مزایا و معایب اسکلت پیچ و مهره ای و جوشی

مهم ترین مزیت اسکلت پیچ و مهره ای، سرعت بالای مونتاژ در محل پروژه است. قطعات معمولا در کارخانه برش، سوراخ کاری و آماده سازی می شوند. سپس اعضا در محل با جرثقیل نصب و توسط پیچ های سازه ای متصل می شوند. این روش وابستگی کمتری به عملیات جوشکاری در ارتفاع دارد. همچنین باز کردن پیچ ها برای اصلاح یا توسعه سازه امکان پذیر است. در پروژه های صنعتی، این قابلیت می تواند هزینه تغییرات آینده را کاهش دهد.

مهم ترین مزیت اسکلت جوشی، ایجاد اتصال یکپارچه و امکان دستیابی به سختی بالای اتصال است. جوشکاری برای ساخت قطعات پیچیده و اتصال صفحات تقویتی نیز انعطاف زیادی دارد. با این حال، جوشکاری در محل به نیروی متخصص، تجهیزات مناسب و کنترل کیفیت دقیق نیاز دارد. شرایط آب و هوایی نیز می تواند روی کیفیت جوش اثر بگذارد. در اتصالات حساس، بازرسی های غیرمخرب مانند UT یا MT نیز ممکن است مورد نیاز باشد.

از نظر تعمیر و تغییرات آینده، اسکلت پیچ و مهره ای معمولا انعطاف بیشتری دارد. اتصال پیچی را می توان باز کرد و عضو سازه ای را تعویض یا اصلاح کرد. در اتصال جوشی، تغییر عضو معمولا به برش، سنگ زنی و جوشکاری مجدد نیاز دارد. بنابراین برای ساختمان های صنعتی قابل توسعه، سیستم پیچ و مهره ای می تواند مزیت عملیاتی مهمی داشته باشد.

مقایسه هزینه تمام شده اسکلت پیچ و مهره ای و جوشی

مقایسه قیمت اسکلت پیچ و مهره ای و جوشی باید بر اساس هزینه تمام شده انجام شود. قیمت پیچ و مهره، سوراخ کاری و صفحات اتصال در سیستم پیچی به هزینه مستقیم اضافه می شود. در مقابل، اسکلت جوشی هزینه مصرفی جوش، نیروی جوشکار، تجهیزات و بازرسی بیشتری دارد. بنابراین ارزان تر بودن فولاد خام لزوما به معنی ارزان تر شدن سازه نهایی نیست.

در یک مطالعه عددی روی یک قاب فولادی، اتصال پیچ و مهره ای پس از بهینه سازی حدود 7 تا 14 درصد هزینه پایین تری نسبت به گزینه جوشی داشت. البته این اعداد مربوط به یک مدل و شرایط اقتصادی مشخص هستند. بنابراین نمی توان آنها را به تمام ساختمان ها تعمیم داد. شکل اتصال، وزن سازه، تعداد پیچ ها، طول جوش و هزینه نیروی انسانی نتیجه نهایی را تغییر می دهند.

برای پروژه های بزرگ، سرعت اجرا نیز به یک عامل اقتصادی تبدیل می شود. کاهش زمان نصب می تواند هزینه جرثقیل، نیروی اجرایی و تجهیز کارگاه را کاهش دهد. همچنین تحویل سریع تر ساختمان باعث می شود بهره برداری پروژه زودتر آغاز شود. در بسیاری از پروژه ها، ترکیب جوشکاری در کارخانه و پیچ و مهره در محل می تواند تعادل مناسبی بین کیفیت، هزینه و سرعت ایجاد کند.

مقایسه مقاومت سازه پیچ و مهره ای با اسکلت جوشی

از نظر مهندسی، نمی توان گفت اسکلت جوشی همیشه از اسکلت پیچ و مهره ای مقاوم تر است. ظرفیت نهایی به نوع اتصال، ابعاد قطعات، ضخامت ورق، تعداد پیچ، قطر پیچ و کیفیت جوش بستگی دارد. اتصال پیچ و مهره ای مناسب می تواند برای انتقال نیروی کششی، برشی و خمشی طراحی شود. در اتصالات لغزش بحرانی نیز نیروی پیش تنیدگی پیچ نقش مهمی در رفتار اتصال دارد.

اتصال جوشی معمولا سختی اولیه بالاتری ایجاد می کند و می تواند انتقال پیوسته تری از نیرو داشته باشد. با این حال، کیفیت جوش مستقیما روی ظرفیت اتصال اثر می گذارد. عیوبی مانند ترک، تخلخل، ذوب ناقص یا عدم نفوذ می توانند ظرفیت واقعی اتصال را کاهش دهند. به همین دلیل، اجرای صحیح و بازرسی مناسب برای اتصالات جوشی اهمیت زیادی دارد.

به گزارش پیشرو پیچ در اتصالات پیچی نیز کیفیت سوراخ کاری، کلاس پیچ، طول درگیری رزوه، واشر، نحوه سفت کردن و فاصله پیچ ها اهمیت دارد. برای نمونه، پیچ سازه ای کلاس 8.8 یا 10.9 می تواند ظرفیت بالایی ایجاد کند. با این حال، ظرفیت نهایی اتصال باید با توجه به گسیختگی پیچ، لهیدگی ورق، پارگی بلوکی و لغزش بررسی شود. بنابراین مقاومت کل اسکلت را نمی توان تنها با مقایسه مقاومت فولاد یا پیچ تعیین کرد.

مقایسه سرعت اتصال و اجرای ساختمان

از نظر سرعت اجرای کارگاهی، اسکلت پیچ و مهره ای معمولا برتری محسوسی دارد. قطعات آماده شده و سوراخ کاری شده به محل پروژه منتقل می شوند. تیم نصب پس از تنظیم اعضا می تواند پیچ ها را نصب و سفت کند. این فرآیند به تجهیزات جوشکاری و زمان لازم برای ایجاد و خنک شدن خط جوش نیاز ندارد.

در مقابل، اجرای اتصال جوشی در محل به آماده سازی سطح، تنظیم قطعات، جوشکاری و کنترل کیفیت نیاز دارد. برای جوش های حساس ممکن است عملیات بازرسی غیرمخرب نیز انجام شود. همچنین بارندگی، رطوبت، باد و دمای محیط می توانند شرایط اجرای جوش را محدود کنند. به همین دلیل، بسیاری از سیستم های فولادی مدرن بخش عمده جوشکاری را در کارخانه انجام می دهند.

در پروژه های چند طبقه یا سوله های بزرگ، سرعت اتصال می تواند تاثیر مستقیمی بر برنامه زمان بندی داشته باشد. اتصالات پیچی امکان نصب سریع اعضا و کنترل مرحله ای اتصالات را فراهم می کنند. در پروژه هایی که زمان بهره برداری اهمیت زیادی دارد، این ویژگی می تواند ارزش اقتصادی قابل توجهی ایجاد کند.

مقایسه وزن، دقت ساخت و کنترل کیفیت

در اسکلت جوشی، حذف برخی صفحات اتصال و پیچ ها می تواند وزن اتصال را کاهش دهد. اما این موضوع همیشه به معنی سبک تر بودن کل ساختمان نیست. طراحی اتصال می تواند برای تامین مقاومت لازم به ورق های تقویتی و طول جوش بیشتری نیاز داشته باشد. در اسکلت پیچ و مهره ای نیز صفحات انتهایی، نبشی ها و پیچ ها وزن اضافه ایجاد می کنند.

دقت ساخت در هر دو روش به کیفیت کارخانه وابسته است. در اسکلت پیچ و مهره ای، موقعیت سوراخ ها باید با نقشه ساخت کاملا منطبق باشد. خطای سوراخ کاری می تواند باعث مشکل در مونتاژ اعضا شود. در اسکلت جوشی، کنترل ابعاد، تابیدگی و تغییر شکل ناشی از حرارت اهمیت بیشتری پیدا می کند.

از نظر کنترل کیفیت، بررسی اتصال پیچی معمولا ساده تر است. مشخصات پیچ، قطر، طول، وضعیت رزوه و روش سفت کردن قابل کنترل هستند. در اتصال جوشی، علاوه بر کنترل ظاهری، ممکن است آزمایش های تخصصی مانند تست ذرات مغناطیسی یا اولتراسونیک مورد نیاز باشد. بنابراین فرآیند تضمین کیفیت جوش می تواند پیچیده تر باشد.

جدول مقایسه اسکلت پیچ و مهره ای و جوشی