۴-۴-۱۰ ساخت قطعات فولادی

۱–۴–۴–۱۰ کلیات

کارفرما نقشه های محاسباتی فولادی را در اختیار پیمانکار قرار می دهد. پیمانکار موظف است براساس نقشه های مذکور ابتدا نقشه های اجرایی را تهیه و بهتصویب طراح سازه برساند. کنترل مهندس طراح درحد انطباق با نقشه های محاسباتی و مشخصات فنی بوده و مسئولیت هندسه برش ها و قطعات برعهده سازنده اسکلت است.

 نقشه های اجرایی باید کلیه اطلاعات و جزییات لازم برای برش و ساخت قطعات اعم از ابعاد و اندازه ها، آماده سازی لب ها برای جوشکاری، جزییات جوش و اندازه پیچ ها و سوراخ های آنها را شامل شود.

 نقشه های اجرایی، باید جوش های کارخانهای را از جوش های کارگاهی متمایز کرده و نوع اتصال با پیچ ها (اتکایی یا اصطکاکی) و نیز حد سفت کردن آنها را به وضوح معین نموده باشد.

 قبل از شروع به ساختن و نصب قطعات باید اندازه های مندرج در نقشه ها به منظور تطبیق کامل و جلوگیری از بروز هرگونه اشکال در موقع ساخت و نصب توسط پیمانکار به دقت کنترل گردد.

 هر قطعه پس از آنکه با اندازه و شکل مشخص شده در نقشه ها ساخته شد، باید شماره و علامت گذاری شود.

برش، مونتاژ، جوشکاری و متصل کردن قطعات به یکدیگر باید در کارخانه سرپوشیده و مجهز ساخت اسکلتهای فولادی توسط استادکاران و کارگران ماهر و زیر نظر متخصص فن انجام گردد.

۲–۴–۴–۱۰ بریدن و سوراخ کردن

 ابتدا قطعات باید به ابعاد و شکل های لازم به دقت بریده شده و در محل های لازم سوراخ گردند. برش ورق هایی که در ساختن قطعات فولادی مصرف می گردد باید توسط دستگاه برش شعله ریلی انجام گیرد. برای ورق ها با ضخامت مساوی یا کمتر از ۱۲ میلیمتر، برش توسط دستگاه گیوتین مجاز می باشد.

 در این حالت لبه ها باید کاملاً یکنواخت و خالی از ناهمواری های بیش از ۳ میلیمتر باشد. ناهمواری ها و زخمهای بیش از ۳ میلیمتر را باید با سنگ زدن و در صورت لزوم تعمیرکاری توسط جوش، هموار کرد.

 در نیمرخ های سنگین و قطعات ساخته شده با جوش به ضخامت بیش از ۴۰ میلیمتر، باید قبل از برش گرمایی، پیش گرمایش تا دمای حداقل ۶۵ درجه سلسیوس انجام شود.

برش نیمرخ های فولادی (تیرآهن، ناودانی و نبشی) که برای ساخت مهاربندی ها، تیرها، ستون و اتصالات آنها مصرف می شوند، در صورت موافقت مهندس ناظر می تواند با اره یا برش دستی انجام گیرد. در هر صورت کلیه ناصافیهایی که بر اثر برش به وجود می آید، باید با سنگ زدن برطرف شود.

 سوراخ های نهایی ورق ها باید به کمک مته دوار انجام پذیرد. برای سوراخ های با قطر زیاد می توان ابتدا با قطر کوچکتر سوراخی توسط منگنه ایجاد نمود و بعد با مته سوراخ را به قطر دلخواه رساند. قطعاتی که با پیچ به هم متصل می گردند در صورت امکان باید همه به هم خالجوش شده و با هم سوراخکاری شوند.

 به کارگیری روش های گرم کردن موضعی و یا تغییرشکل مکانیکی برای ایجاد انحنا یا راست کردن قطعات با تأیید مهندس ناظر مجاز می باشد، ولی دمای موضع گرم شده نباید از ۶۵۰ درجه سلسیوس برای فولاد معمولی و ۵۶۵ درجه سلسیوس برای فولاد پرمقاومت و آلیاژی بیشتر شود. این دما باید به کمک گچ های رنگی مخصوص که در دمای حدود ۶۰۰ درجه سلسیوس تغییر رنگ می دهند، مورد کنترل قرار گیرد.

۳–۴–۴–۱۰ ساخت و آماده کردن قطعات قبل از مونتاژ

 قطعات فولادی باید طوری ساخته شوند که هیچ نوع تغییرشکلی غیر از آنچه در نقشه مشخص شده در آنها به وجود نیاید. انحنا و تغییرشکل هایی که طبق نقشه و یا دستور مهندس ناظر لازم باشد، هنگام ساختن قطعات ایجاد می شود.

 پخزنی و آماده کردن لبه قطعات برای جوشکاری باید هنگام برش شعله، با زاویه دادن به سر مشعل یا با سنگزنی های بعدی انجام پذیرد. استفاده از دستگاه های پخزن ضربه ای برای قطعات و ورق های با ضخامت بیش از ۱۲ میلیمتر مجاز نمی باشد. پخزنی و آماده کردن لبه ها باید مطابق جزییات اجرایی درزهای پیش پذیرفته بوده و قبلاً به تأیید مهندس ناظر رسیده باشد.

۴–۴–۴–۱۰ اتصال با جوش

 برای برقراری اتصالات جوشی رعایت مشخصات مندرج در آیین نامه جوشکاری ساختمانی^* لازم است. علاوه بر مفاد آیین نامه مذکور، رعایت موارد زیر لازم می باشد.

الف)پیمانکار باید برای انواع جوش ها قبل از شروع جوشکاری، نوع الکترود مصرفی و قطر آن، شدت جریان و ولتاژ، تعداد پاس ها، نحوه آماده سازی لبه ها و تمام اطلاعات اجرایی دیگر را توسط مهندس یا کاردان ارشد جوشکاری بر روی برگه های »دستورالعمل جوشکاری  «WPS ثبت نموده و در تمام مدت جوشکاری در اختیار جوشکار، سرپرست کارگاه جوشکاری و ناظرین قرار دهد. برگه های »دستورالعمل جوشکاری«باید قبلاً به تأیید مهندس ناظر رسیده باشند.

 ب) جوشکاری باید طبق نقشه ها و مدارک فنی، توسط جوشکاران ماهر ارزیابی شده انجام گردد و چنانچه مهندس ناظر لازم بداند باید جوشکاران دارای گواهینامه جوشکاری از وزارت تعاون، کار و رفاه اجتماعی یا مراجع ذیصلاح دیگر بوده و یا قبل از انجام کار توسط مهندس ناظر آزمایش لازم از آنها به عمل آید.

 پ) قبل از جوشکاری باید سطوح مورد نظر از مواد زاید (گرد و خاک، زنگزدگی، رنگ و غیره کاملاً) پاک شود.

ت) جوشکاری به طور کلی در دمای محیط جوشکاری زیر صفر درجه سلسیوس خصوصاً در جریان باد ممنوع است. در صورتیکه جریان هوا یکنواخت و ثابت بوده و بتوان محیط جوشکاری را به شعاع حداقل ۱۰۰ میلیمتر با وسایل مناسب به نحوی گرم کرد که بادست کاملاً محسوس باشد و محیط جوشکاری حفاظت گردد، جوشکاری بلامانع است.

 ث) جوشکاری نباید بیش از آنچه در نقشه ذکرشده انجام شود، مگر با تأیید مهندس ناظر و طراح. ج) شدت جریان و نوع الکترودها باید طوری انتخاب شوند که جوش کامل و دارای نفوذ کافی مطابق نقشه ها بوده و قطعات مورد اتصال به قدر کافی ذوب شوند. سطح جوش باید عاری از شیار، قسمت های برآمده، بریدگی و گودافتادگی باشد.

 چ) چنانچه جوشکاری در بیش از یک عبور انجام شود، قبل از انجام عبور بعدی، پوسته عبور قبلی باید به کمک چکش گل زن و برس سیمی، پاک گردد.

ح) بین قطعاتی که مستقیماً به طریق جوش گوشه به هم جوش می شوند نباید درزی بیش از ۲ میلیمتر موجود باشد.

خ) ترتیب عملیات جوشکاری باید به نحوی انجام گیرد که قطعات مربوطه از شکل اصلی خارج نشده و از تاب برداشتن و اعوجاج بیشتر از حد رواداری های بند ۶-۴-۱۰ بیشتر نگردد.

 د) بر روی تمام جوش ها باید آزمایش های کنترل کیفیت چشمی توسط بازرس جوش انجام و نتیجه این آزمایشها به مهندس ناظر و کارفرما گزارش شود. در جدول ۱-۴-۱۰ میزان آزمایش های غیرمخرب جوش ارایه شده است. نتیجه تمام این آزمونها باید در پرونده های مخصوص ثبت شده و در اختیار مهندس ناظر قرار گیرند. تفسیر مهندس ناظر از نتایج آزمایش قطعی محسوب می گردد.

 مهندس ناظر می تواند مستقیماً آزمایش های کنترل کیفیت بر روی قطعات انجام داده و یا دستور تکرار و تجدید آزمایش های لازم توسط پیمانکار را بنماید.

 ذ) روش اجرا باید طوری ترتیب داده شود که مقدار جوش های کارگاهی لازم به حداقل برسد، به طوری که ساخت قطعات با جوش در کارخانه انجام شده و اتصال در کارگاه حتی المقدور توسط پیچ پرمقاومت صورت گیرد.

جدول ۱–۴–۱۰ میزان آزمایش های غیرمخرب جوش هنگام تولید و نصب

 * درصورت حصول نتایج مثبت، مهندس ناظر می تواند دستور تقلیل آزمایشات را تا حداقل ۳۰ درصد صادر نماید.

۵–۴–۴–۱۰ پیش نصب

در صورتیکه دستگاه نظارت لازم بداند، پیمانکار موظف است تیرها و ستون های فولادی را در محل کارخانه یا پای کار پیش نصب نماید. هدف از پیش نصب تیرها و ستون ها حصول اطمینان از دقت ساخت و کیفیت جفت و جور شدن قطعات در هنگام نصب می باشد. همچنین در هنگام پیش نصب، خیز شاه تیر تحت بار خود اندازه گیری شده و با خیز مندرج در نقشه ها مقایسه خواهد شد. جفت و جور شدن قطعات مهاربندی ها نیز با بستن تعدادی از آنها مورد کنترل قرار خواهد گرفت.

به هنگام پیش نصب باید حداقل ۲۵ درصد از پیچ های هر اتصال که کمتر از دو پیچ نباشد، بسته شوند. پیچ های پیش نصب می تواند از نوع پیچ های معمولی انتخاب گردد. از این پیچ ها بعداً به عنوان پیچ های اصلی نباید استفاده نمود.

قطعات پیش نصب شده، بعد از علامت گذاری، باز شده و به همراه ورق های اتصال برای حمل به کارگاه، انبار خواهند شد.

۶–۴–۴–۱۰ اتصال با پیچ

 ۱–۶–۴–۴–۱۰ اصلاح سوراخ ها

برای مونتاژ نهایی قطعات، بعد از آنکه قطعات علامت گذاری شده بر روی خرک چیده شدند و ورق های اتصال بر روی سوراخ ها قرار گرفتند، قطعات به وسیله سمبه هایی که از سوراخ های اتصال میگذرند در جای خود ثابت می شوند. در کارگاه ساخت، انطباق سوراخ ها مورد کنترل دقیق قرار می گیرد. ولی باز هم امکان دارد که حداکثر تا ۱۵ درصد سوراخ های یک محل به علت عدم دقت های ساخت کاملاً منطبق نباشند. در چنین حالتی باید این سوراخ ها را با گذراندن یک پیچ امتحانی پیدا کرده، به وسیله برقو زدن آنها را اصلاح نمود. حداکثر قطر برقوی مصرفی۳ میلیمتر بزرگتر از قطر پیچ می باشد و برقوزنی نباید قطر سوراخ را بیش از ۵ میلیمتر افزایش دهد. استفاده کردن از برش شعله برای گشاد کردن سوراخ ها مجاز نیست.

۲–۶–۴–۴–۱۰ بستن و محکم کردن پیچ های اصطکاکی

 محکم کردن پیچ های هر اتصال در دو مرحله انجام می گیرد. اول، تعدادی از پیچ ها تا حد سفتی کامل محکم می شوند، تا اطمینان حاصل شود که سطوح تماس کاملاً به هم چسبیده اند، سپس تمام پیچ ها در سوراخ قرار گرفته کاملاً سفت می شوند. در مرحله دوم، با چرخاندن اضافی مهره، پیچ ها پیش تنیده می گردند. در هریک از مراحل محکم کردن پیچ ها باید از قسمتی که اتصال صلبتر است و صفحات تغییرشکل کمتری می دهند شروع به بستن پیچ ها کرد. در وصله ها، قسمت صلب اتصال، وسط ورق اتصال می باشد. بعد از محکم کردن پیچ های وسط با حفظ تقارن و ترتیب، پیچ های کناری تا لبه آزاد ورق اتصال محکم می شوند. سپس می توان به پیچ های وسط پرداخت تا اطمینان حاصل شود سفت کردن پیچ های کناری، آنها را از حالت کاملاً سفت خارج نکرده است. در تمام مراحل محکم کردن پیچ ها باید دقت کرد که از چرخیدن پیچ و مهره با هم جلوگیری به عمل آید.

سفتی کامل را در پیچ به حالتی میگویند که کارگر ماهر با آچار معمولی بدون آنکه با وزن خود به دسته آچار نیرو وارد کند، با به کارگیری آخرین توان خود نتواند پیچ را از آن محکمتر نماید. برای پیش تنیده کردن چنین پیچی باید مهره آن را به اندازه مقداری که در جدول ۲-۴-۱۰ مشخص شده اضافه چرخاند. این چرخش اضافی را می توان به کمک آچار دسته بلند، یا با آچار معمولی با استفاده از دو کارگر یا به وسیله آچار بادی تأمین نمود.

 حصول پیش تنیدگی باید توسط آچار مدرج (تورکمتر) تأیید گردد.

جدول ۲–۴–۱۰ چرخش اضافی لازم برای پیش تنیده کردن پیچ ها

-D قطر پیچ می باشد.

اگر در چرخاندن پیچ ها از آچارهای بادی استفاده شود، باید فشار باد را طوری تنظیم کرد که در یک مرحله، مهره ها را بدون چرخیدن پیچ تا مرحله سفتی کامل برساند و در مرحله بعد با ازدیاد فشار باد یا با دست بهروشی که در بالا گفته شد پیچ ها را پیش تنیده کرد. تنظیم باد کمپرسور متضمن استفاده از آچار مدرج (تورک متر) یا آزمون و خطاهای متوالی می باشد و باید در آن دقت کامل به عمل آید. باز کردن و استفاده مجدد از پیچ هایی که به حد پیش تنیدگی رسیدهاند، مجاز نمی باشد.

 در اتصال پیچ پرمقاومت، سطوحی که در تماس با سرپیچ و یا مهره آن قرار می گیرند نباید شیبی بیش از یک بیستم نسبت به صفحه عمود بر محور پیچ داشته باشند. در صورت عدم تأمین این شرط باید با استفاده از واشر شیب دار، موازی نبودن سطوح را جبران کرد.

 قطعاتی که با پیچ پرمقاومت به یکدیگر متصل می شوند، باید کاملاً به هم جفت شده باشند و نباید ورق پرکننده یا هر نوع مصالح تغییرشکل پذیر دیگری بین آنها گذارده شود، لیکن استفاده از ورق های پرکننده با مقاومت نظیر قطعات اتصال و ضخامت یکنواخت مجاز است.

 هنگامی که قطعات نصب می شوند، باید کلیه سطوح اتصال (شامل سطوح مجاور کله پیچ ها و مهره ها) از قسمت های پوسته شده و دیگر مواد زاید عاری باشد، مخصوصاً سطوح تماس اتصالات اصطکاکی باید کاملاً تمیز باشد و اثری از پوسته زنگ، رنگ، لاک، انواع روغن و مصالح دیگر در آنها وجود نداشته باشد.

 انواع متداول پیچ های مورد استفاده در اسکلت های فولادی عبارتند از پیچ های معمولی و پیچ های پرمقاومت. در جدول ۶-۹-۲-۱۰ مشخصات پیچ های موجود یا تولید در ایران طبق استانداردهای ASTM و ISO ارائه شده است.

 در جداول۳-۴-۱۰ و ۴-۴-۱۰ میزان نیرو و لنگر پیش تنیدگی اولیه برای پیچ های پرمقاومت ۸.۸ و ۱۰.۹ ارائه شده است. برای سایر رده پیچ ها می توان از تناسب بین تنش کششی نهائی آنها بهره برد.

۳–۶–۴–۴–۱۰ کنترل پیش تنیدگی پیچ ها

 پیمانکار موظف است کنترل کیفیت دقیقی بر عملیات بستن پیچ و مهره ها در کارگاه نصب اعمال داشته، گزارش های مربوط بهاین کنترلها را جهت بررسی و تأیید مهندس ناظر اعلام نماید.

 مهندس ناظرتواندمی رأساً یا از طریق آزمایشگاه با صلاحیت، مستقلاً پیش تنیدگی پیچ ها را کنترل نماید. در هر صورت تصمیم مهندس ناظر در مورد کفایت پیش تنیدگی پیچ ها قطعی خواهد بود.

 برای پیچ های پرمقاومت به کار گرفته شده در اتصالات اصطکاکی، نیروی پیش تنیدگی لازم برای سفت کردن پیچ هاباید مطابق مقادیر جدول ۷-۹-۲-۱۰ اختیار شود. لازم به ذکر است که با پیچاندن اضافی مهره ها ممکن است کشش پیچ از مقادیر جدول ۷-۹-۲-۱۰ بیشتر شوند که این موضوع مشکلی برای طرح ایجاد نخواهد کرد.

 در پیچ هایی که به وسیله چرخاندن اضافه مهره طبق جدول ۲-۴-۱۰ پیش تنیده می شوند، بعد از آنکه پیچ ها کاملاً سفت شدند به وسیله یک گچ رنگی نقطه ای از پیچ و مهره را که روبروی هم قرار دارند، علامت گذاری کرده سپس کنترل می گردد که چرخش اضافی مطابق جدول ۳-۴-۱۰ به میزان کافی انجام شده باشد. برای کنترل پیش تنیدگی پیچ ها باید از آچارمتر (تورکمترمناسب) که قبلاً در یک آزمایشگاه مورد قبول کالیبره شده است، استفاده به عمل آورد.

جدول ۳–۴–۱۰ نیروی پیش تنیدگی و لنگر پیچشی پیش تنیدگی متناظر برای پیچ های ۸.۸

جدول ۴–۴–۱۰ نیروی پیش تنیدگی و لنگر پیچشی پیش تنیدگی متناظر برای پیچ های ۱۰.۹

۷–۴–۴–۱۰ انبار کردن، حمل و رفع معایب

 انبار نمودن و حمل قطعات فولادی در کارگاه ساخت و محل نصب باید به نحوی صورت گیرد که قطعات تغییرشکل نداده و تنش های بیش از حد مجاز در آن ایجاد نشود و هیچ آسیبی به آن وارد نیاید. قطعاتی که به هر علتی تغییرشکل داده یا آسیب دیده اند، باید قبل از به کارگیری به نحو رضایت بخشی با تأیید مهندس ناظر اصلاح و مرمت گردند. در صورتیکه تعمیر قسمت های معیوب بدون کم کردن مقاومت آن میسر نباشد باید آن قسمت ها تعویض گردند.

قطعات فولادی باید در محیطی دور از رطوبت انبار گردند. در صورت انبار کردن قطعات در محیط باز، باید زیر قطعات سکوهای مناسبی قرار داد تا قطعه با زمین فاصله داشته باشد. تعداد و فاصله سکوها باید به نحوی انتخاب گردد که قطعات دچار تنش یا تغییرشکل بیش از حد نگردند.

 جابجا کردن قطعات باید با در نظر گرفتن ضوابط ایمنی با وسایل مناسب و به نحوی انجام گیرد که تنش های اضافی در این قطعات ایجاد نشود. قطعات سنگین با شکل و فرم خاص باید با قلاب نمودن در نقاط مناسب و یا نقاطی که قبلاً تعیین و علامت گذاری شده است بلند شوند تا هنگام جابجا کردن و نصب، تنش و تغییرشکل زیاد در هیچ قسمتی ایجاد نشده و به اتصالات و سوراخ های پیچ ها نیز آسیبی وارد نگردد.