طراحی سوله

اجزای تشکیل دهنده‌ی سوله

سوله‌ها از تعداد زیادی قاب‌های شیب‌دار متوالی متصل به هم تشکیل می‌شوند. که این‌ها، قاب‌های اصلی سازه هستند و توسط اجزای مختلفی به یکدیگر وصل می‌شوند تا بتوانند نیروهای جانبی (باد و زلزله) و نیروهای ثقلی را تحمل کرده و به زمین منتقل کنند.

1- قاب یا فریم: قاب‌های اصلی از تیرها و ستون‌ها تشکیل شده‌اند، تیرهای شیبدار که اصولا به آن رفتر (rafter) می‌گویند و ستون‌ها از مهمترین اجزای سازه‌ای سوله هستند. به علت متغیر بودن میزان لنگر در این تیر و ستون‌ها برای صرفه‌ی اقتصادی بیشتر و کم شدن وزن سازه آن‌ها را به صورت غیر منشوری اجرا می‌کنند. (یعنی مقاطع در طول عضو تغییر می کنند)

بزرگ بودن دهانه‌های سوله‌ها باعث می‌شود که ابعاد تیرها و ستون‌ها بزرگتر از پروفیل‌های موجود در بازار باشد به همین دلیل برای ساخت آن‌ها از تیرورق استفاده می‌کنند. سیستم سازه‌ای سوله اینگونه است که در جهت عرضی که نمی‌توان از سیستم مهاربند استقاده کرد (چون به دهانه‌های بزرگ نیاز داریم) به صورت قاب خمشی و در جهت طولی از مهاربندهای همگرا جهت تحمل بارهای جانبی استفاده می‌شود.

2- لاپه یا پرلین: پرلین‌ها تیرهای فرعی سقف سوله هستند که در جهت طول سوله و در فواصلی که در نقشه‌های سازه محاسبه شده و مشخص است، بین رفترها نصب می‌شوند. برای این تیرها اصولا از مقاطع سرد نورد شده‌ی Z و C شکل استفاده می‌شود. نحوه‌ی اتصال آنها به رفترها از طریق پیچ و نبشی‌های اتصال دهنده است.

3- میل مهارهای سقفی یا سگراد: برای اینکه لاپه‌ها تحت اثر بار ثقلی دچار کمانش پیچشی جانبی حول محور ضعیفشان نشوند آنها را با استفاده از میل مهارها در سقف به یکدیگر در جهت عرضی وصل می‌کنیم. عملکرد سگرادها اینگونه است که به صورت کششی، مولفه‌ای از نیروهای ثقلی را به تاج سوله منتقل می‌کنند. اصولا از مقاطع میلگردی برای سگرادها استفاده می‌شود و به وسیله‌ی پیچ به پرلین‌ها وصل می‌شود.

4- لاپه‌ی جانبی یا گیرت: هدف از استفاده از این اعضا، این است که هم بار ثقلی دیوار و هم بار باد را تحمل و به ستون‌ها منتقل کنند. این اعضا به صورت مفصلی به اعضای اصلی و به یکیدگر وصل می‌شوند. از مقاطع Z و C شکل به ‌عنوان گیرت استفاده می‌شود.

5- استرات: استرات‌ها وصل کننده‌ی قاب‌های طولی هستند و همچنین می‌توان آنها را مانند یک مهار طولی برای قاب‌ها در نظر گرفت. اتصال این اعضا به ستون عموما مفصلی است. آنها را می‌توان در سقف و و قاب‌های طولی اجرا کرد. عموما از مقاطع قوطی به عنوان استرات استفاده می‌شود.

تفاوت استرات و گیرت در عملکرد و نوع مقطعشان است. استرات‌ها برای انتقال نیروهای جانبی در جهت طول سوله طراحی می‌شوند ولی گیرت‌ها برای عملکرد خمشی در برابر بارهای ناشی از زلزله، باد و طراحی می‌شوند.

6- مهاربندهای اصلی قائم: مانند سیستم‌های ساختمانی متداول، برای تامین سیستم باربری در راستای طولی سوله از مهاربندهای اصولا همگرا استفاده می‌شوند. عموما دوبل نبشی، دوبل ناودانی، لوله و میلگرد مقاطع استفاده شده در این المان‌های سازه‌ای هستند. هدف اصلی استفاده از مهاربندها، جلوگیری از تغییر شکل‌های سوله در زمان بهره‌برداری و مراحل نصب سوله و همچنین تامین پایداری اعضای فشاری و مقاومت در برابر بارهای ناشی از زلزله، باد و … است.

7- مهاربند سقف: وظیفه‌ی اصلی این مهاربندها، ایجاد صلبیت کافی در سقف سوله و کمک به انتقال بارهای جانبی ناشی از سقف می‌باشد. اصولا از مقاطع میلگرد برای این کار استفاده می‌کنند و آنها را به صورت کششی طراحی می‌کنند.

8- وال پست‌ها: سوله‌ها، سازه‌های کم ارتفاع و سبک بوده و عموما بار باد روی آنها تاثیر زیادی می‌گذارد. دیوارهای سوله باید در مقابل بار باد یا زلزله طراحی شوند و اتصالات مناسب داشته باشند. به این منظور در جهت عرضی سوله در اولین و آخرین دهانه برای کم کردن سطح بادگیرهای ستون‌های اصلی و اتصال دیوارها از وال‌ پست‌ها که ستون‌های فرعی سازه هستند، استفاده می‌شود.

9- سینه بند: برای جلوگیری از کمانش پیچشی-جانبی بال رفتر در نواحی که بال پایینی تیر تحت فشار است، به وسیله‌ی المانی به اسم سینه بند و پیچ این بال را به لاپه متصل می‌کنیم. مقطع مورد استفاده در این المان اصولا نبشی است.

10- فونداسیون: در سوله‌ها اغلب اوقات از پی منفرد استفاده می‌شود که در جهت طولی سوله با کلاف کششی به هم متصل می‌شوند تا جلوی بلندشدگی سوله در برابر نیروی باد را بگیرند. (سوله‌ها چون سازه‌هایی سبک هستند میزان نیروی جانبی باد از نیروی زلزله بیشتر است.) همچنین برای غلبه بر نیروی بلندشدگی عمق پی‌ها را افزایش می‌دهند.

به دلیل فلزی بودن ستون‌ها در سوله، در صورت قرارگیری پی در زیر خاک، مشکل خوردگی برای ستون پیش می‌آید. برای رفع این مشکل با ایجاد یک ستونک کوتاه بتنی رو پی، از تماس مستقیم ستون فلزی با عوامل خورنده‌ی داخل خاک جلوگیری می‌کنند که به این ستون‌ها پدستال می‌گویند. در طراحی سوله‌ها اتصال ستون به پی مفصلی در نظر گرفته می‌شود.

11- جرثقیل: به دلیل اینکه سازه‌های سوله عمدتا مصارف صنعتی دارند، استفاده از جرثقیل‌های سقفی برای حمل اجسام رایج می‌باشد. این جرثقیل‌ها می‌توانند به صورت عرضی و طولی در تمام نقاط سالن حرکت داشته باشند. مجموعه جرثقیل بر روی تیری به نام تیر حمال به اندازه‌ی طول سالن قرار می‌گیرد که خود این تیرها نیز بر روی تیر دیگری به نام تیر نشیمن یا براکت، قرار می‌گیرند که به ستون جوش داده شده‌اند.

12- بست قورباغه‌ای: بست‌های قورباغه‌ای یا مهارکش‌ها، در بادبندهایی با مقطع میلگرد که مقاومت فشاری در مقابل مقاومت کششی بسیار ضعیف است کاربرد به سزایی دارند. برای اینکه رفتار مهاربندها تحت اثر بارهای جانبی دچار مشکل نشود، برای اتصال مهاربندها از بست‌های قورباغه‌ای استفاده می‌شود.