ناودانی‌ها از جمله مقاطع فولادی U شکلی هستند که زیرمجموعه پروفیل‌های باز بوده و می‌توانند کاربردهای متعددی در صنایع مختلف داشته باشند. ناودانی‌ها همانند انواع مقاطع فولادی دیگر می‌توانند بر اساس فاکتورها و پارامترهای مختلفی دسته‌بندی شوند و از ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصربه‌فردی برخوردار باشند. ناودانی برشی یکی از انواع ناودانی سبک است که بسیاری از افراد به اشتباه آن را با گل میخک یکی می‌دانند اما در حقیقت این دو متفاوت هستند. در ادامه این مطلب از فولاد آذر آذین به بررسی ناودانی برشی یا گل میخ ویژگی‌ها و کاربردهای آن پرداخته میشود.
ناودانی برشی یا گل میخ چیست؟
ناودانی (Channel beam) که یک سطح مقطع U شکل است نوعی پروفیل باز است که از یک سطح افقی به نام جان و دو سطح عمودی با نام بال تشکیل شده است. این سطح مقطع می‌تواند مقاومت بالایی در برابر تنش‌های فولادی داشته باشد و از مزیت‌هایی همچون اشغال فضای کم، سرعت نصب بالا در ساختمان‌ها، کم بودن وزن اسکلت فلزی، تحمل در برابر ضربه و کارآمد بودن در طولانی‌مدت برخوردار است.
همان‌طور که گفته شد ناودانی برشی و گل میخ متفاوت هستند به‌گونه‌ای که ناودانی برش امروزه منسوخ شده ولی گل میخ همچنان کاربردی میباشد. ناودانی برشی یا گل میخ (Shear Stud) در حقیقت نوعی قطعه فولادی است که ترکیبات اصلی آن را آلیاژ آهن با درصد کمی عنصر کربن تشکیل می‌دهد. ناودانی برشی یا برشگیر با استفاده از دستگاهی به نام استادولدینگ به سطوح مختلف فلزی وصل خواهد شد. این قطعه به عنوان یک اتصال دهنده مکانیکی در سازه‌های مرکب فولادی و بتنی به کار رفته و وظیفه انتقال بار و افزایش استحکام بین این دو عنصر را بر عهده خواهد داشت.
مهم‌ترین تفاوت‌های ناودانی برشی و گل میخ
در اصل ناودانی برشی قطعه‌ای فولادی است که به صورت طولی در سازه‌های مرکب فولادی و بتنی به کار می‌رود و وظیفه انتقال نیروهای برشی (نیروهای جانبی) بین این دو ماده را بر عهده دارد اما به صورت میخ یا پیچ به سازه متصل شده و وظیفه اصلی آن انتقال نیروهای برشی از بتن به فولاد یا بالعکس خواهد بود. از مهم‌ترین تفاوت‌های این دو قطعه می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
- از نظر شکل ظاهری ناودانی‌های برشی به شکل قطعات طولی بوده در حالی که گل میخ به شکل میخ یا پیچ خواهد بود.
- از نظر کاربرد نیز ناودانی برشی در اتصال تیرها به ستون‌ها و دیگر اتصالات سازهای کاربرد دارد در حالی که گل‌میخ بیشتر در سقف‌های عرشه فولادی برای اتصال بتن به ورق فولادی استفاده خواهد شد.
- نحوه اجرای ناودانی برش به شکل جوشکاری به ورقه بوده در حالی که گل‌میخ‌ها به صورت جوشکاری به ورق فولادی یا به تیرهای سازهای اجرا خواهند شد.
- ناودانی‌های برش نیروهای برشی را به صورت عمودی انتقال می‌دهند اما گل میخ می‌تواند این نیروها را در همه جهات منتقل کند.
روش تولید گل میخ
ناودانی برشی یا گل میخ همانند نبشی و انواع مقاطع فولادی دیگر می‌تواند از نظر نحوه تولید انواع مختلفی داشته باشد. به صورت کلی گل میخ تحت دو فرآیند اصلی تشکیل میشود که به شرح زیر می‌باشند:
روش تولید فورج سرد
این روش با استفاده از مواد مرغوب و ماشین‌آلات مدرن انجام میشود و در آن لایه درونی فولاد کاملاً یکدست میشود و آلیاژ کاملاً یکنواخت خواهد شد. یکنواختی آلیاژ می‌تواند از ترک‌خوردگی محصول نهایی جلوگیری کند. گل میخ تولید شده با روش فورج سرد به دلیل وجود کربن زیاد، می‌تواند مقاومت بالایی در برابر فشارهای خارجی داشته باشد و از استحکام کششی بسیار خوبی برخوردار است. در مقاله‌ای تحت عنوان آهن اسفنجی به بررسی کامل آهن اسفنجی، ویژگی‌ها و کاربردهای آن پرداخته شده که اطلاعات کاملی در اختیار خواننده قرار خواهد داد.
روش تولید فورج گرم
روش دوم برای تولید گل میخ، روش فورج گرم است که در آن محصولات ذوبی ناهمگن با سطح کیفی پایین و تحت فرآیند ریخته‌گری سنتی با یکدیگر ترکیب خواهند شد. گل میخ تولید شده با روش فورج گرم استحکام کمتری دارد جوش‌پذیری آن نیز کمتر خواهد بود و به صورت کلی در سطح استاندارد نخواهند بود و نمی‌توانند در پروژه‌های صنعتی و استاندارد انتظارات را برآورده کنند.
نحوه نصب و اجرای انواع گل میخ‌ها
ناودانی برشی یا گل میخ همانند ناودانی سنگین و سایر محصولات فولادی می‌توانند تنوع بالایی داشته باشند. علاوه بر نحوه تولید این مقاطع می‌توانند انواع مختلفی همچون گل میخ طرح‌دار، گل میخ ساده، گل میخ آنتیک، گل میخ درب چوبی و … داشته باشند. نحوه نصب و اجرای این مقاطع نیز می‌تواند به دو شیوه خاص انجام شود که هر کدام شرایط خاص خود را خواهند داشت.
روش جوش CD
در این روش از نصب و جوشکاری ناودانی برشی خازن‌های دستگاه جوش با ولتاژ تنظیم شده هماهنگ با قطر جوش شارژ شده و در قسمت انتهایی محصول در تماس با ورق جای خواهند گرفت. بعد از شروع جوشکاری، انرژی ذخیره شده همانند یک پالس با جریان بالا تخلیه خواهد شد و باعث ایجاد ذوب و قوس الکتریکی در انتهای آن می‌گردد. در نهایت فشار برگشتی منجر به فورج برشگیر در سطح مذاب آن شده تا هم‌جوشی کامل در کل فلنج ایجاد شود. روش جوش CD در کل در دو مرحله انجام میشود.
در مرحله اول باید منبع کنترل پتانسیل برای انواع سازهای گل میخ تنظیم شده تا گل میخ درون تفنگ قرار بگیرد.
در مرحله دوم باید تفنگ گل میخ را به شکل عمود بر سطح نگه داشته و دکمه فعال شدن را فشار داد
روش جوش DA
در این روش از نصب و جوشکاری ناودانی برشی باید از قبل جریان و زمان جوش متناسب با قطر نقطه جوش تنظیم شده باشد. بعد از تعبیه بر روی ورق کی قوس اولیه با ارتفاع مشخص ایجاد خواهد شد و این قوس می‌تواند منجر به ذوب انتهای گل میخ شود و یک حوضچه مذاب در صفحه ایجاد کند. فشار برگشتی نیز می‌تواند باعث فورج گل میخ در حوضچه مذاب شود. به صورت کلی جوش AD شامل 4 مرحله است:
قبل از شروع جوشکاری باید عوامل مربوط به زمان، جریان و تنظیمات تفنگ جوش بررسی شود.
- تفنگ جوش گل میخ را باید عمود بر سطح نگه داشته شود و وقتی که فرول به‌‌شکلی پایدار و محکم در کار نشست، جوش دادن را شروع نمود.
- تفنگ جوش در زمان انجام کار و پس از آن هم باید ثابت بماند تا مواد مذاب جوش، سرد شده و سپس تفنگ برداشته شود.
- در نهایت باید فرول را از حومه گل میخ برداشته و با بررسی چشمی، جوش را چک کرد.
کاربردهای اصلی ناودانی برشی یا گل میخ
گل میخ یکی از انواع ناودانی‌های رایج است که به دلیل ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصربه‌فرد در پروژه‌های متعددی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله مهم‌ترین کاربردهای این قطعات می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
- اتصال ورق فولادی به بتن در سقف‌های عرشه فولادی و ایجاد یکپارچگی و افزایش مقاومت سازه
- افزایش مقاومت برشی مصالح ساختمانی
- ایجاد یک سیستم یکپارچه بین ورق فولادی و بتن که باعث توزیع بهتر بارها و جلوگیری از تمرکز تنش در نقاط خاص خواهد شد
- افزایش مقاومت سقف در برابر بارهای وارده و جلوگیری از ایجاد ترک‌های بتنی
- استفاده در پل‌ها و سازه‌های عمرانی برای ایجاد اتصال بین اجزای فولادی و بتنی
- بهسازی لرزه‌ای و تقویت سازه‌های مختلف
- استفاده در سقف‌های روفیکس برای اتصال ورق و بتن
- استفاده در ساخت تشکیلات دریایی، ساخت نمای ساختمان‌ها، بنای معماری، ساخت چهارچوب‌ها، ساخت ماشین‌آلات و …
مطالعه بیشتر: تفاوت ناودانی سبک و سنگین
بیشتر بخوانید: کاربرد ناودانی در صنایع مختلف
جمع‌بندی
ناودانی برشی یا گل میخ یکی از انواع ناودانی‌های فولادی است که با استفاده از دستگاهی به نام استادولدینگ به سطوح مختلف فلزی وصل خواهد شد و می‌تواند کاربردهای متعددی در صنایع مختلف خصوصاً ساختمان‌سازی داشته باشد. این مقاطع می‌توانند از نظر نحوه نصب و اجرا و نحوه تولید دسته‌بندی شده و انواع مختلفی داشته باشند.
