ورود|ثبت نام
031 9100 31 31ورق کله گاوی چیست؟ طراحی، برش و نحوه تولید
ورق کلهگاوی یکی از اجزای اصلی در اتصالات گیردار سازههای فولادی است که در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان به آن اشاره شده است. این اتصال روی اجزای تیر، مونتاژ میشود تا انتقال لنگر خمشی، برش و نیروی محوری بین تیر و ستون بهصورت مطمئن انجام شود. شکل ظاهری این ورقها بهدلیل بیرونزدگی از دو طرف جان ستون، به سر گاو شباهت دارد؛ به همین دلیل در کارگاهها و نقشههای اجرایی ایران به این مجموعه «اتصال کلهگاوی» گفته میشود. همراه ما باشید تا با این قطعه بیشتر آشنا شویم.
فهرست مطالب
معرفی ورق کله گاوی
ورق کله گاوی یک اسم رایج برای ورقهای روسری و زیرسری فولادی است که شکل ظاهری آن با داشتن یک بخش پهن و یک بخش باریک، شباهت زیادی به سر گاو دارد. وظیفه اصلی این ورقها ایجاد یک اتصال مستحکم بین تیر و ستون است؛ به صورتی که تیر و ستون به هم جوش خورده و هنگام تحمل بار، مثل یک عضو واحد عمل کنند و از هم جدا نشوند.
اتصال کله گاوی در اسکلت فلزی
در طراحی کلهگاوی، اجزای سازهای بهگونهای کنار هم قرار میگیرند که یک اتصال گیردار تقویتشده میان تیر و ستون ایجاد شود. این اتصال معمولا از سه جزء اصلی تشکیل میشود:
- ورق زیرسری
- ورق روسری
- ورق جان
ورق زیرسری و روسری
ورق روسری ورقی است که در بخش بالایی تیر نصب میشود و وظیفه آن انتقال بخشی از لنگر خمشی و نیروهای وارد بر بال بالایی تیر به ستون است.
این ورق از دو طرف از جان ستون بیرون میزند و در کنار ورق زیرسری ظاهر ویژهای شبیه سر گاو دارد.
ورق زیرسری
ورق زیرسری مشابه روسری است اما در بخش زیرین تیر قرار میگیرد. وظیفه مهم این قطعه، انتقال نیروهای فشاری و کششی وارد بر بال پایینی تیر به ستون است. ورق زیرسری به به صلبتر شدن اتصال کمک میکند.
ورق جان
در دو طرف جان تیر یا تیر ورق سوله قطعهای نصب میشود که به ورق جان کله گاوی معروف است. این قطعه نیروهای برشی را منتقل میکند. وجود این ورق باعث تقویت جان تیر در محل اتصال و جلوگیری از کمانش یا پارگی میشود.
کاربرد ورق کله گاوی
در سازههای فولادی، ورق کلهگاوی بهعنوان یک اتصال نیمهگیردار تقویتشده، کاربردهای مهم و مشخصی دارد. این ورق برای سازههایی با دهانههای کوتاه تا متوسط بسیار مناسب است. همچنین در ساختمانهای پر طبقه یکی از اجزا مهم به حساب میآید. مهمترین کاربردهای ورق کله گاوی در اتصالات فلزی عبارتاند از:
1. ایجاد اتصال نیمهگیردار بین تیر و ستون
2. تقویت ناحیه اتصال در برابر نیروهای برشی
3. بهبود توزیع تنش در ناحیه اتصال
برای اطلاعات بیشتر میتوانید ورق اسیدشویی چیست را مطالعه کنید.
نحوه اتصال ورق کله گاوی
اتصال ورق کله گاوی بهگونهای طراحی و اجرا میشود که انتقال لنگر، برش و نیروی محوری بین تیر و ستون بهصورت مطمئن انجام شود. در حالت کلی، ورقهای روسری و زیرسری به بال ستون معمولا با جوش شیاری نفوذ کامل متصل میشوند تا لنگر، کاملا منتقل شود، در حالی که اتصال این ورقها به بال تیر معمولا با جوش گوشه انجام میشود تا اجرای آن ساده و مطمئن باشد.
ورق جان نیز با جوش گوشه به جان تیر و بال ستون متصل میشود تا مقاومت برشی جان تقویت شده و تمرکز تنش کاهش یابد. بسته به نوع طراحی و شرایط سازه، اتصال کلهگاوی میتواند به دو شکل اجرا شود: اتصال مستقیم که ورقها بهطور مستقیم به تیر و ستون جوش میشوند، و اتصال غیرمستقیم که از طریق ورقهای واسطه یا نبشیهای تقویتی، نیروها به تیر و ستون منتقل میشوند. انتخاب نوع اتصال بسته به ظرفیت بار، طول تیر، شرایط اجرایی و الزامات لرزهای تعیین میشود.
رعایت فاصله مناسب ورقها، طول و ضخامت جوشها و حفظ ناحیه حفاظتشده تیر باعث میشود اتصال کلهگاوی عملکرد پایدار، مقاوم و مطابق ضوابط مبحث دهم داشته باشد.
نکته مهم
ورق کلهگاوی معمولا بهصورت جوشی اجرا میشود و اتصال پیچی برای آن رایج نیست. در موارد خاص که جوشکاری ممکن نباشد، میتوان از پیچهای پر مقاومت استفاده کرد، اما سختی و ظرفیت اتصال کمتر از حالت جوشی خواهد بود و باید مطابق ضوابط مبحث دهم طراحی شود.
طراحی اتصال کله گاوی
طراحی اتصال کلهگاوی بر اساس ضوابط مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (ویرایش ۱۴۰۱) انجام میشود و استفاده از آن محدود به قابهای خمشی متوسط است. طراحی این اتصال برای هر کاربرد متفاوت است. مثلا ورق کله گاوی سوله با کله گاوی ساختمان تفاوتهای بسیاری دارد. هدف اصلی طراحی این عضو این است که مفصل پلاستیک در تیر تشکیل شود و ستون و اجزای اتصال در محدوده الاستیک باقی بمانند. ورقهای روسری، زیرسری و جان باید ظرفیت کافی داشته باشند تا محل تسلیم به داخل تیر منتقل شود و اتصال بهطور ایمن نیروها را منتقل کند.
فرآیند تولید ورق کله گاوی
ورق کله گاوی در اتصال تیر به ستون یک قطعه تقویتی کارگاهی است و هیچ ارتباطی با ورق آجدار کله گاوی و خط نورد کارخانه ندارد. این ورقها کاملا در کارگاه ساخت اسکلت فولادی تولید میشوند و ساخت آن دستی یا نیمهاتوماتیک است. برخلاف ورقهای برجسته که در کارخانه با غلتک نورد از ورق گالوانیزه نازک ساخته میشوند، اتصال کله گاوی از ورق سیاه ساخته میشود.
در ابتدا ابعاد دقیقی که مهندس برای این اتصال طراحی کرده، از نقشهی کارگاهی استخراج میشود. سپس طبق نقشه به دست آمده ورق برش میخورد. این برش میتواند با دستگاههایی همچون برش لیزری یا پلاسما یا سنگ فرز انجام شود تا کاملا دقیق باشد. سپس لبهها برای جوش شیاری کامل پخ ٣٥ تا ٤٥ درجه میشوند. بعد از تمیزکاری و مارکگذاری، ورقهای روسری، زیر سری و جان داخل ستون در تراز بال و پایین تیر فیکس میشوند. معمولا یک نوار بکینگ هم زیر آنها قرار میگیرد.
ضخامت و ابعاد ورق کله گاوی
ورقهای روسری، زیرسری و جان باید به گونهای طراحی شوند که مقاومت آنها بیشتر از بخش بحرانی تیر باشد. ضخامت ورقها براساس لنگر و برش وارده تعیین میشود و طول و عرض آنها طوری انتخاب میشود که انتقال نیرو بدون تمرکز تنش و کمانش موضعی انجام شود. برای اجرای صحیح جوشها، عرض ورق روسری معمولا چند سانتیمتر کمتر از عرض بال ستون در نظر گرفته میشود. هرچه ضخامت بیشتر شود به طبع قیمت ورق کله گاوی نیز بالاتر میرود. چون این محصول نیز مانند قیمت پروفیل زد به صورت کیلویی محاسبه میشود.
ضوابط اجرایی
اتصال ورق کله گاوی ستون با جوش شیاری نفوذ کامل انجام میشود تا لنگر بهصورت کامل منتقل شود. اتصال ورقها به بال تیر به شکل جوش گوشه اجرا میشود و ورق جان نیز با جوش گوشه به جان تیر و بال ستون متصل میشود تا انتقال برش و تقویت جان تیر صورت گیرد. رعایت کیفیت جوش و کنترل اعوجاج از نکات حیاتی اجرای اتصال است.
هنگام اتصال کله گاوی، ناحیه تیر نزدیک ستون باید حفاظتشده بماند تا توانایی تحمل تغییر شکلهای فرا ارتجاعی را داشته باشد. به همین دلیل مقاومت جان تیر و ستون در برابر برش بررسی میشود و در صورت نیاز از سختکننده استفاده میگردد. همچنین طول و کیفیت جوشها مطابق استاندارد کنترل میشود تا احتمال شکست زودهنگام کاهش یابد و اتصال عملکرد پایدار و مطمئن در برابر نیروهای وارده ممکن، به ویژه بارهای لرزهای، داشته باشد.
