راهنمای جامع انواع اتصالات فولادی از جوشی تا پیچ و مهره، مزایا و معایب

اتصالات در سازه فلزی یا فولادی از اهمیت زیادی برخوردار هستند. در گذر زمان انواع مختلفی از روش اتصالات فولادی تیر و ستون در ساختمان‌های اسکلت فلزی از جمله پرچ، پیچ و مهره و جوشی استفاده شده‌اند که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند. در ادامه به طور مفصل به معرفی این روش‌های اتصال در ساختمان اسکلت فلزی پرداخته شده است.

اتصالات فلزی یا فولادی

سازه‌های فولادی با اتصال مناسب قطعات استاندارد موجود ساخته می‌شوند. اتصالات بخش مهمی از سازه فولادی هستند و بیشتر از هر یک از اعضای باربر در طراحی آن‌ها دقت می‌شود.

بین رفتار واقعی و آنچه که در طراحی اتفاق می‌افتد کمی اختلاف وجود دارد، بنابراین بارگذاری و طراحی اتصالات پیچیده کمی دست بالا انجام می‌گیرد.

هنگامی که اتصال سازه‌ای در صورت بارگذاری بیش‌ازحد توانایی حمل بار خود را از دست بدهد، به‌عنوان یک قانون کلی اعضای کناری آن وارد عمل می‌شوند که این عمل بر بسیاری از اعضای دیگر هم تأثیر می‌گذارد.

بیشتر هزینه ساخت اسکلت فلزی صرف ساخت اتصالات می‌شود و به همین دلیل است که برای ایمنی و صرفه‌جویی در سازه باید به طراحی اتصالات اهمیت ویژه‌ای داده شود.

در مقاله «بررسی مهم‌ترین مزایا و معایب سازه فلزی، ساختمان اسکلت فولادی خوب است یا بد؟» به طور کامل به بررسی مزایا و معایب سازه فلزی پرداخته شده است.

شرکت ابرگان سازه با تجربه چندساله و بهره گیری از جدیدترین تجهیزات و برخورداری از الزامات و استانداردهای بین‌المللی اجرای سازه فلزی آماده ارائه هرگونه خدمات در زمینه طراحی و ساخت سازه فولادی (فلزی) است.

به طور کلی انواع اتصالات فولادی در سازه فلزی را میتوان در چند دسته زیر خلاصه کرد.

• بر اساس ابزار اتصال
  • پرچی
  • پیچی
    • معمولی (A307)
    • با مقاومت بالا (A325 و A490)
  • جوشی
    • سر به سر
    • روی هم
    • گوشه
    • لبه
    • سپری
• بر اساس توزیع نیروهای داخلی
  • خمشی، صلب یا گیردار
    • جوشی
    • فلنجی
    • صفحه‌ای
  • برشی، نیمه صلب یا ساده
    • نبشی
    • صفحه‌ای یا تک ورق
    • نشیمن یا نبشی نشیمن
    • T شکل
  • محوری
    • وضله‌ای
    • مهاربند
    • خرپا
• بر اساس المان‌های سازنده
  • ورق و نبشی
    • نبشی جان تیر
    • نبشی نشیمن
• بر اساس عضوهای متصل شونده
  • تیر به ستون
  • تیر به تیر
  • ستون به ستون
  • کف ستون (صفحه ستون)
• بر اساس روش اجرا
  • صنعتی (در کارگاه)
  • برجا (در محل پروژه)

کاربردهای انواع اتصالات فلزی

1. هنگامی که نیاز به ساخت سازه‌ای بلند با ظرفیت باربری بالا وجود داشته باشد، چندین قطعه پیش ساخته برای ساخت عضوهای سازه مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این حالت، قطعات مختلف توسط اتصالات به یکدیگر وصل می‌شوند تا یک عضو یکپارچه و مستحکم ساخته شود.
2. در سازه‌هایی با دهانه بلند، قطعات مختلف در طول‌های استاندارد تهیه شده و توسط اتصالات به یکدیگر متصل می‌شوند. در این شرایط، اتصال چندین قطعه به یکدیگر نیازمند طراحی مناسب اتصالات است.
3. مواقعی که نیاز به اتصال چند عضو در بخش‌های انتهایی سازه باشد. به‌عنوان مثال، برای اتصال تیرهای فرعی به تیرهای اصلی، ستون، کف و غیره باید از اتصالات مناسب استفاده کرد.

انواع اتصالات در سازه فولادی

اتصالات اسکلت فلزی به صورت اتصالات مفصلی، اتصالات نیمه گیردار و اتصالات گیردار طبقه بندی می‌شوند.

اتصال گیردار به اتصالی می‌گویند که کاملاً به صورت صلب بوده و اجازه حرکت در هیچ یک از جهات عمودی، افقی و مایل برای تیر متصل به ستون وجود نداشته باشد و تنها ممان یا لنگر در آن ایجاد می‌شود.

این نوع اتصال باید دارای گیرداری حدود 90 درصد یا بیشتر باید که معمولاً به وسیله ورق زیر سری به‌عنوان نشیمن و ورق روسری و یا در صورت لزوم ورق یا نبشی جان ایجاد می‌گردد.

اتصال نیمه گیردار به اتصالی گفته می‌شود که مقداری گیرداری در تکیه‌گاه به وجود می‌آورند و در نتیجه باید هم نیروی برشی و هم لنگر را تحمل کنند. در این حالت دوران زاویه بین تیر و ستون صورت می‌گیرد، ولی مقدار آن کمتر از حالت مفصلی و بیشتر از حالت گیردار است.

در اتصال ساده یا مفصلی، تیر می‌تواند آزادانه و بدون محدودیت یا همان ایجاد لنگر حرکت کند و به راحتی دوران زاویه‌ای به خود بگیرد.

اتصالاتی که لنگر منتقل نمی‌کنند در محاسبه تیر و ستون برای تکیه‌گاه ساده در نظر گرفته می‌شوند. به اتصال ساده، اتصال برشی نیز می‌گویند زیرا این اتصال فقط برای انتقال نیروی برشی به کار برده می‌شود.

اتصالات پرچی در سازه فولادی

پرچ یکی از قدیمی‌ترین انواع اتصالات در سازه‌های فولادی در نظر گرفته می‌شود. در گذشته نه چندان دور، تمام اتصالات سازه های فولادی با پرچ کاری یا جوشکاری انجام می‌گرفت. با گذشت زمان، پیچ‌های با مقاومت بالا جایگزین پرچ‌ها شدند. امروزه، اتصالات پرچی تقریبا منسوخ شده به حساب می‌آیند.

با این وجود، آشنایی با این نوع اتصالات در اسکلت فلزی به منظور درک صحیح در ارزیابی و بازسازی سازه‌های قدیمی ضروری است. میخ پرچ معمولا از سه جز اصلی کلاهک، «شنک» (Shank) یا تنه و دم تشکیل می‌شود. ساختار تنه میخ پرچ به صورت توخالی و جنس آن از فولاد کربنی یا فولاد با مقاومت کششی بالا است.

پرچ‌ها برای سال‌ها از انواع رایج اتصالات سازه‌های فولادی بودند. به طور کلی به شرح زیر طبقه بندی می‌شوند:

• پرچ داغ: پرچ‌هایی که در شرایط گرم رانده می‌شوند.
• پرچ شاپ: پرچ‌هایی که در کارخانه استفاده می‌شوند.
• پرچ کارگاهی: پرچ‌هایی که در محل کارگاه به کار می‌روند.
• پرچ سرد: پرچ‌هایی که نیاز به فشار هوای بالا برای نصب دارند.

معایب استفاده از اتصال پرچی و دلایل منسوخ شدن آن:

• نیاز به نیروی انسانی ماهر و باتجربه
• مصرف انرژی بالا و احتمال رخ دادن آتش‌سوزی در حین پرچ کاری به دلیل نیاز به حرارت بالا
• هزینه بالای اجرای این نوع اتصالات
• مقاومت پایین در برابر بارگذاری‌های دینامیکی نظیر زلزله
• همراه داشتن میزان بالایی از آلودگی صوتی
• هزینه بالای برداشتن پرچی که نصب آن نامناسب بوده است
• دشوار بودن باز کردن و جایگزینی پرچ‌های نصب شده در حین عملیات تعمیر و نگهداری

اتصالات فلزی پیچ و مهره ای در سازه فولادی

پیچ، یکی از پرکابردترین ابزار اتصالات سازه‌های فولادی است. این ابزار به همراه مهره در اتصال عضوهای مختلف سازه‌های فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این اتصالات فولادی دارای مزیت انعطاف پذیری در مونتاژ قطعات سازه و همچنین امکان اصلاح آن در صورت نیاز وجود دارد. این نوع اتصالات برای اعضای تحت تنش یا برش یا هر دو نیروی کششی و برشی قابل اجرا است.

پیچ یک پین فلزی است که در یک سر آن کلاهک وجود دارد و ساقه نیز به آن متصل است تا مهره به آن بسته شود. پیچ کاری به فرآیندی گفته می‌شود که با استفاده از پیچ و مهره عضوهای سازه به یکدیگر متصل می‌شوند. فرآیند پیچ کاری در مقایسه با پرچ کاری بسیار ساده هست و اجرای آن نیازی به نیروی کار حرفه‌ای ندارد.

انواع پیچ در اتصالات فلزی پیچ و مهره ای سازه فلزی

چندین نوع پیچ و مهره برای اتصال اعضای سازه‌ای استفاده می‌شود. امروزه سه استاندارد پیچ‌های سازه‌های فلزی پرکاربردتر از سایر استانداردها هستند:

• استاندارد DIN آلمان
• استاندارد ASTM آمریکایی
• استاندارد ISO بین المللی

از مهم‌ترین و معروف‌ترین پیچ‌های ساختمانی مربوط به ساخت سازه‌های اسکلت فلزی می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• ASTM A325
• ASTM A490
• ASTM A449
• DIN 6914

به دلیل حساسیت سازه‌های فلزی و مسئله مقاومت در برابر فشار و وزن سازه، لازم است که پیچ‌های ساختمانی با گرید مناسب خریداری و نصب شوند. به همین جهت امروزه در سازه‌های فلزی، بیشتر از پیچ‌های ساختمانی با گریدهای زیر استفاده می‌شود:

• گرید 8.8
• گرید 10.9
• گرید 12.9

انواع اتصالات پیچی در سازه فولادی

پیچ‌های مقاوم سازه‌های اسکلت فلزی که دارای درجه مقاومت کششی بالایی نیز هستند عمدتاً به یکی از دو روش زیر متصل و نصب می‌شوند:

اتصال اتکایی که در آن بر اثر حرکت دادن و لغزش ورق‌ها بر روی پیچ‌ها، اتصال ایجاد می‌شود؛ اما به دلیل نوع اتصال کیفیت این نوع اتصالات از نوع اصطکاکی کمی پایین‌تر است و در درازمدت احتمال آسیب دیدگی پیچ‌ها نیز بیشتر است.

اتصال اصطکاکی که در آن برای اتصال پیچ‌ها و مهره‌های ساختمانی معمولاً از آچارهای بزرگ و مخصوصی مانند آچار مدرج و یا آچارهای خاردار استفاده می‌شود.

به دلیل نصب و سفت کردن اتصالات با استفاده از آچار، امکان لغزش و حرکت صفحات وجود ندارد و البته این نکته را هم باید در نظر گرفت که قبل از اتصال توسط پیچ و مهره در این نوع اتصال، محل اتصال باید تمیز شود.

از ترک متر (Torque Wrench) نیز برای سنجش میزان نیروی لازم برای ایجاد مقاومت استاندارد استفاده می‌شود.

مزایای اتصالات پیچی در سازه فولادی

اتصالات پیچی مزایای زیادی را نسبت به اتصالات پرچی و یا جوشی دارند که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

1. امکان استفاده از نیروی کار نیمه ماهر و ابزارهای ساده برای انجام کار.
2. انجام فرایندهای مربوط به ساخت بدون آلودگی صوتی و با سرعت بالا.
3. به تجهیزات و فرایندهای خاصی برای انجام نیاز نیست.
4. پیشرفت سریع جبهه‌های کاری.
5. امکان انطباق مشکلات جزئی با نقشه‌های اجرایی.
6. بارگذاری به محض سفت شدن پیچ‌ها.
7. اتصال پیچ و مهره ای اجازه هیچ گونه لغزش بین عناصر متصل شده را نداده، به ویژه در سوراخ‌های نزدیک به هم که اتصالات سفت و سختی را ایجاد می‌کنند.
8. اتصالات اصطکاکی بار را توسط اصطکاک منتقل کرده و پیچ‌ها تحت برش قرار نمی‌گیرند.
9. به دلیل تعداد کمتر پیچ و مهره‌ها، اندازه صفحات کاهش می‌یابد.
10. تغییر شکل سازه به حداقل می‌رسد.
11. از آنجایی که اتصالات پیچ و مهره ای تحت بارهای اصطکاکی مستهلک می‌شوند، می‌توان سوراخ‌هایی بزرگ‌تر از حد معمول برای سهولت در انبساط و رواداری بالاتر ایجاد کرد؛ بنابراین سوراخ‌ها ممکن است استاندارد، بزرگ یا کوتاه باشند. با این حال، نوع سوراخ بر قدرت اتصال تأثیر می‌گذارد.
12. احتمال خرابی در قسمت خالص تحت بارهای کار حذف می‌شود.
13. از آنجایی که بارهای ایجاد کننده خستگی در عضو باربر مستهلک می‌شوند، از شل شدن مهره‌ها جلوگیری شده و مقاومت خستگی مفصل بیشتر و بهتر از اتصالات جوش داده شده و پرچ شده خواهد بود. علاوه بر این، از انجام که بار توسط اصطکاک منتقل می‌شود، هیچ افزایش تنشی در سوراخ‌ها وجود ندارد.
14. برخلاف اتصالات پرچی، نیروی کاری کمی برای ایجاد اتصالات مورد نیاز است.
15. به مانند اتصالات پرچی نیازی به گرمایش نیست و خطر پرتاب پیچ وجود ندارد؛ بنابراین، ایمنی کارگران افزایش می‌یابد.
16. در صورت نیاز به ایجاد تغییرات (به‌عنوان مثال تعویض پیچ معیوب) کار به راحتی انجام می‌پذیرد در حالی که این کار در اتصالات پرچی و جوشی بسیار سخت است.

معایب اتصال پیچ و مهره

از معایب اتصالات جوشی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• هزینه بالای تهیه مصالح مربوطه
• شل شدن اتصالات در هنگام اعمال بارهای لرزشی یا ضربه‌ای
• بالا بودن هزینه مصالح
• کاهش مقاومت کششی در سقف به دلیل کاهش سطح درگیر اتصالات
• احتمال شکست دائمی اتصال در هنگام اعمال بارهای بیش‌ازحد
• احتمال شکست اتصال بر اثر خوردگی پیچ یا مهره

 اتصالات فلزی جوشی در سازه فلزی

هنگامی که دو عضو با استفاده از جوش به یکدیگر متصل می‌شوند، اتصال جوشی شکل می‌گیرد. جوشکاری به طراح این امکان را می‌دهد تا از مصالح بهینه‌تری استفاده کند.

برای اطلاعات بیشتر در خصوص انواع روش جوشکاری به مقاله «انواع جوشکاری» مراجعه کنید.

طراحان در گذشته این نوع اتصال‌ها را در برابر خستگی کمتر مقاوم می‌دانستند و اعتقاد بر این بود که دستیابی به جوش‌های با کیفیت در محل کارگاه غیرممکن است.

امروزه، با پیشرفت در زمینه روش‌های آزمایش‌های جوش مانند تست‌های غیر مخرب (NDT)، آزمایش و کنترل کیفیت جوش‌ها آسان‌تر شد. این موضوع به طراحان شجاعت کافی را می‌دهد تا امکانات و قابلیت‌های اتصالات جوشی را بررسی کنند.

امکان ساخت سریع با استفاده از اتصالات جوشی از مهم‌ترین مزایای آن است. وزن اتصالات جوش داده شده نسبتاً کم است و بنابراین هزینه ساخت و ساز را کاهش می‌دهد. از انجام که هیچ سوراخ در مقاطع نیست، سطح مقطع ناخالص در حمل بارها تماماً نقش دارد.

انواع اتصالات فلزی جوشی در اسکلت فولادی

انواع اتصالات فلزی جوشی در اسکلت فولادی بر حسب موقعیت قطعات متصل شونده به یکدیگر دسته بندی شده و انواع آن‌ها به شرح زیر است.

1. اتصال لب به لب که اغلب برای متصل کردن انتهای ورق‌های مسطح با ضخامت‌های نسبتاً مساوی به کار می‌رود. در این روش قبل از جوشکاری لبه‌ی قطعات را آماده کرده و در صورت لزوم پخ می‌زنند سپس آن ها را به دقت در یک راستا قرار داده، از جوش شیاری با نفوذ کامل استفاده می‌کنند.
2. اتصال روی هم نیز از معمول‌ترین انواع اتصال جوشی است که از مزایای این اتصال می‌توان به سادگی جفت و جور کردن آن اشاره کرد؛ یعنی ساخت این گونه اتصالات نیاز به دقت زیادی نسبت به سایر اتصالات جوشی ندارد. قطعات می‌توانند روی هم جابه جا شوند تا خطاهای کوچک ساخت را پوشش دهند. به علاوه لبه‌های قطعاتی که متصل می‌شوند نیاز به آماده سازی خاصی ندارند و اغلب با برش عادی بریده می‌شوند.
3. اتصال سپری هم در فرایند ساخت نیم رخ های مرکب، تیر ورق‌ها، لچکی‌ها و به طور کلی قطعاتی که تحت زاویه با هم جفت و جور می‌شوند به کار می‌رود.
4. اتصال گوشه گونیا در ساخت مقاطع جعبه ایی مستطیل شکلی که به صورت تیر یا ستون ساخته می‌شوند، کاربرد دارد.
5. اتصال پیشانی که نقش باربری نداشته و بیشتر برای نگه داشتن دو یا چند صفحه در یک امتداد به کار می‌رود.

برای اتصال قطعاتی که روی یک سطح و در امتداد هم قرار گرفته اند به کار می‌رود استفاده از جوش شیاری با هدف انتقال کل نیرو از قطعات متصل شده به نقطه اتصال است؛ بنابراین مقاومت جوش شیاری باید در حد مقاومت قطعات متصل شونده باشد.

برای چنین منظوری درز جوش طوری طراحی می‌شود که جوش در تمام عمق قطعه نفوذ نماید به چنین جوشی جوش نفوذی کامل گویند. در صورتی که جوش در تمام ضخامت قطعات متصل شونده نفوذ نکند به آن جوش شیاری با نفوذ ناقص گفته می‌شود.

جوش گوشه نیز به دلیل سادگی انجام کار و قابلیت استفاده از آن در حالت‌های مختلف، کاربرد فراوانی دارد. یکی کاربردهای جوش گوشه در اتصال روی هم است.

جوش کام و انگشتانه گاه به تنهایی و گاه به صورت ترکیبی با سایر انواع جوش‌ها، نظیر جوش گوشه برای تقویت مقاومت برشی در اتصال صفحات روی هم به کار می‌روند.

مزایای اتصالات جوشی

1. اتصال جوشی قدرت کافی جهت تحمل 100 درصد نیروی فشاری را دارد، اما اتصالات پرچ شده معمولاً حداکثر مقدار 75 درصد از این نیرو را منتقل می‌کنند.
2. استفاده از اتصال جوشی در سازه‌های فلزی که تحت نیروی پیچشی قرار می‌گیرند راه حل مناسبی است.
3. جوشکاری روشی است که اتصال محکم تری را برای سازه‌های فولادی فراهم می‌کند. این یک مورد مهم در قاب‌های سازه‌ای ساخته شده از فولاد است. در حالی که روش‌هایی مانند پرچ کردن ممکن است استراتژی مناسبی برای کنار هم قرار دادن قطعات فلزی برای سازه‌هایی که بار زنده زیادی دارند نباشد.
4. سازه‌های که در ساخت آن‌ها از اتصالات جوشی استفاده شده از لحاظ بصری جلوه بهتری دارند که جوشکاری باعث یکپارچگی اسکلت سازه می‌شود.

معایب اتصالات جوشکاری

1. اتصالات جوش داده شده اجازه هیچ گونه انبساطی را به المان‌های باربر نمی‌دهند. حرکات انقباضی در اتصالات می‌تواند آن‌ها را ضعیف کرده و بعد از مدتی ایجاد ترک نماید.
2. در مواقعی، جوش و حرارت ناشی از آن آب موجود در فولاد را تبخیر کرده و باعث اعوجاج داخلی و خارجی آن می‌شود.
3. در اثر حرارت شدید احتمالی، ممکن است در محل اتصال قطعات فولادی خستگی ایجاد شود. به همین دلیل ضروری است که از یک جوشکار متخصص استفاده شود تا اطمینان حاصل شود که اتصال در معرض حرارت زیادی قرار نمی‌گیرد.
4. کار بازرسی فولاد جوش داده شده به زمان و دقت بالایی نیاز دارد و برای پایداری اتصال موارد زیادی نیاز به چک شدن دارند.

 تقسیم‌بندی اتصالات سازه فلزی بر اساس انتقال نیرو

یکی از مهم‌ترین ملاحظات هنگام طراحی اتصال فولادی، طراحی اعضای آن بر اساس نیروهای داخلی است که انتظار می‌رود در آن‌ها ایجاد شود.

اتصالات بر اساس باری که باید تحمل کنند به‌عنوان اتصالات محوری، برشی (نیمه صلب و صلب) یا گشتاور (ممان اینرسی) طبقه بندی می‌شوند. با این حال انتظار می‌رود که این اتصلات هم‌زمان بتوانند دو یا چند ترکیب بار را حمل کنند. نیروهای وارده بر یک عضو شامل موارد زیر هستند.

• نیروی خمشی
• نیروی برشی
• نیروی محوری

همه اتصالات موجود در یک سازه فلزی باید سه نیروی بالا را یا ترکیبی از آن‌ها را تحمل کنند و این یکی از مهم‌ترین نکاتی که یک طراح سازه در حین طراحی باید در نظر بگیرد.

اتصالات برشی (صلب/ساده)

اتصالات برشی در درجه اول بار برشی را تحمل می‌کنند، اگرچه معمولاً بار محوری را نیز تحمل می‌کنند. آن‌ها متداول‌ترین انواع اتصالات در سازه فولادی هستند و به‌عنوان اتصالات «ساده» یا «نیمه صلب و صلب» شناخته می‌شوند، زیرا هیچ خمشی در این المان‌ها در نظر گرفته نمی‌شود.

اتصالات محوری

اتصالات محوری در درجه اول بارهای محوری را که بر مرکز ثقل یک المان وارد می‌شود را تحمل کرده و در اتصالات مختلف، مهاربندها و اتصالات خرپایی به کار می‌روند. آن‌ها معمولاً برای اتصال ستون به ستون یا تیر به تیر با مقاطع مختلف به کار می‌روند.

اتصالات لنگری

این نوع از اتصالات در اکثر مواقع برای تحمل لنگر یا گشتاور وارد بر اتصال و در برخی مواقع برای تحمل بارهای محوری و برشی طراحی می‌شوند. این اتصالات را اتصالات صلب یا گیردار گویند که برای ساخت قاب‌های فولادی به کار می‌روند.

انواع اتصالات سازه فلزی بر اساس نوع عناصر تشکیل دهنده آن

نوع عناصر سازه‌ای که یک اتصالات فولادی را تشکیل می‌دهند، یک طبقه بندی رایج در این زمینه است. انواع مختلفی از عناصر سازه‌ای وجود دارد و قرارگیری مختلف در اعضای سازه منجر به انواع مختلفی از اتصالات می‌شود. متداول‌ترین عناصر ساختاری بر اساس ابعاد و زوایای خود متصل می‌شوند.

انواع اتصالات فلزی بر اساس اتصال اعضا به یکدیگر

طبقه بندی اتصالات فولادی معمولاً به اعضای سازه‌ای که باید توسط آن‌ها به هم متصل شوند، وابسته است. در واقع، توجه به اتصال ستون‌ها و تیرها باید به‌عنوان یکی از ملاحظات اولیه در هنگام نیاز به طراحی اتصال فولادی عمل کند. انواع اتصالات بر اساس آنچه گفته شد، دسته بندی‌های زیر را شامل می‌شود:

• اتصالات تیر به ستون
• اتصالات تیر به تیر
• اتصالات ستون به ستون
• اتصال ستون به بیس پلیت (صفحه ستون)

اتصال تیر به ستون

این نوع اتصال در سازه فلزی از معمول‌ترین اتصالات سازه‌ای بوده و بیشتر به دو صورت صلب و مفصلی اجرا می‌شود. اتصال صلب (اتصال گیردار) تیر به ستون فلزی کاملاً به صورت صلب بوده و اجازه حرکت در هیچ یک از زوایا را به تیر نمی‌دهد.

نظر به اینکه این اتصال ممان یا لنگر را منتقل می‌کند باید در آن از ورق روسری و زیر سری استفاده کرد. تأمین گیرداری کامل معمولاً به وسیله ورق زیر سری به‌عنوان نشیمن و ورق روسری (کله گاوی) و در صورت لزوم ورق یا نبشی جان (ورق تودلی) انجام می‌شود.

اتصالات تیر به تیر

اتصال دو تیر به یکدیگر در اجرای سازه فلزی به دو شکل کلی اجرا می‌گردد. یکی از آن‌ها اتصالی است که جهت انتقال بار از یک تیر به تیر دیگر انجام می‌گردد که در این حالت معمولاً امتدادهای دو تیر بر هم عمودند. اتصال دو تیر به منظور افزایش طول آن که در آن دو تیر در راستای هم قرار دارند. اتصال آن‌ها هم بسته به اندازه تیرها از طریق زبانه یا نبشی اتصال انجام می‌گیرد.

اتصالات فلزی ستون به ستون

در اسکلت فلزی در صورتی که مقطع ستون در طبقات بالاتر کوچک‌تر شود یا ارتفاع ستون مورد نیاز بیشتر از حداکثر طول ورق یا پروفیل باشد، باید دو ستون به هم اتصال یابند که این امر توسط وصله ستون فلزی انجام می‌گیرد. 

اتصالات فلزی ستون به بیس پلیت (صفحه ستون)

بارهای وارده به یک اسکلت فلزی از طریق کف و تیرها به ستون‌ها می‌رسند. ستون‌ها این نیروها را از طریق بیس پلیت به پی منتقل می‌کنند، به همین دلیل بیس پلیت نقش حساسی در سازه داشته و باید در طرح و اجرای آن دقت بسیاری شود.

اتصالات صفحه ستون به ستون برای انتقال نیروها به فونداسیون انجام می‌گیرد. ملاحظات معمول شامل اندازه و ضخامت صفحه و همچنین گروت ریزی برای تراز کردن صفحه ستون است. این اتصال به صورت گیردار اجرا شده و حرکت ستون را از هر طرف محدود می‌کند.

سخن آخر

دقت بالای طراحی انواع اتصالات فلزی یا فولادی در سازه فولادی برای تأمین ایمنی و صرفه اقتصادی سازه‌های فولادی ضروری است. طراحی یک اتصال باید ساده و قابل اجرا بوده و بر اساس درک روشنی از مسیر انتقال بار، تأثیر صلبیت عناصر، نحوه توزیع نیرو و تأثیر آن بر المان‌های سازه‌ای انجام شود. پیروی از استانداردهای مختلف سهولت ساخت و نصب را افزایش داده و سرعت و صرفه پروژه را نیز تضمین می‌کند.