جدول اشتال نبشی یکی از مراجع فنی مورد استفاده برای بررسی ابعاد هندسی، مساحت سطح مقطع، وزن واحد طول و برخی پارامترهای هندسی مقاطع L شکل فولادی است. این اطلاعات در طراحی و کنترل سازه‌های فولادی، برآورد وزن مقاطع و انتخاب نبشی مناسب برای پروژه کاربرد دارد.
در این راهنما، جدول اشتال نبشی بال مساوی و بال نامساوی، مهم‌ترین نمادهای فنی، روش محاسبه دستی وزن نبشی، تفاوت وزن محاسباتی با وزن واقعی محصولات کارخانه‌ای و نکات مهم هنگام انتخاب نبشی بررسی میشود.
نکته: شماره استاندارد و جدول مرجع باید متناسب با نوع مقطع و ویرایش استاندارد مورد استفاده در پروژه بررسی شود؛ بنابراین برای طراحی نهایی سازه، اتکا به جدول بدون کنترل استاندارد پروژه توصیه نمی‌شود.
جدول اشتال نبشی چیست؟
جدول اشتال مجموعه‌ای از مشخصات هندسی و وزنی مقاطع فولادی است که به مهندسان کمک می‌کند بدون انجام محاسبات تکراری، اطلاعات مورد نیاز درباره مقاطع مختلف را به دست آورند.
در مورد نبشی، اطلاعاتی مانند موارد زیر در جداول مقاطع قابل مشاهده است:
- ابعاد بالها
- ضخامت مقطع
- مساحت سطح مقطع
- وزن واحد طول
- ممان‌های لختی
- شعاع ژیراسیون
- مختصات مرکز سطح یا مرکز ثقل
- شعاع انحنای گوشهها
نبشی‌ها از نظر هندسه به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
- نبشی بال مساوی
- نبشی بال نامساوی
در نبشی بال مساوی، دو بال مقطع دارای عرض یکسان هستند؛ اما در نبشی بال نامساوی، طول دو بال متفاوت است.
در ساخت خرپاها، سقف‌های کاذب و شاسی‌کشی‌های سنگین، انتخاب میان مقطع L و T نقش تعیین‌کننده‌ای در تحمل نیروهای فشاری و کششی دارد. آگاهی از تفاوت نبشی و سپری به مهندسان طراح اجازه می‌دهد تا بر اساس زاویه اعمال بار، مقطعی با ممان اینرسی بهینه‌تر انتخاب کنند
راهنمای کامل نمادها و علائم اختصاری جدول اشتال نبشی
شناخت نمادهای جدول‌های اشتال برای مهندسان محاسب، طراحان و افرادی که با مشخصات فنی مقاطع فولادی سروکار دارند اهمیت زیادی دارد.
a یا h؛ عرض بال اول
این پارامتر نشان‌دهنده عرض یکی از بال‌های نبشی است و معمولاً بر حسب میلی‌متر بیان میشود.
b؛ عرض بال دوم
در نبشی بال نامساوی، عرض بال دوم با بال اول متفاوت است. در نبشی بال مساوی معمولاً داریم:
a = b
t یا d؛ ضخامت نبشی
ضخامت بال‌های مقطع بر حسب میلی‌متر است و یکی از عوامل اصلی تعیین‌کننده مساحت و وزن نبشی محسوب میشود.
r₁؛ شعاع انحنای کنج داخلی
این مقدار شعاع ماهیچه یا انحنای قسمت داخلی محل اتصال دو بال را نشان می‌دهد.
r₂؛ شعاع گردی لبه بال
این پارامتر مربوط به گردی لبه‌های مقطع است و در هندسه دقیق مقطع مورد استفاده قرار می‌گیرد.
A یا F؛ مساحت سطح مقطع
مساحت سطح مقطع نبشی معمولاً با واحد cm² بیان میشود و در محاسبات مهندسی مختلف کاربرد دارد.
G یا وزن واحد طول
وزن یک متر طول نبشی را نشان می‌دهد و معمولاً با واحد kg/m بیان میشود.
Ix و Iy؛ ممان لختی
ممان لختی سطح مقطع حول محورهای مورد نظر را نشان می‌دهد و در بررسی رفتار مقطع در برابر خمش کاربرد دارد.
ix و iy؛ شعاع ژیراسیون
شعاع ژیراسیون حول محورهای اصلی مقطع است و معمولاً بر حسب سانتی‌متر بیان میشود.
ex و ey؛ مختصات مرکز سطح
این پارامترها موقعیت مرکز سطح مقطع را نسبت به محورهای مرجع مشخص می‌کنند.
جدول اشتال نبشی بال مساوی
نبشی بال مساوی یا Equal Leg Angle مقطعی L شکل است که عرض دو بال آن برابر است.
به‌عنوان مثال، در نبشی L 50×50×5، هر دو بال ۵۰ میلی‌متر عرض دارند و ضخامت مقطع ۵ میلی‌متر است.
جدول زیر نمونه‌ای از مشخصات سایزهای پرکاربرد نبشی بال مساوی را نشان می‌دهد:
| سایز نبشی | ضخامت t (mm) | مساحت A (cm²) | وزن هر متر G (kg/m) | ممان لختی Ix (cm⁴) | شعاع ژیراسیون ix (cm) | فاصله مرکز ثقل e (cm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| L 25×25 | 3 | 1.42 | 1.12 | 0.80 | 0.75 | 0.72 |
| L 30×30 | 3 | 1.74 | 1.36 | 1.41 | 0.90 | 0.84 |
| L 40×40 | 4 | 3.08 | 2.42 | 4.47 | 1.21 | 1.12 |
| L 50×50 | 5 | 4.80 | 3.77 | 11.00 | 1.51 | 1.40 |
| L 60×60 | 6 | 6.91 | 5.42 | 22.80 | 1.82 | 1.69 |
| L 70×70 | 7 | 9.40 | 7.38 | 42.40 | 2.12 | 1.97 |
| L 80×80 | 8 | 12.30 | 9.66 | 72.30 | 2.43 | 2.26 |
| L 90×90 | 9 | 15.50 | 12.20 | 116.00 | 2.74 | 2.54 |
| L 100×100 | 10 | 19.20 | 15.10 | 177.00 | 3.04 | 2.82 |
| L 120×120 | 12 | 27.50 | 21.60 | 362.00 | 3.63 | 3.37 |
| L 150×150 | 15 | 43.00 | 33.80 | 898.00 | 4.57 | 4.21 |
| L 200×200 | 20 | 76.30 | 59.90 | 2850.00 | 6.11 | 5.52 |
توجه: اعداد جداول اشتال باید بر اساس استاندارد و جدول مرجع مورد استفاده در پروژه کنترل شوند؛ زیرا ممکن است مشخصات جداول مختلف یا مقاطع تولیدی کارخانه‌ها با یکدیگر تفاوت داشته باشد.
بر اساس پیوست ششم استاندارد ۲۸۰۰، روش‌های سنتی مهار دیوارها جای خود را به سیستم‌های نوین و جداکننده لرزه‌ای داده‌اند. بکارگیری نبشی منقطع وال پست راهکاری استاندارد برای مهار دیوارهای غیرسازه‌ای است که امکان حرکت درون‌صفحه‌ای و خارج‌ازصفحه دیوار را در زمان زلزله فراهم می‌کند.
چگونه سایز نبشی بازار را با جدول اشتال تطبیق دهیم؟
یکی از نکات مهم هنگام خرید نبشی، مقایسه ابعاد اسمی، ضخامت و وزن واقعی مقطع با اطلاعات جدول مرجع است.
برای مثال، اگر نبشی مورد نیاز پروژه L 50×50×5 باشد، تنها توجه به عبارت 50×50 کافی نیست. ضخامت واقعی، وزن هر متر و تلرانس تولید نیز باید بررسی شود.
این مقایسه میتواند در موارد زیر اهمیت داشته باشد:
- کنترل سفارش خرید
- برآورد وزن سازه
- کنترل مصالح ورودی به کارگاه
- محاسبه هزینه خرید
- تطبیق محصول با مشخصات فنی پروژه
جدول اشتال نبشی بال نامساوی
نبشی بال نامساوی یا Unequal Leg Angle دارای دو بال با عرض متفاوت است.
برای مثال، در مقطع L 75×50×6، عرض دو بال به ترتیب ۷۵ و ۵۰ میلی‌متر است.
این نوع نبشی در شرایطی استفاده میشود که هندسه اتصال، فضای موجود یا الزامات طراحی به مقطعی با دو بال متفاوت نیاز داشته باشد.
| سایز نبشی | ضخامت t (mm) | مساحت A (cm²) | وزن هر متر G (kg/m) | ممان لختی Ix (cm⁴) | ممان لختی Iy (cm⁴) | مرکز ثقل ex (cm) | مرکز ثقل ey (cm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| L 45×30 | 4 | 2.86 | 2.25 | 5.72 | 2.16 | 1.48 | 0.73 |
| L 60×40 | 5 | 4.79 | 3.76 | 17.10 | 6.22 | 1.99 | 0.99 |
| L 75×50 | 6 | 7.17 | 5.63 | 40.30 | 14.80 | 2.49 | 1.24 |
| L 90×60 | 8 | 11.40 | 8.96 | 91.20 | 33.10 | 2.97 | 1.47 |
| L 100×65 | 9 | 14.20 | 11.10 | 141.00 | 48.70 | 3.28 | 1.53 |
| L 125×75 | 10 | 19.10 | 15.00 | 303.00 | 84.70 | 4.14 | 1.64 |
| L 150×90 | 11 | 25.20 | 19.80 | 582.00 | 163.00 | 4.93 | 1.93 |
| L 200×100 | 12 | 34.80 | 27.30 | 1440.00 | 262.00 | 6.64 | 1.64 |
کاربرد نبشی بال نامساوی
نبشی بال نامساوی میتواند در بخش‌هایی از سازه که محدودیت فضایی یا نیاز هندسی خاص وجود دارد مورد استفاده قرار گیرد؛ از جمله:
- خرپاها
- اتصالات فولادی
- سازه‌های صنعتی
- برخی اعضای مرکب
- اتصالات سقف
- قطعات تقویتی
انتخاب نهایی مقطع باید بر اساس محاسبات سازه‌ای، نوع بارگذاری، شرایط اتصال و الزامات پروژه انجام شود.
فرمول محاسبه وزن نبشی بدون جدول اشتال
اگر جدول اشتال یا اطلاعات دقیق کارخانه در دسترس نباشد، میتوان وزن تقریبی یک متر نبشی را با استفاده از ابعاد هندسی و چگالی فولاد محاسبه کرد.
فرمول ساده‌شده وزن یک متر نبشی به صورت زیر است:
وزن ۱ متر نبشی (kg) ≈ [(b₁ + b₂ – t) × t × 7.85] ÷ 1000
در این رابطه:
- b₁: طول بال اول بر حسب میلی‌متر
- b₂: طول بال دوم بر حسب میلی‌متر
- t: ضخامت نبشی بر حسب میلی‌متر
- 7.85: چگالی تقریبی فولاد بر حسب g/cm³
این فرمول یک محاسبه هندسی تقریبی است و برای جایگزینی مشخصات دقیق مقطع استاندارد یا وزن واقعی محصول کارخانه‌ای در محاسبات نهایی طراحی استفاده نمی‌شود.
مثال محاسبه وزن نبشی L 50×50×5
فرض کنیم بخواهیم وزن یک شاخه ۶ متری نبشی L 50×50×5 را به صورت تقریبی محاسبه کنیم.
مرحله اول: محاسبه وزن یک متر
فرمول:
وزن هر متر = [(50 + 50 – 5) × 5 × 7.85] ÷ 1000
بنابراین:
وزن هر متر ≈ 3.728 kg/m
مرحله دوم: محاسبه وزن شاخه ۶ متری
وزن شاخه = 3.728 × 6
وزن تقریبی شاخه ≈ 22.37 kg
عدد به‌دست‌آمده یک مقدار محاسباتی تقریبی است و ممکن است به دلیل شکل واقعی گوشهها، شعاع ماهیچه، تلرانس تولید و روش ساخت با وزن واقعی محصول تفاوت داشته باشد.
چرا وزن فرمول دستی با جدول اشتال متفاوت است؟
فرمول ساده هندسی معمولاً شکل دقیق گوشه‌های مقطع را به‌طور کامل در نظر نمی‌گیرد. در مقطع واقعی، محل اتصال دو بال دارای شعاع انحنا و جزئیات هندسی مشخصی است.
به همین دلیل ممکن است وزن محاسبه‌شده با فرمول ساده با وزن درج‌شده در جدول استاندارد یا وزن واقعی محصول کارخانه‌ای تفاوت داشته باشد.
برای برآورد اولیه میتوان از فرمول استفاده کرد؛ اما برای خرید، کنترل بار و محاسبات دقیق، بهتر است مشخصات فنی و وزن واقعی محصول بررسی شود.
مقایسه وزن جدول اشتال با وزن واقعی نبشی کارخانه‌ها
وزن نبشی تولیدشده در کارخانه ممکن است به دلیل تلرانس‌های تولید و تفاوت مشخصات محصول با مقدار مرجع جدول، اندکی متفاوت باشد.
بنابراین هنگام خرید نبشی، بهتر است علاوه بر نام و سایز مقطع، موارد زیر نیز بررسی شود:
- ضخامت واقعی
- وزن شاخه
- وزن واحد طول
- تلرانس ابعادی
- استاندارد تولید
- برند یا کارخانه تولیدکننده
- مشخصات درج‌شده در برگه فنی محصول
نمونه مقایسه وزن شاخه ۶ متری
| سایز نبشی | وزن ۶ متری جدول اشتال (kg) | ناب تبریز (kg) | آریان فولاد (kg) | شکفته مشهد (kg) | رده وزنی نمونه |
|---|---|---|---|---|---|
| L 30×30×3 | 8.16 | 8.10 | 8.00 | 7.80 | سبک / استاندارد |
| L 40×40×4 | 14.52 | 14.40 | 14.30 | 13.90 | سبک / استاندارد |
| L 50×50×5 | 22.62 | 22.50 | 22.40 | 21.80 | سبک / استاندارد |
| L 60×60×6 | 32.52 | 32.40 | 32.20 | 31.50 | استاندارد / سبک |
| L 80×80×8 | 57.96 | 57.80 | 57.50 | 56.50 | سنگین / نزدیک به اشتال |
| L 100×100×10 | 90.60 | 90.20 | 89.80 | 88.50 | سنگین / نزدیک به اشتال |
نکته: وزن و مشخصات محصولات کارخانه‌ای ممکن است با توجه به خط تولید، استاندارد تولید، سایز، تلرانس و شرایط بازار تغییر کند. بنابراین برای خرید، اعداد جدول بالا را به‌عنوان داده ثابت بازار در نظر نگیرید و مشخصات روز محصول را از تولیدکننده یا فروشنده استعلام کنید.
تفاوت نبشی سبک و سنگین چیست؟
اصطلاحات نبشی سبک و نبشی سنگین در بازار معمولاً برای بیان تفاوت وزن محصول با وزن مرجع یک جدول یا استاندارد به کار می‌روند.
به‌طور کلی:
- نبشی سبک: وزن واقعی آن ممکن است کمتر از وزن مرجع مقطع مورد نظر باشد.
- نبشی سنگین: وزن آن به مقدار مرجع مقطع نزدیک‌تر است یا در برخی موارد از آن بیشتر است.
اما صرفاً عنوان «سبک» یا «سنگین» برای تصمیم‌گیری کافی نیست. باید ابعاد، ضخامت، وزن واحد طول، استاندارد تولید و الزامات طراحی پروژه بررسی شود.
کاربرد ممان لختی در جدول اشتال نبشی چیست؟
ممان لختی (I) یکی از مشخصات هندسی مهم مقطع است که در تحلیل رفتار مقطع در برابر خمش مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مقدار ممان لختی به نحوه توزیع سطح مقطع نسبت به محور مورد بررسی وابسته است. به همین دلیل در طراحی اعضای فولادی، تنها دانستن وزن نبشی کافی نیست و پارامترهای هندسی آن نیز باید در نظر گرفته شوند.
در محاسبات مهندسی، ممان لختی میتواند در بررسی مواردی مانند:
- رفتار خمشی
- تغییرشکل عضو
- کنترل خیز
- تحلیل مقاطع
- طراحی اعضای سازه‌ای
مورد استفاده قرار گیرد.
چگالی فولاد برای محاسبه وزن نبشی چقدر است؟
برای محاسبات معمول وزن مقاطع فولادی، چگالی فولاد اغلب حدود:
7.85 g/cm³
یا معادل:
7850 kg/m³
در نظر گرفته میشود.
البته وزن واقعی محصول به هندسه دقیق مقطع و تلرانس تولید نیز وابسته است.
جدول اشتال نبشی چه کاربردی برای مهندسان دارد؟
جدول اشتال میتواند در مراحل مختلف طراحی و اجرای پروژه مورد استفاده قرار گیرد، از جمله:
۱. انتخاب مقطع
مهندس میتواند با بررسی ابعاد و مشخصات هندسی، مقطع مناسب را برای بررسی اولیه انتخاب کند.
۲. محاسبه وزن سازه
وزن واحد طول مقطع برای برآورد وزن اعضای فولادی و محاسبات مربوط به مصالح کاربرد دارد.
۳. کنترل مشخصات خرید
مشخصات درج‌شده در سفارش خرید را میتوان با اطلاعات مقطع مورد نظر مقایسه کرد.
۴. بررسی ممان لختی و شعاع ژیراسیون
این پارامترها در تحلیل و طراحی اعضای فولادی کاربرد دارند.
۵. کنترل مصالح ورودی کارگاه
با اندازه‌گیری ابعاد و وزن محصول میتوان مشخصات واقعی مقطع را با اطلاعات سفارش و استاندارد مورد نظر مقایسه کرد.
هنگام خرید نبشی به چه پارامترهایی توجه کنیم؟
برای انتخاب نبشی مناسب، صرفاً توجه به سایز اسمی کافی نیست. بهتر است موارد زیر بررسی شوند:
| پارامتر | اهمیت |
|---|---|
| طول بالها | تعیین‌کننده هندسه مقطع |
| ضخامت | مؤثر بر وزن و ظرفیت مقطع |
| وزن واحد طول | مناسب برای کنترل خرید و برآورد وزن |
| استاندارد تولید | مشخص‌کننده الزامات فنی محصول |
| جنس فولاد | مؤثر بر خواص مکانیکی |
| تلرانس ابعادی | مؤثر بر تفاوت محصول واقعی با ابعاد اسمی |
| نوع نبشی | بال مساوی یا بال نامساوی |
| برند تولیدکننده | برای ردیابی مشخصات و کنترل کیفیت |
| شرایط سطح و ظاهری | مهم برای کنترل کیفی محصول |
سوالات متداول
فرق نبشی سبک و سنگین چیست؟
نبشی سبک و سنگین معمولاً بر اساس تفاوت وزن و مشخصات واقعی مقطع با مقدار مرجع شناخته می‌شوند. با این حال، برای تشخیص دقیق باید ابعاد، ضخامت، وزن واحد طول و استاندارد تولید بررسی شود.
آیا وزن نبشی را میتوان بدون جدول اشتال محاسبه کرد؟
بله. با استفاده از ابعاد بالها، ضخامت و چگالی تقریبی فولاد میتوان وزن یک متر نبشی را به صورت تقریبی محاسبه کرد. این روش برای برآورد اولیه مناسب است، اما جایگزین مشخصات دقیق مقطع استاندارد یا وزن واقعی کارخانه نیست.
چرا وزن نبشی واقعی با جدول اشتال متفاوت است؟
تفاوت میتواند به دلیل تلرانس تولید، تفاوت ابعاد واقعی با ابعاد اسمی، شعاع انحنای گوشهها و مشخصات استاندارد مورد استفاده ایجاد شود.
ممان لختی نبشی چه کاربردی دارد؟
ممان لختی یکی از مشخصات هندسی مقطع است که در تحلیل رفتار مقطع در برابر خمش و بررسی تغییرشکل اعضای سازه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.
چگالی فولاد برای محاسبه وزن نبشی چقدر است؟
در محاسبات معمول، چگالی فولاد حدود 7.85 g/cm³ یا 7850 kg/m³ در نظر گرفته میشود.
جدول اشتال نبشی بال مساوی و نامساوی چه تفاوتی دارند؟
در نبشی بال مساوی، عرض دو بال یکسان است؛ در حالی که در نبشی بال نامساوی، عرض دو بال متفاوت است. به همین دلیل پارامترهای هندسی، مرکز سطح و ممان‌های لختی این دو نوع مقطع نیز می‌توانند متفاوت باشند.
آیا جدول اشتال برای خرید نبشی کافی است؟
جدول اشتال برای بررسی مشخصات مرجع مقطع بسیار مفید است، اما برای خرید باید اطلاعاتی مانند استاندارد تولید، ضخامت واقعی، وزن شاخه، تلرانس و مشخصات کارخانه نیز بررسی شود.