درخیلی از ساختمانهای فولادی ، برای ستونهای واقع در قابهای خمشی از مقطع زوج متشكل از دو نیمرخ IPE  و ورقهای تقویتی روی بالها استفاده می گردد. همانطور كه در تصاویر 2و 3 دیده می شود دراین حالت به هنگام اعمال كشش به ورق تقویتی بالها، براحتی این ورق خمیده شده و فلسفه اتصال گیردار زیر سئوال می رود. برای رفع یا حداقل كاهش مشكل درچنین حالاتی میتوان از جوشكاری ورق تقویت به دو لبه دیگر نیمرخهای ستون و یا جوش كام با ایجاد شیاری در طول ورق تقویت بالها استفاده نمود كه این جزئیات بایستی در نقشه های اجرایی سازه آمده باشد .

جوش شیاری اتصال ورقهای فوقانی و تحتانی به ستون برای تامین اتصال گیردار نیز اهمیت زیادی دارد و در عمل نسبت به جزئیات آن مثل داشتن پخ 45 درجه لبه ورق و شرایط جوش نفوذی سهل انگاری می شود. خیلی اوقات ورق فوقانی به صورت مستطیلی بكار می رود و لذا جوش شیاری از مقاومت كافی برخوردار نخواهد بود. برای رفع این مشكل بهتر است پهنای این ورق به صورت ذوزنقه ای درمحل اتصال به ستون افزایش یابد .

 

شكل (3): اتصال گیردار نامناسب تیر به ستون مركب از دو نیمرخ IPE و ورقهای تقویتی روی بالها

نبشی های نشیمن زیرتیرها در خیلی موارد برای تحمل نیروهای تكیه گاهی كافی نیستند و لذا بایستی آنها با افزودن سخت كننده های مثلثی تقویت نمود. مشكل دیگر اتصال تیر به ستون درسیستم اتصال خورجینی (اگرچه در حال حاضر بندرت بكار می رود) است كه همواره تا حدی لنگر خمشی از تیر به ستون منتقل می شود لیكن عملاً‌ستونها برای این لنگر اضافی محاسبه و طراحی نمی شوند. در اتصال تیر به تیر نیز گاهی مشكلات اجرائی دیده میشود. یكی از موارد عمده, اتصال نامناسب تیر به تیر اصلی از نیمرخ لانه زنبوری می باشد.

 

8- سیستم مقاوم جانبی در ساختمانهای فولادی

تعداد قابل توجهی از ساختمانهای فلزی موجود دركشور بكلی فاقد هرگونه سیستم باربر در برابر بارهای زلزله هستند. در غالب آنها بدون هیچ سیستم مهاربندی از قاب ساده (یا قاب با اتصالات خورجینی طبق شكل 4) استفاده شده است كه صرفاً‌ برای تحمل بارهای قائم طراحی شده اند]3و 4[. درحالت بادبندی شده نیز گاهی اوقات به صورت متقارن بادبندی نمی شود كه موجب ایجاد كوپل پیچشی بزرگی در طبقات ساختمان می گردد. بعنوان یك مسئله مهم در خیلی از ساختمانهای فلزی حذف عنصر مقاوم در طبقه همكف به علت ورودی ساختمان ، سبب شكل گیری طبقه نرم و ضعیف در این طبقه كه قرار است حداكثر نیروی برشی ناشی از زلزله را تحمل نماید،  می شود.

 

شكل (4): اتصال نامناسب مهاربند در یك قاب با اتصالات خورجینی كه تنها به ستون متصل شده است

- مهاربندی

اشكالات متعددی درسیستم مهاربندی ساختمانهای فولادی در حال اجرا دیده می شود. اتصال عضو بادبند به صورت خارج از مركز با  نصب ورق اتصال در لبه بال ستون و تیر (تصویر 5)، اتصال این ورق به تنهائی به ستون (شكل 4)  یا تنها به تیر، و نیز ضعف عضو مهاربند و ابعاد غیركافی ورقهای اتصال بادبند(شكل 6), از موارد معمول میباشد كه بایستی با هشیاری مهندس ناظر از آنها اجتناب شود.

در بعضی ساختمانها ، مالك ترجیح می دهد كه از پروفیل های I شكل قدیمی به جای اعضای مهاربندی (معمولاً مقاطع زوج از ناودانی و یا نبشی ) داده شده در نقشه ها استفاده گردد (شكل 5 ). باید توجه داشت كه این مقاطع اغلب حتی جوابگوی شرط لاغری اعضای فشاری نیز نیستند و در صورت ارضاء شرط لاغری, تنها شاید بتوان در طبقات فوقانی ساختمان كه نیروهای ناشی از زلزله در بادبندها كاهش می یابد از آنها استفاده نمود. مشكل دیگر اجرایی در این رابطه عدم اتصال دو نیمرخ (ناودانی یا نبشی) به یكدیگر در طول اعضای بادبندی با مقاطع زوج می باشد كه لازم است در فواصل مشخص (طبق نقشه مثلا ً‌هر 60 سانتیمتر) باتسمه به یكدیگر وصل شوند. با انتخاب مناسب دهانه های بادبندی می‌توان نیروهای ستونها را در طبقات پائین تعدیل نمود.

 

شكل (5): . اتصال نامناسب عضو بادبند به صورت خارج از مركز با  نصب ورق اتصال در لبه بال ستون و تیر.

 

شكل (6): ضعف عضو مهاربند و ابعاد غیر كافی ورقهای اتصال بادبند در یك ساختمان فولادی

در سیستم مهاربندی واگرا (ذوزنقه), علاوه بر توجه كافی به مشخصات لازم برای اعضای مهاربند بایستی به محل اتصال این اعضا به تیر و مقاومت خود تیر دقت نمود. اغلب دیده می شود كه برای تامین بازشوی بزرگتر، زاویه مهاربندها با افق زیاد شده (شكل 7) و نه تنها از راندمان سیستم مقاوم جانبی در تحمل بارهای جانبی می كاهد، بلكه نیروی برشی بزرگتری را به تیر پیوند تحمیل می نماید. ضمناً‌ بدین ترتیب تیر پیوند به صورت خمشی عمل خواهد نمود. در صورتیكه بهتر است تحت نیروی برشی به محدوده تغییر شكلهای غیر ارتجاعی وارده شده و انرژی زلزله را مستهلك نماید. متاسفانه در خیلی از ساختمانهای فولادی در حال اجرا باسیستم مهاربندی واگرا، از یك تیر لانه زنبوری بعنوان تیر پیوند استفاده می گردد (شكل 7) كه به هیچ وجه جوابگوی ضوابط طراحی در خصوص جاری شدن برش جان نمی باشد. در چنین حالتی اگر جان تیر در محدوده تیر پیوند, با ورق تقویت گردد با آسیب دیدگی بخشهای كناری نمی‌توان به عملكرد شكل پذیری دست یافت. حال آنكه آئین نامه زلزله ضریب رفتار بزرگتر 7 را برای سیستم مهاربندی برون محور بعلت شكل پذیری مناسب آن توصیه می‌نماید]3[.

شكل (7):  از یك تیر لانه زنبوری بعنوان تیر پیوند استفاده شده كه جوابگوی ضوابط طراحی در خصوص جاری شدن برش جان نمی باشد. ضعف مقطع مهاربند استفاده شده و در یك راستا نبودن عضو بادبندی ضربدری نیز جالب توجه است

- جوشكاری

یكی از مهمترین موضوعات درهر ساختمان فولادی، كنترل جوشكاری آن میباشد. جوشها درهمه بخشها بایستی منطبق بر اطلاعات نقشه بوده و از لحاظ بعد و طول جوش و كنترل كیفیت لازم بررسی گردد. دراین خصوص حتی ممكن است در یك ساختمان فولادی كوچك به انجام آزمایشات غیر مخرب (NDT) بر روی جوش نیاز باشد. در استاندارد های موجود, آزمایشات اولتراسونیك و رادیوگرافی برای كنترل اتصالات جوشی قابهای خمشی ویژه اجباری شده است]3[ كه البته بسته به تشخیص مهندس ناظر در سایر حالات نیز انجام می‌گیرد.

 

11- سیستم سقف

در حال حاضر، اغلب از سقفهای تیرچه و بلوك در ساختمانهای فولادی استفاده می شود كه دراینصورت بایستی میلگردهای تیرچه ها به خوبی دربتن محصور گردند و پوشش بتن تامین شود. ضمناً‌ در خیلی از ساختمانهای فولادی كه ازمقاطع لانه زنبوری CPE180 یا بالاتر استفاده می شود, ضخامت سقف سازه ای معادل 25 سانتیمتر می باشد،‌ لایه بتنی و آرماتورگذاری حرارتی بدرستی روی پلهای مزبور را نمیگیرد و دیافراگم كف نمی تواند بخوبی به صورت صلب و یكپارچه عمل نماید .

در سقفهای طاق ضربی كه برای غالب ساختمانهای قدیمی استفاده شده، مطابق فصل سوم و پیوست 6 استاندارد 2800]3[ بایستی ازمهاربندی با میلگرد و پوشش بتن به ضخامت 5 سانتیمتر بر روی سقف به منظور تامین صلبیت دیافراگم و انسجام كف كمك گرفت كه معمولا در اجرا و حتی گاهی در نقشه‌های سازه ای فراموش می شود.

سقف های مركب به خصوص در صورت اجرای مناسب، بهترین عملكرد صلب را می توانند از خود نشان دهند طوریكه نسبت حداكثر تغییرشكل دیافراگم به جابجایی نسبی طبقه كمتر از 5/0 باشد]3[. موارد ضعف اجرایی این سقفها بیشتر به قرارگیری اتصالات برشی و آرماتورگذاری دال بتنی آن مربوط می شود.

در اجرای تاسیسات مكانیكی و برقی طبقات بایستی حتی المقدور سعی شود تا ضخامت تمام شده كف كاهش یابد . بدین منظور میتوان از روی هم ردشدن لوله ها جلوگیری نمود (شكل 8). مسئله دیگر در این رابطه استفاده از پوكه معدنی سبك برای كف سازی طبقات و شیب بندی بام می باشد كه در صورت سهل انگاری مهندس ناظر ممكن است حتی از نخاله های ساختمانی استفاده گردد. در واقع با بكاربردن مصالح غیرسازه‌ای سبك و كاهش میزان مصرف آن, وزن ساختمان بایستی به حداقل ممكن رسانده شود]3[.

 

شكل (8):  رد شدن لوله ها از روی یكدیگر و عدم توجه به افزایش ضخامت كف سازی كه در صورت استفاده از نخاله های ساختمان بجای پوكه وضعیت بحرانی بوجود می‌آید.