گاست پلیت چیست و چه کاربردی دارد؟

در حال حاضر از مواد مختلفی در ساختمان سازی استفاده می شود که می تواند به مقاومت سازه کمک کرده و کارایی و عملکر آن را بهتر نماید. سازه هایی که از اسکلت فلزی در آن ها استفاده شده‌است، برای مهار بارهای جانبی از سیستم قاب خمشی و مهاربند استفاده می شود. به این ورق اتصال در اسکلت فلزی گاست پلیت می گویند. گاست پلیت ها قابلیت هایی زیادی دارند و می توانند در برابر بارهای ثقلی و بارهای جانبی بسیار مقاوم باشند. با املاک داران همراه باشید تا با بررسی گاست پلیت، کاربرد و انواع آن آشنا شوید.

گاست پلیت چیست و چگونه ساخته می شود؟

گاست پلیت ها که به عنوان ورق اتصال نیز شناخته می شوند؛ ورقه هایی هستند که اعضای اصلی بادبند به تیر و ستون را به هم متصل می کنند. این ورق ها را می توان با پیچ، پرچ یا جوش و یا ترکیبی از هر سه نوع به تیرها و ستون ها متصل نمود. گاست پلیت ها در ساختمان هایی با اسکلت فلزی استفاده می شوند. از همین رو در سازه هایی همچون پل نیز بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. دلیل استفاده از ورق گاست پلیت در سازه های فلزی این است که به مقاومت سازه در برابر بارهای ثقلی مانند وزن ساختمان و بارهای مرده و زنده کمک می کند. همچنین می تواند در برابر بارهای جانبی مثل باد و زلزله نیز مقاوم باشد.

ورق گاست پلیت، با توجه به کاربردشان معمولا از نورد سرد یا فولاد ساخته می شوند. از آن جایی که فولاد گالوانیزه مقاومت بالایی در برابر زنگ زدگی دارد، معمولا در قسمت هایی که بیشتر در معرض هوا و زنگ زدگی قرار دارند، استفاده می شود. البته استفاده از ضد زنگ روی ورق اتصال استفاده شده، می تواند به افزایش مقاومت آن در برابر زنگ زدگی کمک نماید. از مس و آلومیینوم نیز در ساخت ورق گاست پلیت استفاده می شود. البته این نوع ورق بیشتر در سازه هایی استفاده می شود که نیاز به تحمل بار زیاد نداشته و بیشتر جلوه و زیبایی کار مدنظر است.

گاست پلیت

گاست پلیت چه کاربردی دارد؟

از گاست پلیت می توان در سازه های مختلفی استفاده کرد. به طور کلی این ورق در تمام سازه هایی که از فلز ساخته می شوند، برای اتصال اعضای مهاربند به ستون های اصلی کاربرد دارند. ضخامت گاست پلیت با ابعاد سازه در ارتباط است. مثلا در پل هایی با ابعاد بزرگ، گاست پلیت با ضخامت بیشتر احتیاج است. در صورتی که در پل های با ابعاد کوچک یا خر پل ها، ورق هایی با ضخامت و ابعاد کوچک تر استفاده می شود.

همچنین اندازه و قدرت گاست پلیت رابطه مستقیمی با اندازه و عملکرد سازه دارد. یعنی هر چه مقدار نیرویی که منتقل خواهد شد بزرگ تر باشد، ابعاد گاست پلیت نیز بیشتر می شود تا انتقال بارها به درستی انجام شود. در استفاده از گاست پلیت باید دقت نمود که ورق ها به درستی طراحی شده باشند تا بتوانند بارها را درست منتقل نموده و در نتیجه سازه عملکرد مناسبی داشته باشد.

طراحی گاست پلیت

گاست پلیت ها را می توان در اندازه و اشکال مختلف و همچنین مصالح متفاوتی طراحی نمود. معمولا گاست پلیت مربع یا مستطیل شکل هستند. هر چند که می توان آن ها را مثلثی شکل و یا هر نوع دیگری تولید نمود. شکل آن بسته به سفارش دهنده است. زمانی که گاست پلیت طراحی می شود باید قسمتی هم برای اتصال آن از طریق پیچ، پرچ یا جوش هم در لبه های ورق در نظر گرفته شود.

در طراحی گاست پلیت چند نوع اتصال وجود دارد که عبارتند از:

گاست پلیت های KT

 یعنی چند عضو به وسیله این ورق اتصال به همدیگر متصل می گردند. این نوع از گاست پلیت با یک تیر و دو الی سه ستون دیگر، تیر دیگر و یا یک عضو خرپایی به وسیله پیچ یا جوش متصل می شود.

اتصالات مهاربندی بار یکنواخت و دسته ای از بولت ها

 در این نوع یک تیر، یک ستون و یک عضو دیگر به گاست پلیت متصل می شوند. به این شکل که ستون به ورق پیچ شده و تیر جوش می خورد. اتصال عضو دیگر نیز می تواند از طریق جوش یا پیچ صورت گیرد.

گاست پلیت

انواع طراحی گاست پلیت

همان طور که گفته شد، تعیین ابعاد گاست پلیت در اتصالات، جزو مسائل مهم و اساسی در طراحی این نوع ورق هاست. از آن جایی که گاست پلیت از المان های مهم در طراحی سازه فولادی به شمار می رود، طراحی آن ها به دو شکل انجام می شود.

استفاده از روش بلاجت در طراحی گاست پلیت

در روش بلاجت، به کمک علم مقاومت مصالح تنش های موجود در ورق اتصال ناشی از نیروهای اعضا در مقاطع بحرانی تعیین‌شده و سپس با استفاده از تنش های طراحی مربوطه مقایسه می شود.

البته استفاده از روش بلاجت با مشکلاتی همراه است که عبارتند از:

  1. روابط معمول مقاومت مصالح برای اعضایی که نسبت طول به عمق آن ها از مقدار معینی بیش تر است مانند تیرهای برنولی نیز صادق است. زیرا طول و ارتفاع ورق های اتصال در حدود یکدیگر بوده لذا در زمره تیرهای کوتاه یا تیر تیموشنکو قرار می گیرد.

 به عبارت دیگر در ورق های اتصال خرپایی الزاما تنش های حداکثر قائم در تارهای انتهایی رخ نداده و امکان وقوع آن ها در تارهای میانی وجود دارد.

  1. در روش بلاجت تعیین مقطع بحرانی با جستجو انجام می شود. برای این کار باید در تعیین مقطع بحرانی دقت نمود که باعث دور ماندن از مقطع بحرانی نشود.

استفاده از روش ویتمور

همان طور که ذکر شد، استفاده از روابط معمول مقاومت مصالح برای تیرهای باریک مناسب تر است. در این روش مقطعی از ورق اتصال مشخص می شود که توزیع تنش بر روی آن ثابت می باشد. برای همین روش ویتمور به روش نیروی یکنواخت نیز معروف است. آزمایشات انجام شده بر روی ورق های گاست پلیت نشان داده اند که این روش از دقت و صحت کافی برای طراحی ورق های اتصال برخودار بوده و نتایج قابل اعتمادتری را نسبت به روش بلاجت ارائه می دهد. بر اساس روش ویتمور تنش های حداکثر یکنواخت در ورق گاست پلیت در قاعده ذوزنقه ای رخ داده که ساق های آن با وسایل اتصال زاویه 30 درجه خواهد ساخت.

نکاتی که باید در طراحی گاست پلیت در نظر گرفت

برای آن که گاست پلیت عملکرد بهتری داشته باشد، باید در هنگام طراحی آن به نکات زیر دقت نمود:

  • اتصال اعضا با ورق باید به شکلی باشد که مرکز ثقل نیروهای اعمالی به گاست پلیت از تمامی اعضایی که به یک نقطه متصلند، بگذرد.
  • در هنگام طراحی گاست پلیت باید فضای کافی برای اتصال پیچ یا پرچ و یا اعمال جوش را در نظر داشت.
  • ضخامت ورق گاست پلیت باید طوری تعیین شود که قادر به تحمل تنش های عمودی و برشی باشد.
  • در هنگام طراحی گاست پلیت باید توجه داشت که روابط مذکور برای اعضای سازه ای در مقاومت مصالح برای اعضایی است که نسبت طول به عمق آن ها از حد مشخصی بیشتر باشد.

 یعنی چون نسبت طول و عرض ورق اتصال تقریبا یکی می باشد، نمی توان آن ها را جزو تیرهای برنولی دسته بندی کرد. یعنی ممکن است حداکثر تنش قائم در تارهای میانی صورت گیرد و لزوما تنش قائم ماکزیمم در تارهای پایینی رخ نمی دهد.

گاست پلیت

مشکلات عدم طراحی مناسب گاست پلیت

اگر گاست پلیت مطابق با نکات گفته شده در بالا طراحی نشود، نمی تواند پاسخگوی کشش و فشار وارده باشد و در نتیجه از هم گسیخته خواهد شد.

  • یکی از موردهای گسیختگی گاست پلیت، کمانش موضعی مخصوصا در انتهای آن است. بر اساس تئوری های موجود، این ناحیه بسیار حساس است و برای کنترل این ناحیه بهتر است از سخت کننده میانی در گاست پلیت استفاده شود.
  • همچنین افزایش ضخامت این سخت کننده ها می توانند باعث افزایش خطی ظرفیت باربری و شکل پذیری گاست پلیت شود.
  • اگر طول جوش کافی برای اتصال گاست پلیت و ورق گوشه تامین نشده باشد، بادبند تنها می تواند بخشی از نیروی خود را به ستون و بیس پلیت و فونداسیون انتقال دهد و در نتیجه انتقال نیروها به طور کامل انجام نخواهد شد.
  • اگر طول اتصال عضو با ورق گوشه کم باشد، قبل از اینکه گاست پلیت بتواند به اندازه تحمل خود به فشار و کشش افتد، ورق به دلیل فشار چین خورده و در نهایت مقاومت خود را از دست خواهد داد.
  • در صورتی که اتصال ورق گوشه و ورق تقویتی ستون مناسب بوده اما به درستی جوش نشده باشد، گاست پلیت به دلیل کشش به جلو کشیده شده و در نتیجه ورق تقویتی از آن جدا خواهد شد. و گاست پلیت دیگر نمی تواند وظیفه خود را به درستی انجام دهد.
  • همچنین اگر ابعاد ورق گوشه کمتر از مقدار مورد نیاز در نظر گرفته شود، طول جوش و تعداد پیچ مورد نیاز تامین نشده و در صورت ایجاد فشارهایی همچون زلزله، به دلیل ضعف در تحمل نیروهای رفت و برگشتی از هم جدا می شود.

مشخصات هندسی گاست پلیت

صفحات گاست پلیت معمولا دارای چند مشخصه هندسی عمده هستند که به شرح زیر می باشد:

  • بعد افقی صفحه = طول دو خط جوش افقی به تیر
  • بعد عمودی صفحه = طول دو خط جوش عمودی به ستون
  • ضخامت صفحه اتصال
  • طول جوش عضو مهاربند روی صفحه
  • عرض موثر ویتمور
  • طول موثر کمانش لبه آزاد

بارهایی که گاست پلیت تحمل می کند

همانطور که گفته‌شد، اتصالات گاست پلیت به مقاومت سازه فلزی کمک می کند. این ورق ها باید بتوانند بارهای زیر را تحمل نمایند:

  • ماکزیمم نیروی ضریب داری که حاصل از زلزله تشدید یافته‌است. یا تحمل باد در ترکیب با بارهای ثقلی ضریب دار
  • تحمل ظرفیت کششی مهار بند
  • تحمل لنگرهای برون محوری بین آکس تیر یا ستون و خط جوش اتصال ورق گاست پلیت
  • برای آن که از کافی بودن ابعاد و جوش های اتصال یک گاست پلیت مطمئن شد، کنترل های زیر باید صورت گیرد:
  • کنترل کافی بودن بعد و طول جوش اتصال مقطع مهاربند به گاست پلیت
  • کنترل بعد و طول جوش اتصال گاست پلیت به تیر
  • کنترل بعد و طول جوش اتصال گاست پلیت به ستون
  • کنترل گسیختگی در عرض موثر ویتمور
  • کنترل کمانش ناحیه فشاری (ستونچه کوتاه) در انتهای گاست پلیت
  • کنترل گسیختگی قالبی گاست پلیت در کشش
  • کنترل کامنش لبه آزاد ورق اتصال

گاست پلیت

جمع بندی

گاست پلیت ورقه هایی ساخته‌شده از فولاد گالوانیزه، مس یا آلومینیوم هستند که برای افزایش مقاومت سازه های فلزی استفاده می شوند. در تمامی سازه های فلزی از جمله پل های بزرگ نیز گاست پلیت قابل استفاده است.

نوع و طرح گاست پلیت را باید با توجه به نوع سازه، ابعاد و ضخامت آن تعیین نمود. مهم ترین نکته در گاست پلیت ها مربوط به طراحی آنهاست. اگر طراحی گاست پلیت به صورت صحیح طراحی نشود، نمی تواند فشارهای وارده را تحمل نموده و در نتیجه سازه دچار از هم گسیختگی می شود. استفاده از گاست پلیت می تواند سازه را در برابر فشارهای جانبی همچون باد و زلزله مقاوم نماید. از این رو استفاده از این ورق ها در ساختمان ها بسیاری کاربردی است.