مقاطع فولادی محصولاتی هستند که در اثر فرایند مواد اولیه مانند تختال، شمش، بلوم و بیلت تولید می شود و کربن به کار رفته در آن ها ۱۶/. تا ۲۵/. درصد است. نبشی،میلگرد، ناودانی و تیر آهن جز پر مصرف ترین و پر فروش ترین مقاطع فولادی در صنعت ساخت و ساز است.
شکل هندسی مقاطع فولادی نقش مهمی در ساختار و ویژگی های آن ها دارند همین مسئله باعث شده تا براساس عملکرد و کاربردشان انتخاب شوند. مقاطع فولادی با تاب کششی و مقاومت ارتجاعی مختلفی تولید می شوند و براساس نیاز در پروژه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.
فولاد، فلزی بسیار شکل پذیر است و در ساخت انواع نبشی، ناودانی، ورق فولادی، ریلی، تسمه فولادی و ... مورد استفاده قرار می گیرد.
مقاطع فولادی را می توان به وسیله جوشکاری و یا پیچ و مهره به یکدیگر متصل کرد و قطعه جدیدی ساخت.
ضریب انبساط فولاد با توجه به تغییرات دما از ۲ تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد برابر دو درصد محاسبه می شود. در ترکیبات فولاد از آلیاژهایی چون وانادیون، مولیدن ، نیکل و کرم استفاده می کنند تا از زنگ زدگی ، اکسید شدن و پوسیدگی آن در برابر رطوبت و نمک ها جلوگیری کنند.
مقاطع فولادی دارای انواع مختلفی هستند که خاصیت و کاربردهای متفاوتی در صنعت ساختمانی دارند و به همین دلیل باید طراحان سازه شناخت دقیقی درباره هر یک داشته باشند.
ناودانی دارای سطح مقطع U شکل است و همین مسئله باعث می شود تا بسیار مقاوم باشد. این مقطع از یک بدنه و دو بال ساخته شده است ( جان در قسمت میانی بال ها قرار گرفته است) برای پشتیبان سقف و ستون، قاب بندی دیوارها، مهاربند، برشگیرها جهت تیرهای کمپوزیت و ... استفاده می شود.
دارای مقطع L شکل است و از دو بال ( با طول برابر یا نا برابر ) ساخته و به نبشی دو بال مساوی و نبشی دو بال نا مساوی تقسیم بندی می شوند، زاویه بین دو بال باید حتما ۹۰ درجه باشد. این سطح مقطع بسیار مقاوم است و عملکرد خوبی تحت فشارهای نقطه ای دارد. این مقطع به راحتی برش و جوش می خورد و همین دلیل از پرکاربردترین مقاطع فولادی به شمار می آید. به طور معمول نبشی به صورت ۶ متری تولید می شود و مصرف کننده با توجه به نیاز خود آن را برش می زند.
از فولاد گرم و سرد برای ساخت این مقاطع استفاده می شود. یکی از مناسب ترین و پرکاربردترین مقاطع هستند و به دو شکل لوله و پروفیل در بازار موجود هستند. این مقاطع دارای بدنه فولادی هستند و داخل آن ها خالی است.
همانطور که بسیار آن را دیده اید دارای سطح مقطعی دایره ای است و اولین مقطع تو خالی به شمار میرود. لوله از ورق های روغنی و سیاه ساخته می شود. اگر در ساخت این مقطع از فلز نازک و ظریف استفاده شود به دلیل مقطع دایره ای از استحکام و مقاومت خوبی برخوردار می شود.
لوله کاربردهای بسیاری با توجه به ضخامت و اندازه مقطع دارد و در دو نوع لوله با درز و لوله بدون درز تولید می شوند.
در صورتی که فولاد را از طریق نورد، کشش یا فشردن شکل دهید محصولی به نام پروفیل تولید می شود.
پروفیل در انواع و اشکال مختلف تولید می شود که هر کدام استفاده خاص و متفاوتی دارند. پروفیل دارای سطح مقطع مختلفی چون مربع، مستطیل، مثلث و ... است.
پروفیل مربعی از لحاظ عملکرد و ویژگی فیزیکی مشابه لوله و پروفیل مستطیلی هستند. سطح مقطع یکپارچه ای که دارند باعث می شود در حین جوشکاری نیاز به آماده سازی نداشته باشند
پروفیل مستطیلی با توجه به ظاهر متفاوتشان کاربردشان نیز با پروفیل مربعی متفاوت است به دلیل مساوی نبودن اضلاع تولیدکنندگان هنگام برش و جوشکاری با مشکلات بیشتری از پروفیل های مربعی رو به رو هستند.
پروفیل مثلثی نسبت به دو پروفیل قبلی بسیار کم استفاده هستند و بیشتر در محصولات تزئینی کاربرد دارند.
سپری یکی از پر کاربردترین مقاطع فولادی در ساخت سازه فولادی است این مقطع از آلیاژهای مختلف مانند فولاد، آلومینیوم و ... ساخته می شود
طبق استاندارهای بین المللی طول قاعده سپری دو برابر ارتفاع آن است و به دو روش فابریک و نورد سرد تولید می شود.
ضخامت سپری در بازار ایران 0.9 تا 2/5 میلی متر است که ضخامت 2 میلی متر بیشترین استفاده را در ساختمان سازی دارد.
تفاوت نبشی و سپری
هر دو مقطع بسیار مهم و پرکاربرد هستند ولی متاسفانه بسیاری این دو با یکدیگر اشتباه میگیرند. البته تفاوت های بسیاری با یکدیگر دارند:
۱. شکل ظاهری سپری دارای مقطع T شکل است ولی نبشی به صورت L می باشد
۲. خمش پذیری سپری نسبت به نبشی کمتر است
۳. ارتفاع بال ها در سپری بیشتر از نبشی است ولی این موضوع همیشه ثابت نیست، سپری با توجه به استاندارهای ملی ساخته می شود ولی برای تولید نبشی می توان از ابعاد برابر یا نابرابر استفاده کرد
۴. از نبشی برای اتصالات یک طرفه استفاده می شود ولی سپری به این صورت نیست
اندازه استاندارد مقطع T
مقاطع لبه تیز20 الی 40میلیمتر
مقاطع لبه گرد 30الی 140 میلیمتر
در کشور ما سپری در سه استاندارد تولید می شود:
۱. 10055 DIN EN
2. 1022 DIN
3. 59051 DIN
سطح مقطعی شبیه I یا H دارند و به آن ها تیر یا تیرچه فلزی نیز می گویند و به عنوان تیر و ستون در ساختمان استفاده می شود. اندازه این مقاطع 50*75 الی 210*600 میلی متر است و به عنوان تیر یا ستون در ساخت سازه های فلزی استفاده می شود. مقطع I دارای دو بال و یک جان است که نیروهای وارده بر ساختمان را تحمل میکنند ( قسمت جان مقاومت در برابر نیروی برشی دارد و از گسیختگی و ریزش جلوگیری می کند).
تیرآهن معمولی IPEدارای بال ثابت است واستاندارد اروپا را دارد و از IPE 120 تا IPE300 در کشورمان تولید می شوند.
تیرآهن H با بال های پهن و عریض بیشترین کاربرد را در ساختمان و صنعت دارند
تیر آهن NP که به صورت I هستند دارای بال های غیر ثابت مورد استاندارد کشور چین و روسیه را دارند.
میلگرد یا آرماتور از جمله مقاطع فولادی است که دارای مقطع گرد و توپور است که کاربرد فراوانی در ساختمان سازی و صنایع دیگر دارد و با قطرهای ۵ تا ۲۵۰ میلی متر تولید می شوند. از این مقاطع به عنوان یک تقویت کننده در سازه های بتنی استفاده می شود.
میلگرد به دو صورت ساده (A1 ) و آجدار ( A3_A2) تولید می شوند ولی به طور عمده میلگردهای A3 و A4 بیشترین استفاده را دارند.
در ساختمان سازی جهت بادبندهای سوله کارایی دارند و به دلیل نرم بودن فولاد آن و کربن کمتر قابلیت جوشکاری دارند و در صنعت برای ساخت ماشین آلات و اتصالات استفاده می شود. میلگرد های ساده سایز پایین برای ساخت مفتول به کار میروند و به صورت شاخه و کلاف موجود هستند.
این نوع میلگرد در ساختمان سازی و جهت ساخت بتن مسلح ( تحمل نیروی فشاری استفاده می شود و توسط بتن و تحمل نیروی کششی توسط میلگرد). سه نوع میلگرد آجدار از نظر نوع آج در بازار موجود است. جناغی، مارپیچ و مرکب
مقاطع با عرض ۱۰ تا ۴۰۰ میلیمتر و ضخامت ۳ تا ۴۰ میلیمتر که بصورت تسمه و ورق موجود هستند.
به دو صورت نورد و ماشین کاری تولید می شود و مقاومت بالایی دارد. به دو صورت ریسمانی یا رشته ای تولید می شود. این مقاطع از نظر طول و ضخامت بسیار متنوع است.
به صورت نورد تولید می شود. شمس فولاد از میان غلتک های عریض عبور داده می شود و هر چه فاصله غلتک ها کمتر باشد و رقبا ضخامت کمتر تولید می شود. به طور معمول این قطعات بسیار بلند و عریض هستند و ضخامت کمی دارند.
ورق های فولادی تنوع بسیاری دارند ورق سیاه و روغنی پرکاربردترین نوع ورق هستند که منشا یکسانی دارند و تنها به واسطه فرایند تولیدشان تغییراتی در آن ها ایجاد می شود
از دیگر ورق ها می توان به ورق گالوانیزه و آجدار نیز اشاره کرد.
ورق ها با توجه به استاندار ..... به انواع ..... تقسیم بندی می شوند که پر کاربردترین در صنعت ساختمان این ورق ها ST37و ST52محسوب می شوند و از ضخامت 1.5میلی متر تا ضخامت ..... میلیمتر تولید و عرضه می شوند.
نتیجه گیری
مقاطع فولادی یکی از مهم ترین مصالحی هستند که در انواع صنایع سبک و سنگین مورد استفاده قرار میگیرند و به دلیل اشکال متنوع و ماهیت متفاوتی که دارند تاثیر متفاوتی به شکل و رفتار سازه دارند. آشنایی و شناخت ویژگی های هر مقطع تضمینی بر پایداری سازه خواهد بود.
