ورود|ثبت نام
031 9100 31 31گاست پلیت چیست؟طراحی، کاربردها و نحوه نصب
در اجزایی همچون خرپا و مهاربند، انتقال بار بدون یک اتصال مطمئن، قابل کنترل نيست. گاست‌پلیت برای همین امر پا به دنیای مهندسی سازه گذاشته است. اين ورق با شکل خاص خود، بايد بارهای کششی، فشاری و برشی را از یک عضو سازه دريافت و به عضو بعدی منتقل کند. اما همین اتصال به ظاهر ساده باید طبق اصول خاصی طراحی و اجرا شود تا عملکرد درستی داشته باشد. در ادامه‌ی متن به توضیح این قطعه مهم خواهیم پرداخت.
فهرست مطالب
معرفی گاست پلیت
گاسِت پلیت (Gusset Plate) در بین مهندسان و کارگران معمولا به‌عنوان لچکی آهن ، صفحه مهاربند یا ورق اتصال شناخته می‌شود. در واقع گاست پلیت در سیستم‌های سازه‌ای یک نوع کانکشن به حساب می‌آید. این اتصال، نیروی‌هایی که به اجزای سازه مثل خرپا یا بادبند وارد می‌شوند را به طور ایمن به عضو دیگر منتقل می‌کند. چنین عملکردی باعث توزیع بار در سازه می‌شود. به همین دلیل هرگونه جزییات در این عضو از جمله نوع و شکل ورق، سوراخ‌ها و نحوه اتصال از اهمیت بسیار بالایی برخوردار هستند.
کاربرد گاست پلیت
مهندس طراح برای هر اتصال در سازه فلزی، قطعه خاصی طراحی می‌کند. این قطعات مشخصات متفاوت و در نتیجه کاربردهای مختلفی دارند. کاربردهای اصلی گاست پلیت شامل موارد زیر هستند:
- تقویت اتصالات تیر به ستون
در اتصالات تیر به ستون، گاست پلیت نیروی خمشی و برشی را از تیر به ستون منتقل می‌کند و باعث تقویت اتصال می‌شود. این قطعه معمولا همراه با ورق‌های پیوستگی استفاده می‌شود. - اتصال خرپاها
در محل گره‌های خرپا، گاست پلیت نیروها را بین اعضا توزیع کرده و از کمانش موضعی جلوگیری می‌کند. این امر باعث می‌شود سازه توانایی تحمل بارهای وارده را بدون تغییر شکل ناخواسته داشته باشد. - اتصالات بادبند
در سیستم‌های بادبندی مانند بادبندهای ضربدری یا شورون، گاست پلیت بادبند را به تیر یا ستون متصل می‌کند و نقش مهمی در قاب‌های مهاربندی شده ایفا می‌کند. - تقویت بال و جان تیرها
در محل‌هایی که تمرکز تنش بالاست، مانند نزدیک تکیه‌گاه یا محل بارگذاری متمرکز، گاست پلیت از کمانش جان یا لهیدگی بال جلوگیری می‌کند و مقاومت اتصال را افزایش می‌دهد. - اتصالات پل‌ها و سازه‌های خاص
گاست پلیت در پل‌های خرپایی، سازه‌های صنعتی، جرثقیل‌های سقفی و دکل‌ها کاربرد گسترده دارد و به انتقال نیروها و تقویت اتصالات کمک می‌کند.
برای اتصال ستون به فونداسیون از بیس پلیت استفاده می‌شود. گاست پلیت نیز برای اتصال ستون فلزی به بیس پلیت به کار می‌رود. گاست پلیت و بیس پلیت هر دو از برش ورق فولادی ساخته می‌شوند . به همین دلیل قیمت بیس پلیت و لچکی به صورت کیلوگرمی محاسبه می‌شود. اما این دو محصول در کاربرد تفاوت‌های عمده‌ای دارند.
انواع طراحی گاست پلیت
طراحی گاست‌پلیت به معنای تحلیل و کنترل نحوه‌ی انتقال نیروها بین اعضای سازه است. هر ورق اتصال باید توانایی تحمل بارهای کششی، فشاری و برشی را داشته باشد و در عین حال تنش‌ها را به صورت یکنواخت توزیع کند. روش‌های مختلف طراحی، راهکارهایی برای شناسایی مقاطع بحرانی، توزیع تنش و بهینه‌سازی عملکرد اتصال ارائه می‌کنند تا ورق ضمن مقاومت کافی، امکان نصب دقیق و هماهنگی با سایر اعضا را نیز فراهم کند.
طراحی گاست پلیت به روش بلاجت
روش طراحی بلاجت بر پایه علم مقاومت مصالح است و در آن تنش‌های ورق اتصال ناشی از نیروهای وارد شده در مقاطع بحرانی تعیین شده و با تنش‌های مجاز مقایسه می‌شود. این روش برای اعضایی مناسب است که نسبت طول به عمق آن‌ها از حد مشخصی بیشتر باشد. با این حال، در ورق‌های اتصال خرپایی حداکثر تنش‌های قائم الزاما در تارهای انتهایی رخ نمی‌دهد و ممکن است در تارهای میانی ظاهر شود. به علاوه تعیین مقطع بحرانی نیازمند دقت و بررسی دقیق است، زیرا هر اشتباه می‌تواند باعث دور ماندن از مقطع بحرانی و کاهش دقت طراحی شود.
برای اطلاعات بیشتر می‌توانید آموزش جوشکاری آهن را مطالعه کنید.
طراحی گاست پلیت به روش ویتمور
روش ویتمور یا روش نیروی یکنواخت، برای تیرهای باریک مناسب‌تر است. در این روش مقطعی از ورق اتصال انتخاب می‌شود که توزیع تنش در آن ثابت و یکنواخت باشد. آزمایش‌ها نشان داده‌اند که این روش دقت بیشتری نسبت به روش بلاجت دارد و تنش‌های حداکثری در پایه ذوزنقه‌ای ورق رخ می‌دهد، به‌طوری که ساق‌ها با زاویه حدود ۳۰ درجه نسبت به محل اتصال قرار می‌گیرند. این طراحی توزیع نیرو را بهینه می‌کند و مقاومت اتصال را افزایش می‌دهد.
نکته مهم
برای عملکرد درست گاست‌پلیت، نیروهای وارد شده باید از مرکز ورق عبور کنند تا تنش‌ها به شکل یکنواخت توزیع شوند. علاوه بر این، ضخامت ورق و فضای کافی برای پیچ، پرچ یا جوش باید رعایت شود تا اتصال پایدار باقی بماند. کوچک‌ترین اشتباه در نصب یا چینش می‌تواند مقاومت سازه را کاهش دهد.
مشخصات فنی گاست پلیت
صفحات گاست‌پلیت معمولا دارای چند مشخصه هندسی عمده هستند که مستقیما روی عملکرد اتصال اثر می‌گذارند. این مشخصات شامل بعد افقی و عمودی صفحه، طول جوش مهاربند روی صفحه، عرض موثر ویتمور و طول موثر کمانش لبه‌های آزاد ورق هستند. علاوه بر مشخصات هندسی، ویژگی‌های فنی گاست پلیت نیز باید از اصول خاصی پیروی کند. این ویژگی‌ها در جدول زیر آمده‌اند.
| مشخصه | توضیح |
| جنس ورق | معمولا از فولاد ساختمانی با استحکام بالا مانند ST37 یا ST52 استفاده می‌شود تا مقاومت کافی در برابر نیروهای کششی، فشاری و برشی داشته باشد. |
| ضخامت ورق | بر اساس مقدار بار وارد بر اتصال و طول و عرض ورق تعیین می‌شود تا از کمانش یا تسلیم جلوگیری شود. |
| روش برش | برش ورق با لیزر، پلاسما یا روش‌های مکانیکی انجام می‌شود، به شرطی که لبه‌ها صاف بوده و ترک یا آسیب نداشته باشند. |
| کنترل تابیدگی | ورق گاست پلیت باید بدون تابیدگی و کمانش باشد تا در محل نصب با اعضای سازه هم‌راستا قرار گیرد و اتصال، عملکرد مطلوب داشته باشد. |
| نوع اتصال | جوش، پیچ یا پرچ که بر کارایی، قابلیت تعمیر و دوام سازه اثر مستقیم دارد. |
انواع روش‌های نصب گاست پلیت
گاست‌پلیت‌ها بسته به نوع سازه، نیروهای وارد بر اتصال و شرایط اجرایی، به چند روش مختلف نصب می‌شوند. انتخاب روش نصب باید با توجه به نوع نیرو، دسترسی در محل کارگاه، قابلیت تعمیر و تقویت آینده و استانداردهای سازه‌ای انجام شود تا اتصال گاست پلیت نه تنها مقاوم، بلکه قابل اعتماد و ایمن باشد.
نصب گاست پلیت با جوش کاری
برای اتصالاتی که بارهای بزرگ یا متمرکز دارند، گاست پلیت با استفاده از جوش به اعضای سازه متصل می‌شود. در این روش، دقت در اجرای جوش و کنترل کیفیت آن برای جلوگیری از ترک یا تمرکز تنش ضروری است.
نصب با پیچ و مهره
نصب گاست پلیت با پیچ و مهره سرعت نصب بالاتری دارد و امکان باز و بسته کردن اتصال برای تعمیر یا تقویت سازه را فراهم می‌کند. در این روش دقت در سوراخ‌کاری و نصب پیچ‌ها برای انتقال یکنواخت نیروها حیاتی است.
نصب ترکیبی جوش و پیچ
گاهی برای افزایش مقاومت و اطمینان بیشتر، گاست‌پلیت هم با جوش و هم با پیچ متصل می‌شود. این روش برای اتصالات بحرانی و سازه‌های با بارگذاری پیچیده کاربرد دارد.
نصب موقت یا کارگاهی
در شرایط خاص اجرایی، ممکن است گاست‌پلیت ابتدا به شکل موقت و با گیره یا قالب نصب شود تا در هنگام جوشکاری یا مونتاژ نهایی موقعیت آن ثابت بماند و سپس اتصال نهایی اعمال گردد.
تاثیر گاست پلیت بر عملکرد سازه
گاست‌پلیت با کنترل مسیر انتقال نیرو و توزیع یکنواخت تنش‌ها، باعث می‌شود اعضای سازه تحت بارهای مختلف با حداقل تغییر شکل و بدون تمرکز تنش‌های خطرناک عمل کنند. دقت در ضخامت، نصب و قرارگیری ورق، اثر مستقیمی بر سختی و پایداری اتصال دارد و هر نکته کوچک در اجرای آن، تفاوت قابل لمس در رفتار سازه ایجاد می‌کند. عملکرد صحیح گاست پلیت، سازه را در برابر بارهای کششی، فشاری و برشی مقاوم و قابل اعتماد نگه می‌دارد و امکان تعمیر یا تقویت آینده را نیز آسان می‌کند.
