می باشد. اجرای عملیات جوشکاری، سنگ کاری و… بر روی ستون هایی که با ورق ساخته می شوند، راحت تر است.
کاربرد انواع ستون دوبل فلزی چیست؟
استفاده از ستون دوبل فلزی یا ستون جفت، باعث می شود تا ضعف ایستایی ستون اصلی جبران شده و همچنین باعث ایجاد یک پشتیبان اضافی در سازه های مختلف می باشد. این ستون کاربردهای گسترده در بخش های مختلف سازه ها دارد که عبارتند از:
- • در سازه های مرتفع، ساختمان های تجاری، ساختمان های صنعتی و…
• در ساخت پارکینگ های چند طبقه
• در ساخت انبارهای بزرگ برای افزایش استحکام
• در اسکلت های خمشی برای کاهش اثرات زلزله
• به عنوان جایگزین تیرآهن بال پهن
• برای رفع نقاطع ضعف ستون های معمولی
• در صنعت هوافضا برای ساخت هواپیما و فضاپیما
• در ساخت سکوهای دریایی، اسکله ها و سایر سازه های دریایی
• در طراحی فریم و شاسی خودرو
• در ساخت سکوهای نفتی فراساحلی
روش های ساخت ستون دوبل فلزی کدارمند؟
برای طراحی و تولید ستون های دوبل فلزی، روش های مختلفی وجود دارند که بر اساس هر سازه ای، از آن ها استفاده می شود. یکی از رایج ترین این روش ها؛ شیوه جفت است که در آن، از دو نیمرخ فولادی به شیوه دوبله کردن، استفاده می شود. در واقع، دو پروفیل (دو تیرآهن یا دو ناودانی و…) کنار هم و بر روی سطحی کاملا صاف، قرار داده می شوند. سپس، بخش بال و وسط ستون را به هم از طریق فرایند جوشکاری، متصل می کنند که این کار باید از بالا به پایین و به صورت غیرممتد، انجام شود. در مرحله بعدی، ستون را برگردانده و بخش دیگر آن را نیز به همین منوال، جوش می زنند. در این روش، ستون ها در زمان جوشکاری از نظر طولی دچار پیچش نمی گردند که البته باید طول جوش ستون، ۱۰ الی ۱۵ سانتی متر و فاصله بین طول جوش ها نیز کمتر از ۳۰ سانتی متر باشد.
شیوه دیگر ساخت ستون دوبل، روش ورق سرتاسری است که در آن، دو نیمرخ فولادی (دو عدد نبشی، دو عدد ناودانی و…) را به کمک یک ورق سرتاسری به هم متصل می کنند. فرایند جوشکاری در این شیوه باید در بخش میانی مقاطع انجام شود و همیشه باید دو سانتی متر از لبه پروفیل فاصله داده شود. در این روش، عملیات جوشکاری در کمترین زمان و به راحتی انجام شده و ستون به سرعت ساخته می شود. نوع سوم ساخت ستون دوبل، روش پا باز و با استفاده از بست های موازی و مورب می باشد. در این روش، پروفیل ها باید با فاصله کمی در کنار هم در یک سطح صاف، قرار داده شوند و پس از آن از طریق بست های موازی یا مورب، آن ها را متصل نمود. به همین خاطر، به ستون های این روش مشبک نیز گفته می شود.
نکات مهم ساخت انواع ستون های دوبل
در زمان ساخت ستون دوبل یا جفت، باید نکاتی رعایت شوند تا از بروز مشکلات مختلف در آینده، پیشگیری گردد. تعدادی از اصلی ترین این نکات و ضوابط، شامل موارد زیر می باشند:
- • متصل کردن بست های مورب همواره باید در بخش انتهایی، انجام گردد و در در قسمت میانی، اگر نظم بست ها از بین روند، ورق ها باید به تیر وصل شوند.
• فاصله مرکز بست ها تا وسایل اتصال یا فاصله آزاد بین نوارهای جوش منقطع در امتداد طولی ورق مشبک، باید کمتر از 150 میلی متر باشد.
• مصرف بست های موازی در وجوه باز نیمرخ در اعضای کششی مرکب، کاملا مجاز است.
• در اعضای کششی مرکب، به کاربردن ورق های پوششی مشبک در وجوه باز نیمرخ مرکب مجاز است.
• ضخامت بست های موازی در ساخت ستون، هرگز نباید کمتر از ۵۰/۱ یک پنجاهم فاصله آن تا مرکز این بست ها باشد.
• فاصله بین ضریب لاغری هر یک از اجزای تشکیل دهنده عضو ستون تا مرکز آن، هرگز نباید بیشتر از ۳۰۰ میلی متر باشد.
• انتقال بار از یک نیمرخ به نیمرخ دیگر، باید دیافراگم هایی در امتداد عمود بر محور طولی از طریق پیچ یا جوش به نیمرخ ها را ایجاد کند.
• اتصال جان به بال در ناودانی ها، باید از نوع جوشی بوده و بر مبنای برش افقی از تغییرات لنگر خمشی، طراحی گردد.
• هرگز نباید از ستون دوبل که که از پروفیل و ورق تقویتی ساخته شده است، به عنوان ستون های خمشی استفاده شود.
• برای افزایش مقاومت فشاری و بهبود عملکرد ستون در برابر کمانش، می توان ضخامت اجزاء مقطع و طول و عرض آن را اضافه کرد.
• فاصله مرکز ستون تا مرکز وسایل اتصال یا فاصله آزاد بین نوارهای جوش منقطع نباید از ۶۰۰ میلی متر بیشتر باشد.
خلاصه مطلب
ما در این بخش از مطلب تلاش کردیم تا شما را با ستون دوبل فلزی آشنا کرده و انواع آن را نیز معرفی کنیم. هر یک از ستون های دوبل، جزء پرکاربردترین ستون ها در صنعت ساخت و ساز، در صنعت هوا فضا و در صنعت خودروسازی هستند. برای ساخت آن ها اغلب از تیرآهن 14، نبشی، ناودانی و انواع ورق های فولادی استفاده می شود. انواع ستون های فلزی دوبل، برای افزایش میزان مقاومت یک سازه، افزایش مقاومت سکوهای دریایی و نفتی و… مورد استفاده قرار می گیرد. میزان مقاومت یک ستون دوبل فلزی، به نوع جنس مواد اولیه آن بستگی داشته و هر چه ماده اولیه محکم تر باشد، مقاومت آن نیز افزایش می یابد. اگر در این حیطه سوالی دارید و یا می خواهید برای خرید هر یک از مقاطع فولادی اقدام کنید، می توانید با همکاران ما در فولاد کو ارتباط برقرار نمایید.