نبشی یکی از اصلیترین مقاطع فولادی واسط در اسکلتهای فلزی است که وظیفه انتقال ایمن بارهای برشی و کنترل لنگرهای خمشی از تیر به ستون را بر عهده دارد. در سازههای فولادی، اتصال مستقیم تیر به ستون بدون قطعه واسط امکانپذیر نیست؛ بنابراین نبشی با قرارگیری در جان یا بال تیر، تراز طولی سازه را حفظ کرده و از تغییر شکل ناگهانی تکیهگاه تحت بارهای ثقلی و جانبی جلوگیری میکند. بسته به نوع طراحی سازه، اتصالات نبشی میتوانند به صورت مفصلی (ساده)، نیمهصلب یا صلب اجرا شوند.
انواع اتصالات تیر به ستون با استفاده از نبشی
۱. اتصال با نبشی جان
اتصال با نبشی جان یک روش استاندارد برای انتقال نیروی برشی از جان تیر به ستون است که مانع از اعمال لنگر خمشی شدید به تکیهگاه میشود. در این روش، یک یا دو قطعه نبشی (معمولاً سایز L70×70L70\times70 تا L100×100L100\times100) به جان تیر و بال ستون جوش داده یا پیچ میشوند. به دلیل انعطافپذیری بالهای آزاد نبشی، تیر اجازه دوران زاویهای اندک در تکیهگاه را پیدا میکند و اتصال به صورت کاملاً برشی (مفصلی) عمل مینماید.
۲. اتصال با نبشی نشیمن ساده
نبشی نشیمن ساده تکیهگاهی افقی زیر بال پایینی تیر ایجاد میکند تا بارهای عمودی و ثقلی تیر مستقیماً به ستون منتقل شوند. این نوع اتصال برای تیرهای سبک و متوسط بسیار متداول است. در اجرای نشیمن ساده، یک نبشی افقی به ستون جوش داده شده و تیر روی بال افقی آن قرار میگیرد. طول این نبشی باید متناسب با عرض بال تیر انتخاب شود تا از لهیدگی موضعی جان تیر جلوگیری گردد.
۳. اتصال با نبشی نشیمن تقویتشده (با ورق لچکی)
در تیرهای سنگین یا با دهانههای بزرگ که نبشی نشیمن ساده توان تحمل عکسالعمل تکیهگاهی را ندارد، از یک یا چند ورق تقویتکننده مثلثی (لچکی) زیر بال افقی نبشی استفاده میشود. ورق لچکی باعث جلوگیری از خمشدن بال افقی نبشی تحت بارهای سنگین میگردد. این اتصال ظرفیت باربری فوقالعاده بالایی ایجاد میکند و یکی از ایمنترین اتصالات نشیمن در سازههای بلندمرتبه است.
۴. اتصال نبشی بالایی و پایینی (جلوگیری از دوران تیر)
برای جلوگیری از چرخش طولی و نوسان جانبی تیر در محل تکیهگاه، علاوه بر نبشی نشیمن پایینی، یک نبشی کمکی در بال بالایی تیر نصب میگردد. این نبشی بالا فقط نقش مهارکننده داشته و نباید بارهای عمودی را تحمل کند؛ به همین دلیل معمولاً ضخامت کمتری دارد و جوشکاری آن به نحوی انجام میشود که مانع از دوران ضروری تیر در اتصال مفصلی نشود.
کاربرد نبشی در مهار دیوارهای غیرسازهای به ستون (والپست و وادار)
استفاده از نبشی در اجرای والپست (Wall Post)، مؤثرترین راهکار برای مهار جانبی دیوارهای میانقاطعی و جلوگیری از تخریب دیوار هنگام زلزله منطبق بر پیوست ۶ آییننامه ۲۸۰۰ است. دیوارهای بدون مهار در برابر نیروهای زلزله دچار شکست خارج از صفحه میشوند؛ به همین دلیل از فریمهای نبشی برای ایجاد اتصال منقطع و ایمن دیوار به ستون استفاده میشود.
در اجرای والپستهای انقطاعی، نبشیهای سایز ۵ تا ۸ به عنوان گیره رادیکالی و فریمهای مهارکننده به ستونهای بتنی یا فلزی بولت میشوند. این تثبیت باعث ایجاد اتصال کشویی برای دیوار شده تا حرکت جانبی سازه به دیوار منتقل نشود. برای خرید و استعلام قیمت انواع سایزهای این مقطع ساختمانی میتوانید به صفحه اختصاصی نبشی مراجعه کنید.
کاربرد نبشی در تقویت و مقاومسازی ستونها
طوقکشی و اجرای ژاکت فلزی با نبشی، یکی از سریعترین روشهای تقویت و افزایش ظرفیت باربری ستونهای بتنی و فلزی آسیبدیده یا ضعیف است. در این روش، چهار عدد نبشی ضخیم در چهار کنج ستون قرار گرفته و با تسمههای افقی یا جوشکاری به یکدیگر متصل میشوند تا محصورشدگی بتن را افزایش داده و از کمانش ستون تحت بارهای محوری شدید جلوگیری کنند.
جهت پخش متوازن بارهای محوری و ایجاد شاسی مقاوم در ستونهای مرکب، علاوه بر نبشی از مقاطع مکمل دیگر نیز استفاده میشود. به عنوان مثال در مهاربندیها یا ساخت پایه ستونهای سنگین صنعتی، ترکیب نبشی با مقاطع U شکل ظرفیت باربری جانبی را به حداکثر میرساند؛ برای آشنایی با ابعاد و جدول وزنی این محصولات میتوانید بخش خرید ناودانی را مشاهده نمایید.
جدول سایزها و استانداردهای نبشی پرکاربرد در اتصالات ستون
| نوع اتصال | سایز نبشی پیشنهادی | ضخامت استاندارد (mm) | نوع بار تحملی | استاندارد ساخت |
|---|---|---|---|---|
| نبشی جان (برشی) | L70×70L70\times70 تا L100×100L100\times100 | ۷ تا ۱۰ میلیمتر | برش خالص | DIN EN 10056 / ST37 |
| نشیمن ساده | L100×100L100\times100 تا L120×120L120\times120 | ۱۰ تا ۱۲ میلیمتر | بار ثقلی سبک تا متوسط | DIN 1028 / ST37 |
| نشیمن تقویتشده | L120×120L120\times120 + لچکی ۱۰mm | ۱۲ تا ۱۵ میلیمتر | بار ثقلی بسیار سنگین | DIN EN 10056 / ST52 |
| والپست و مهار دیوار | L50×50L50\times50 تا L60×60L60\times60 | ۴ تا ۶ میلیمتر | بار جانبی زلزله | Gost 8510 / ST37 |
| ژاکت فلزی ستون | L75×75L75\times75 تا L100×100L100\times100 | ۸ تا ۱۲ میلیمتر | فشار محوری و محصورشدگی | ST37 / ST52 |
مقایسه اتصال پیچومهرهای و جوشکاری نبشی به ستون
| شاخص مقایسه | اتصال جوشی نبشی به ستون | اتصال پیچومهرهای نبشی به ستون |
|---|---|---|
| سرعت اجرا | کندتر (نیازمند الکترود و اپراتور ماهر) | بسیار سریع و بدون نیاز به برق سایت |
| کنترل کیفیت | نیازمند تستهای غیرتخرب (NDT) | بازرسی چشمی و کنترل گشتاور پیچ |
| عملکرد در زلزله | احتمال تردشکست در محل جوش | شکلپذیری بالا و جذب انرژی بیشتر |
| هزینه تجهیزات | هزینه پایینتر تجهیزات اولیه | هزینه بالاتر ساخت در کارخانه (سوراخکاری) |
سوالات متداول کاربران (FAQ)
۱. حداقل سایز نبشی برای اتصال نشیمن تیر به ستون چقدر است؟
حداقل سایز نبشی برای اتصال نشیمن تیرهای ساختمانی نبشی L80×80×8L80\times80\times8 است. برای تیرهای سنگینتر باید از سایزهای L100L100 یا L120L120 با ورق لچکی تقویتکننده استفاده شود.
۲. چرا در اتصال ساده تیر به ستون نباید نبشی بالا محکم جوش داده شود؟
چون نبشی بالایی فقط جهت مهار جانبی تیر است و اگر محکم جوش داده شود، اتصال از حالت مفصلی خارج شده و لنگر خمشی به ستون منتقل میکند که باعث آسیب به سازه خواهد شد.
۳. ضوابط استفاده از نبشی در والپست ستونهای بتنی چیست؟
طبق پیوست ۶ آییننامه ۲۸۰۰، نبشیهای والپست نباید مستقیماً به دیوار چسبانده شوند، بلکه باید فاصله انقطاع ۱٪ ارتفاع دیوار رعایت شده و داخل نبشیها با یونولیت یا پشمسنگ پر شود.