Hamshahri corpus document

DOC ID : H-761113-38836S1

Date of Document: 1998-02-02

نقطه هاي جوش: چشم اسفنديار اسكلت هاي فلزي به انگيزه چهارمين كنفرانس ملي جوش و بازرسي (اسفند) 76 سرزمين ما در منطقه اي زلزله خيز قرار دارد ومقاومت ساختمان ها در برابر نيروهاي ناشي از زمين لرزه حياتي است جوشكاري، اصلي ترين روش اتصال سازه هاي فلزي است. حتي در سازه هايي كه اتصالات آنها با پيچ و مهره انجام مي شود، باز اجزاي سازه به ويژه در انتهاي تيرها به جوشكاري نياز دارند سازه هاي فلزي در ايران و در همه نقاط جهان به طور گسترده براي احداث ساختمان، پل، كارخانه، انبار و ديگر تاسيسات شهري و صنعتي استفاده مي شوند. جوشكاري به عنوان رايج ترين روش اتصال فلزات به طور وسيع در ساخت سازه هاي فلزي به كار مي رود. كيفيت و استحكام سازه ها، به طراحي و سپس اجراي درست اتصالات آنها بستگي دارد و اگر دقت هاي لازم اعمال نشود، سازه به شدت آسيب خواهد ديد. زيرا يك سازه فلزي چيزي نيست جز انبوهي از مقاطع فولادي كه به يكديگر متصل و سرپاشده اند و اين اتصالات بايد فشاري سهمگين را تحمل كنند. از آنجا كه سرزمين ما در منطقه اي زلزله خيز قرار دارد ومقاومت ساختمانها در برابر نيروهاي ناشي از زمين لرزه حياتي است، حساسيت مطلب دو چندان مي شود. از اين رو، كيفيت جوشكاري سازه هاي فلزي چيزي نيست كه قابل گذشت و سهل انگاري باشد. در صورت تخريب سازه ها، آسيبهاي فراواني به كشور وارد مي شود كه در هر حال غيرقابل جبران است. اين مقاله، با بررسي اجمالي مسائلي از اين دست، سعي در افزايش آگاهي هاي همگاني با دارد اين اميد كه در پرتو افزايش آگاهي هاي فني مردم در زمينه سازه هاي فلزي و توجه بيشتر مسئولان به آن، خسارت هاي ناشي از بلاياي طبيعي و به ويژه آسيبهاي زلزله كاهش يابد. علي محمدنيا تهيه مسكن، يكي از مهم ترين مسايل شهري است. بخشي عمده ازدرآمدها صرف هزينه مسكن مي شود و معمولا يكي ازآرزوهاي هر كارمند و كارگر ساده و نيز يك جوان تازه ازدواج كرده، داشتن مسكن شخصي است. يك كارمند با صرف پس انداز ساليان متمادي خود و با استفاده از وام هاي بانكي و مصالح دولتي از طريق تعاوني مسكن براي خانه دار شدن اقدام مي كند. دريغا كه اين همه زحمات، سرمايه، مواد و مصالح مصروف مي شود اما به دليل دقت نداشتن در طراحي و به ويژه اجرا، ساختمان از استحكام كافي برخوردار نيست. تا هنگامي كه بارهاي ساكن به سازه وارد مي شود، مشكلي حس نمي شود; اما ضعف ساختمان در مواقعي نمود مي كند كه بارهاي غيرساكن مانند زلزله بر آن وارد مي شود. در اين صورت، ساختمان فرو مي ريزد و هر آنچه در آن است از جان انسان تا سرمايه صرف شده نيز به همراه ساختمان نابود مي شود. كساني هم كه زنده مي مانند به يكباره تمام سرمايه وهستي خويش را از دست مي دهند و درمانده مي شوند. بخشي عمده از اين حوادث به سادگي قابل پيشگيري است و همواره پيشگيري بهتر از درمان است. نقش اطلاع رساني در پيشگيري از بروز خسارات از فرداي روزي كه غلامرضا خوشرو معروف به خفاش شبهاي تهران دستگير شد و به جنايات خود اعتراف كرد، ملت ايران و به ويژه مردم تهران از خود و از مسئولان مربوطه مي پرسيدند كه چرا مردم در جريان اين وقايع گذاشته نشدند و هشدارهاي لازم را ندادند و... در مورد مسايل فني هم نظير همين واقعه ممكن است همه رخ دهد مردم كارشناس نيستند تا از اين مسايل اطلاع كافي داشته باشند. اما در صورتي كه واقعه اي مانند زلزله پيش آيد و خسارات مالي و جاني به مردم وارد آورد و مسايل فني مطرح شود، از كارشناسان مربوطه خواهند پرسيد كه چرا به وظيفه خويش به درستي عمل نكرده و با دادن آگاهي هاي لازم، جامعه را براي رعايت نكات ايمني توجيه نكرده اند تا از صدمات ناشي از زلزله كاسته شود. هدف اين نوشتار، اطلاع رساني در زمينه اي از ساختمان سازي است كه در كشور ما كمتر به آن توجه مي شود و اين، ضعف اساسي سازه هاي كشور است. در چنين نشريه اي، امكان بحث و تشريح مسايل تخصصي وجود ندارد اما منظور ما روشن سازي اذهان كساني است كه ساختمان سازي مي كنند. بايد توجه اينان را به مسايل با اهميت فني كه توجه چنداني به آنها نمي شود جلب كرد. اهميت و گستردگي كاربرد سازه هاي فلزي كشور ما در مرحله سازندگي است و ساختمان سازي يكي از فعال ترين بخش هاي سازندگي است. بيشترين بخش ساختمان سازي در كشور توسط بخش خصوصي و با استفاده از تيرآهن صورت مي گيرد. زيرا ساختمان هاي كوتاه به دليل سهولت اجرا بيشتر به صورت چارچوب فلزي بنا مي شوند و ساختمان هاي بلندمرتبه به دليل ضرورت فني به صورت اسكلت فلزي ساخته مي شود تا در برابر حركات زمين مقاومت كند و از پيكربندي انعطاف پذير برخوردار باشد. در اين ميان، فولاد جزو جدايي ناپذير سازه ها حتي سازه هاي بتوني است و دليل آن خواص مكانيكي مطلوب آن است فولاد، به خانواده بزرگي از آلياژها گفته مي شود: از فولادهاي ساختماني (كه به غلط آهن ناميده مي شود ) تا فولادهاي ابزار و زنگ نزن. مقاومت مكانيكي بالا (تنش سيلان بالا ) ضريب، ارتجاعي بزرگ، شكل پذيري و قابليت انعطاف آن، نسبت استحكام به وزن مناسب، توليد انبوه به اشكال و مقاطع مختلف و قيمت كم تر (نسبت به ديگر فلزات ) باعث، رويكرد هرچه بيشتر صنعت به اين آلياژ گرانبها شده است. اجراي سازه هاي فلزي كه اتصالات آنها بيشتر به روش جوشكاري انجام مي شود، مزاياي گسترده زير را در بردارد: - سهولت اجرا و نصب - كيفيت قابل تضمين مواد اوليه مصرفي مانند تيرآهن و الكترود - امكان اتصال قطعات با ابعاد، شكل و حتي جنس مختلف به يكديگر - سرعت زياد در ساخت اسكلت سازه به ويژه كه امكان تقسيم نمودن كار بين كارگاه و محل نصب با اجزاء پيش ساخته وجود دارد - قابليت انعطاف سازه - استحكام و خواص مكانيكي خوب محل اتصال اگر به صورت درست انجام شود - امكان بازيابي مصالح در صورت تخريب سازه (حتي آهن قراضه هم قابل استفاده است ) موارد فوق به خوبي دليل استفاده گسترده از سازه هاي فلزي را روشن مي سازند و جوشكاري كه اصلي ترين روش اتصال آنها اهميت است، خود را نشان مي دهد. حتي در سازه هايي كه اتصالات آنها با پيچ و مهره انجام مي شود، باز اجزايي سازه به ويژه در انتهاي تيرها به جوشكاري نياز دارند تا امكان اتصال توسط پيچ و مهره برقرار شود. موقعيت جوشكاري جوشكاري در سازه هاي بلند كاربرد بيشتري دارد. زيرا ساخت مقاطعي هم كه به صورت آماده موجود نيست و مورد نياز است (مانند تيرهاي لانه زنبوري، پايه ها و ستونهاي با مقطع بزرگ ) به كمك جوشكاري امكان پذير است. اين اجزاء بايد نيروهاي زيادي را شامل وزن اسكلت فلزي و مصالح ديگر و افراد داخل ساختمان و اجزاء و لوازم داخلي و نيروهايي مانند باد و لرزش هاي ناشي از ترافيك و حركت آسانسور و افراد داخل ساختمان و از همه مهم تر زلزله را تحمل كنند. در جوشكاري مانند ريخته گري، متغيرهاي بسياري وجود دارد كه تعيين كننده كيفيت نهايي عمليات است. اما از آنجا كه صنعت جوشكاري قدمت بسيار دارد و با گسترش صنايع نيز پيش مي رود و در اساس توسعه صنعتي مستلزم بهره گيري از اين فن آوري است، همه ساله تحقيقات گسترده در اين زمينه در سراسر جهان صورت همچنين مي گيرد آئين نامه ها و استانداردهاي مورد نياز از سالها قبل تدوين شده و هر ساله تكميل و تجديدنظر مي شوند. براي نمونه، I. I.D AWS يك مرجع مناسب و جامع در زمينه جوشكاري سازه هاي فلزي است گرچه پس از زلزله نورث ريج كاليفرنيا ( ) 1994 مشخص شد كه آن هم داراي نقائصي است و بايد در مبحث سازه هاي مقاوم در برابر زلزله مورد تجديدنظر و اصلاح قرار گيرد، با اين همه، با پيشرفت علوم و فنوني كه با جوشكاري ارتباط اين دارند، شاخه از صنعت از حالت هنري خارج شده و به صورت يك فني درآمده است كه حتي شبيه سازي هاي رايانه اي براي آن انجام مي گيرد. بيشتر متغيرهاي اساسي و نقش هر يك در كيفيت جوش و ارتباط آنها با يكديگر به خوبي شناخته شده است و با كنترل درست متغيرها و رعايت آئين نامه هاي مربوطه، مي توان به يك جوش مناسب دست يافت كه از خواص مطلوب برخوردار باشد و بتواند نيروهاي وارده و تغييرشكل ها را تحمل كند. در غير اين صورت، تضميني بر كيفيت آن وجود نخواهد داشت و جوش حاصل معيوب خواهد بود، اگر چه ظاهري سالم نيز داشته باشد. معايب جوش و اثر آن بر استحكام اتصال معايب جوش اگر از ديد كارشناسانه به آن نگريسته شود، بسيار متنوع است. يكي از بزرگترين نقاط ضعف در جوشكاري سازه ها، توجه نكردن به مرحله پيش از جوشكاري است. نكات بسيار زيادي بايد مورد توجه قرار گيرند، از جمله طرح اتصال مناسب شامل نوع اتصال و نوع پخ جوش، زاويه پخ و اندازه پاي جوش همچنين طول درز جوش و فاصله دهانه درز جوش، فاصله نوارهاي متوالي جوش از يكديگر توالي اجراي پاسهاي جوش، توالي اجراي نوارهاي متوالي جوش، آماده سازي درز جوش و تميزكاري آن، پيش گيري از پيچيدگي و تنش پس ماند به كمك كنترل تمركز حرارتي و پيش بيني جهت و مقدار انقباض و خمش، پيش گرم و پس گرم و... پس از آماده سازي درست محل جوشكاري، رعايت نكات فني در اجراي جوشكاري بايد مورد توجه قرار گيرد. انتخاب درست الكترودمتناسب با جنس فلز مصرفي و تعيين قطر و آمپر مناسب براي آن و نگهداري درست الكترود و زاويه، سرعت و نحوه حركت الكترود و تميز كردن سرباره (گل جوش ) پس از هر مرحله جوشكاري بسيار مهم هستند و اگر به آنها توجه نشود، در داخل يا اطراف جوش عيوب متعددي ايجاد خواهد شد. متاسفانه به دليل اينكه بسياري از جوشكاران از دانش فني كافي برخوردار نيستند و با اين استدلال كه يك خال جوش مي تواند چند تن نيرو را تحمل كند، هيچ گونه توجهي به كيفيت طرح و اجراي جوشها اعمال نمي كنند و از آنها نيز خواسته نمي شود. اتصال دو قطعه به هم بيشتر به صورت ظاهري و تنها براي پر كردن فضاي بين محل تماس دو قطعه صورت مي گيرد و كافي فرض در مي شود حالي كه اين اتصال از نظر مهندسي قابل اعتماد نيست. زيرا اشكالات در طراحي اتصال و عيبهاي داخل جوش مانند حفره، ترك، سرباره همچنين تغيير ساختار متالورژيكي آن و ترد شدگي منطقه جوش و اطراف آن و نيز ايجاد تنش هاي پس ماند و پيچيدگي، خواص مكانيكي فلز را به شدت كاهش مي دهد كه ميزان آن بستگي به تعداد، نوع، شكل، ابعاد و موقعيت عيب دارد. وجود شيار و ترك در جوش نه تنها موجب كاهش سطح مقطع حقيقي فلزي مي شود كه نيروهاي اعمالي را تحمل مي كند، بلكه به دلايل مطروحه در مبحث مكانيك شكست و خستگي، وجود ترك باعث تمركز تنش و حساسيت بيشتر مي شود و عمر قطعه و تحمل آن بسيار كم تر از آن چه انتظار مي رود خواهد شد. البته ميزان اين اختلاف نيز به موارد متعددي از جمله جنس قطعه، ابعاد ونوع ترك و شعاع نوك آن و ميزان تنش اعمالي بستگي دارد كه بحث در مورد آن در اين مقال نمي گنجد. در حالي كه تنش ها به صورت ضربه يا خستگي و در دماي پائين (مناطق سردسير ) اعمال شود، خطر گسيختگي بيشتر خواهد بود. هنگام وقوع زلزله شتابهايي از سه جهت اصلي به ساختمان وارد و سازه متحمل نيروهاي مخرب از بدترين نوع آن مي شود. اگر كشورما در منطقه اي واقع شده بود كه زلزله خيز نبود، شايد مساله مهمي نبود، اما واقعيت اين است كه كشور ما روي كمربند زلزله جهان قرار گرفته است.