تفصيل الوصلة النموذجية للأقسام الفولاذية المجوفة

ماذا يعني تفصيل الوصلة النموذجية للأقسام الفولاذية المجوفة؟

تَفصيل الوصلات في الهيكل الفولاذي لا يقل أهمية عن تفاصيل العناصر الهيكلية الرئيسية. وفي نهاية المطاف، يتم نقل الأحمال من الهياكل إلى أعضاء هيكلية مختلفة من خلال المفاصل. لذلك، مطلوب تفصيل جيد للمفاصل في الهيكل الفولاذي لجعل الهيكل آمنًا للأحمال المعطاة.

تمثل الوصلات في المقاطع المجوفة الفولاذية المستطيلة المملوءة بالخرسانة صعوبة إضافية تتمثل في تشوه الوجوه المتصلة في الانحناء. حيث أن هذا يعني أنه ما لم يتم الحصول على تقدير جيد لمنحنى الدوران اللحظي، فإنّ التفاصيل المعقدة والمكلفة مطلوبة لضمان استجابة صارمة إلى حد ما للمفصل.

تتوافق الخطوة الأولى لتحقيق هدف التنبؤ بسلوك مثل هذا المفصل مع تقييم الصلابة الأولية للمفصل. وبدءًا من الانواع الموجزة للتفصيل في سلوك المفاصل في المقاطع المجوفة، كما تقدم هذه المقالة وتناقش نموذجًا تحليليًا يعتمد على شريط مكافئ للوجه المحمّل.

تم أيضًا اشتقاق حل بسيط يعتمد على هذا النموذج الذي تمت معايرته باستخدام عمليات المحاكاة العددية. والمعلمات الرئيسية التي تم أخذها في الاعتبار هي سماكة الوجه المحمّل وأبعاد منطقة التحميل. كما أن المقارنات مع بعض النتائج العددية والتجريبية المتاحة.

سنناقش هنا أنواع الوصلات المستخدمة بشكل شائع للمقاطع المجوفة الفولاذية الهيكلية. حيث أن المقاطع المجوفة من ثلاثة أنواع، المقاطع المجوفة المستطيلة (RHS)، الأقسام المجوفة المربعة (SHS) والأقسام المجوفة الدائرية (CHS).

أنواع الوصلات وتفصيلها للأقسام الفولاذية المجوفة:

فيما يلي تفاصيل الوصلات للأقسام المجوفة الفولاذية الهيكلية (RHS و SHS) شائعة الاستخدام:

1. المفصل نوع (K):

المفصل نوع (K) يتشكل في الهياكل الفولاذية عندما يلتقي المحور المركزي للعضو الأفقي واثنان من الدعامات الجانبية مع المحور المركزي للوتر العلوي. كما يجب التأكد من إغلاق نهايات المقاطع المجوفة دائمًا.

إذا لم يتم إغلاق أي من نهايات القسم المجوف بسبب زيادة العرض، يتم لحام اللوح في تلك النهاية بحيث يتم إغلاق النهايات ويتم أيضًا جعل الاتصال بالأعضاء الآخرين جيدًا من خلال الختم الفعال للأعضاء.

حيث أن الختم الفعال للأعضاء يمنع التآكل الداخلي للمقاطع المجوفة. كما أن الوصلات من النوع (K) في أعضاء الفولاذ الإنشائي هي أبسط وأكثر اقتصادًا.

2. مفصل الركبة المجوف:

لزيادة استقرار الاتصال بين الأعضاء الرأسية والأفقية للهيكل، يتم استخدام مفصل من نوع الركبة. حيث أنه في مفصل الركبة الملحوم، يتم لحام الوتر العلوي مباشرة بالعمود الرئيسي ثم يتم لحام الجزء المقطوع بشكل مناسب إلى العمودي وكذلك لعضو الوتر من أجل تقوية أفضل.

3. مفصل النوع (N):

يتم تشكيل مفصل من النوع (N) وفقًا للتكوين المعتمد، لتوصيل أعضاء الويب بالحبال العلوية والسفلية. حيث التفاصيل النموذجية لإحدى المفاصل موضحة أدناه:

1. في هذا المفصل، يتم أولاً وضع العضو الرأسي في مكانه ويتم لحامه مباشرة بالحبال العلوية والسفلية.

2. بعد ذلك، يتم لحام العضو القطري المائل الآخر، مع قطع مزدوجة مناسبة في النهايات، مباشرة إلى الحبال العلوية والسفلية وأيضًا إلى العمود الرأسي.

3. هذه الوصلات، للأعضاء الرأسية والقطرية بالحبال العلوية والسفلية مباشرة، تساعد في التخلص من ألواح مجمعة ممّا ينتج عنه إحكام أوتوماتيكي لنهايات الأعضاء. حيث يزيل التوصيل المباشر، للأعضاء الرأسية والقطرية بالأوتار العلوية والسفلية، ألواح مجمعة.

4. مفصل الفجوة:

عندما يتم ربط قسمين أصغر بقسم أكبر، تبقى فجوة بين قسمين أصغر. وعندما يكمن تقاطع محاور النقطتين الوسطى لعضوين أصغر حجمًا في المحور المركزي للعضو الأكبر حجمًا، أيّ ذراع الهبوط السفلي، يتم تشكيل هذا النوع من المفصل. كما يتم لحام الدعامات ذات القطع الفردي مباشرة إلى عارضة الأرضية. ويستخدم هذا المفصل في دعائم العمود.

5. المفصل المتداخل:

يستخدم هذا النوع من المفاصل في الارتفاع لربط ثلاثة أعضاء أصغر حجمًا بحيث يكون عضوان على اتصال وثيق ببعضهما البعض وأيضًا يقع تقاطع محاور النقطتين على محور العضو الثالث. حيث يكون لكل من أعضاء التدعيم القطري قطع مزدوج في النهايات ويتم لحامهم مباشرة في دعائم أفقية. وهذا تخطيط متماثل.

6. مفصل فيرنديل المشترك (Vierendeel):

في هذا النوع من الوصلات، يتم لحام العضو الرأسي مباشرة إلى الوتر العلوي بواسطة لحام شرائح. حيث أنه في هذا النوع من وصلات فيرنديل، يكون عرض العضو الرأسي أقل من أعضاء الوتر. وهذا هو أنسب مفصل.