ساخت‌وساز سازه‌های فولادی: روش‌های کلیدی و رویه‌های اجرایی در محل

ساخت در کارگاه پایه‌ای را تعیین می‌کند

برش با دستگاه‌های کنترل عددی (CNC) و تطبیق قطعات

ساخت‌وساز مدرن سازه‌های فولادی خیلی پیش از اینکه اولین کامیون به محل کار برسد آغاز می‌شود. مدل‌های دقیق، دستگاه‌های برش کنترل عددی (CNC) را تغذیه می‌کنند تا ستون‌ها، تیرها و اعضای مهاری را با دقت میلی‌متری شکل دهند. تطبیق دقیق قطعات در کارگاه، نیاز به تکمیل یا اصلاح قطعات در محل کار را از بین می‌برد؛ این امر بزرگ‌ترین عامل کندی در بستن پیچ‌ها در محل کار است. هر عضو با شماره‌ای مشخص می‌شود که با طرح نصب آن مطابقت دارد، بنابراین تیم اجرایی دقیقاً می‌داند که هر قطعه در کجا باید نصب شود. رعایت انضباط بالا در فرآیند ساخت، امکان انجام مراحل بعدی اجرایی در محل کار را بدون نیاز به راه‌حل‌های غیرپیش‌بینی‌شده یا تغییر مجدد اتصالات فراهم می‌کند.

در اینجا نیز رده‌بندی مواد انجام می‌شود. صفحات Q355B و Q355D بر اساس مقاومت تسلیم و دمای ضربه از هم جدا می‌شوند تا فولاد مناسب به عضو مناسب برسد. اشتباه در رده‌بندی تا زمانی که شکستی در آب‌وهوای سرد رخ دهد، قابل مشاهده نیست؛ به همین دلیل کارگاه گواهی کارخانه هر صفحه را با شماره برش آن ثبت می‌کند.

جوشکاری مطابق استاندارد ISO 3834

کیفیت جوشکاری تعیین‌کننده رفتار چارچوب تحت بار خستگی و لرزه‌ای است؛ بنابراین این امر تحت نظارت و کنترل قرار دارد و به احتمال یا تصادف واگذار نمی‌شود. استاندارد ISO 3834 معیارهای صلاحیت جوشکار، تأیید رویه‌های جوشکاری و ثبت‌ها را تعیین می‌کند تا جوش‌های ظاهری از جوش‌های سازه‌ای متمایز شوند. سلول‌های جوشکاری رباتیک ورودی حرارت را پایدار نگه می‌دارند، در حالی که جوشکاران آموزش‌دیده گره‌های پیچیده‌ای را پردازش می‌کنند که دستگاه‌ها قادر به دسترسی به آن‌ها نیستند. هر جوش شناسه‌ای قابل ردیابی دریافت می‌کند تا بازرسی بعدی بتواند یک اتصال را به رویه و اپراتور مربوطه‌اش پیوند بزند. این استاندارد از هر کسی که در آینده تغییری در سازه‌های فولادی ایجاد کند، حمایت می‌کند.

برای صفحات ضخیم‌تر، ویژگی جهت Z اهمیت دارد. درجه Q355B-Z35 در برابر پارگی لاملاً در جوش‌های عرضی مقاومت می‌کند؛ نوعی شکست که تنها تحت بار عمودی سنگین رخ می‌دهد. مشخص‌کردن این درجه برای اتصالات پایه ستون، از ایجاد ترکی جلوگیری می‌کند که هیچ بازرسی سطحی نمی‌تواند آن را شناسایی کند.

پوشش‌دهی و بسته‌بندی

محافظت در برابر خوردگی بر اساس محیط انجام می‌شود، نه عادت. گالوانیزه‌کردن غوطه‌وری گرم برای مناطق ساحلی و مناطق با رطوبت بالا مناسب است، در حالی که پوشش شیشه‌ای مقاومت بالایی در برابر قرارگیری در معرض مواد شیمیایی در داخل کارخانه‌های فرآوری دارد. پس از پوشش‌دهی، اعضای سازه با برچسب مشخص می‌شوند، به صورت بسته‌بندی‌شده با پیچ و مهره به هم متصل می‌گردند و همراه با پیچ‌های لنگر و صفحات اتصال بسته‌بندی می‌شوند تا تیم نصب، مجموعه‌ای کامل دریافت کند نه قطعات پراکنده. فهرست بسته‌بندی ساختارمند، تأخیر گران‌قیمت در محل اجرا را جلوگیری می‌کند که زمانی رخ می‌دهد که یک تکیه‌گاه یا صفحه تقویتی در لحظهٔ نیاز، موجود نباشد.

پورلین‌های گالوانیزهٔ C و Z از همان منطق پیروی می‌کنند، زیرا چارچوب فرعی در اولین لحظهٔ نفوذ به پوسته ساختمان زنگ می‌زند. بسته‌بندی پورلین‌ها همراه با فیکسچرهایشان، جستجوی محلی را که باعث کندی تیم‌های روکش و به تعویق انداختن تاریخ آماده‌شدن در برابر آب و هوا می‌شود، از بین می‌برد.

فرآیند نصب در محل

پی‌ها و بولت‌های لنگری

هیچ چیزی سریع‌تر از یک چارچوب ساخته‌شده روی پایه‌ای که به‌درستی تنظیم نشده است، تراز نمی‌شود. تیم‌های بررسی موقعیت و ارتفاع پیچ‌های لنگر را پیش از بلند کردن هرگونه فولادی تأیید می‌کنند. تحمل چند میلی‌متری در پایه، در خط تاج به چند سانتی‌متر تبدیل می‌شود؛ بنابراین، شیب و پیچ‌ها نسبت به نقشه‌های کارگاهی — نه بر اساس حدس و گمان — بررسی می‌شوند. صفحات جاسازی‌شده تنها پس از تأیید نهایی تیم بررسی گرُوت‌گذاری می‌شوند، زیرا اصلاح گروه پیچ‌های دفن‌شده در مرحلهٔ بعدی مستلزم شکستن بتن است. این کارهای آرامِ پیش‌ازنصب، اصالت کل فرآیند اجرای فولادی را از پایه تضمین می‌کند.

پروژه‌ی یک کارخانه‌ی ماشین‌آلات در شن‌یانگ، بازدهی آن را نشان داد. صفحه‌ی اولیه دو سانتی‌متر از شبکه‌ی تعیین‌شده خارج ریخته شده بود و تنها بررسی پیش‌از بلندکردن آن را تشخیص داد. تنظیم مجدد گروه پیچ‌های لنگر در مکان برنامه‌ریزی‌شده، تنها یک روز به زمان اجرای پروژه افزود اما از انحراف دائمی قاب جلوگیری کرد که در غیر این صورت در طول کل عمر خدماتی‌اش مایل می‌ماند.

مونتاژ پیچ‌و‌مهره‌ای

نصب سازه طبق ترتیبی برنامه‌ریزی‌شده انجام می‌شود: ابتدا قاب‌های اصلی، سپس تکیه‌گاه‌های جانبی، و در نهایت تیرهای فرعی (پورلین‌ها و گیرتها). پیچ‌های با استحکام بالا از رده‌ی ۱۰٫۹S تا گشتاور مشخص‌شده تنظیم می‌شوند و سازه در حین رشدش به‌طور دقیق عمود کنترل می‌شود تا بارها به‌درستی منتقل شوند. تکیه‌گاه‌های موقت تا زمانی که سیستم دائمی کامل شود، در جای خود باقی می‌مانند. رعایت دقیق ترتیب بستن پیچ‌ها این امکان را فراهم می‌کند که یک دهانه‌ی بدون تکیه‌گاه به عرض ۶۰ متر بدون نیاز به اصلاح بعدی به‌درستی ایستاده بماند و جرثقیل همواره در حال حرکت باشد نه اینکه منتظر بماند تا نیروی اجرایی در فضای باز، اتصالات نامتناسب را جستجو کند.

پایه‌بندی باد و قاب‌های دروازه‌ای از ابتدا فعال می‌شوند تا سازهٔ اسکلتی پیش از بسته شدن سقف، بارهای جانبی را مقاومت کند. کارگران هر دهانه را قبل از انتقال به دهانهٔ بعدی از نظر قائم‌بودن علامت‌گذاری می‌کنند، زیرا انحرافی که اصلاح نشود در طول ساختمان تکثیر می‌شود و تمام اتصالات بعدی را مشوّش می‌سازد.

کیفیت و ایمنی در محل اجرا

بازرسی‌ها و کنترل‌های کیفیت
کیفیت تأیید می‌شود، نه اینکه فرض شود. بررسی‌های ابعادی فاصلهٔ دهانه‌ها و قائم‌بودن ستون‌ها را تأیید می‌کنند و بررسی‌های گشتاور، کشش پیچ‌ها را در سراسر قاب نمونه‌برداری می‌کنند. برای پروژه‌هایی که به اروپا ارسال می‌شوند، طبقه‌بندی‌های اجرایی استاندارد EN 1090 تعیین می‌کنند که هر اتصال چه مقدار آزمایش و مستندسازی نیاز دارد. بازرسان مستقل یک مجموعهٔ دوم از چشم‌ها را بر روی اتصالات حیاتی فراهم می‌کنند و گزارش‌های آن‌ها بخشی از پروندهٔ تحویل می‌شوند که مالک ساختمان برای تمام دورهٔ عمر آن نگهداری می‌کند. این استاندارد هر کسی را که در آینده ساختمان را تغییر دهد نیز محافظت می‌کند، سازه فولادی زیرا شواهد اصلی همچنان موجود است.

استاندارد ایزو ۹۰۰۱ سیستم مدیریت گسترده‌تر پشت این بازرسی‌ها را تنظیم می‌کند، بنابراین انضباط مستندسازی یک ویژگی سازمانی و نه فردی است. یک پرونده کیفیت مورد تأیید همراه با ساختار فولادی حرکت می‌کند و به پرسش‌هایی پاسخ می‌دهد که سال‌ها بعد در طول بازسازی یا گسترش برنامه‌ریزی‌شده مطرح می‌شوند.

ایمنی محل کار اوشا
نصب فولادی در میان مشاغل پرخطرتر قرار دارد، بنابراین ایمنی محل کار کنار هر روش فوق قرار می‌گیرد. سیستم‌های محافظت در برابر سقوط، نرده‌های حفاظتی و مناطق دسترسی کنترل‌شده اوشا، ایمنی کارکنان را در ارتفاعات تضمین می‌کنند؛ در عین حال، تجهیزات بالابر با برچسب‌گذاری شده و جرثقیل‌های مورد تأیید، حدس‌زنی را از عملیات بلندبردن حذف می‌کنند. جلسات ابزاری قبل از هر شیفت، خطرات جزئی را پیش از تبدیل‌شدن به مشکلات بزرگ شناسایی می‌کنند. یک محل کار ایمن، همچنین یک محل کار سریع است، زیرا توقف‌ها به دلیل حوادث هزینه‌ای بسیار بیشتر از اقدامات پیشگیرانه دارند و فولاد آسیب‌دیده معمولاً بدون هزینه اضافی دوباره به سرویس باز نمی‌گردد. در سازه فولادی , ایمنی محل کار و سرعت اهداف متضاد نیستند، بلکه دو جنبه از یک انضباط واحد هستند.

ساختار فولادی خوب حاصل ترکیبی از انجام دقیق کار در کارگاه و انجام دقیق کار در محل ساخت است. هنگامی که ساخت قطعات فولادی، نصب فولادی، بازرسی‌های کیفیت و ایمنی محل ساخت به‌صورت متقابل همدیگر را تقویت می‌کنند، سازه در زمان تعیین‌شده بلند می‌شود، بارهای خود را تحمل می‌کند و بدون هیچ‌گونه مشکلی از بازرسی عبور می‌کند. صاحبان پروژه‌هایی که دربارهٔ روش‌ها و گواهینامه‌ها سؤالات مناسبی مطرح می‌کنند، هم بودجه و هم ساختمان را برای دهه‌ها خدمات مطمئن محافظت می‌کنند.

پرسش‌های رایج

سوال
تفاوت بین سازه‌های فولادی و نصب فولادی ?

پاسخ:  سازه‌های فولادی در کارگاه اتفاق می‌افتد، جایی که نقشه‌ها به اعضای برش‌خورده، جوش‌خورده و روکش‌دار تبدیل می‌شوند که آمادهٔ حمل و نقل هستند. نصب فولادی در محل ساخت اتفاق می‌افتد، جایی که این اعضا بلند شده و با پیچ و مهره به سازهٔ نهایی متصل می‌شوند. این دو مرحله از نیروی کار، تجهیزات و رویه‌های کنترلی متفاوتی استفاده می‌کنند، اما باید یک مجموعهٔ واحد از ابعاد را به اشتراک بگذارند. ارتباط ضعیف بین این دو طرف معمولاً منشأ تأخیرها و مشکلات انطباق قطعات است. نقشه‌های شفافی که همراه فولاد حرکت می‌کنند، تیم‌ها را از اولین برش تا آخرین پیچ همسو نگه می‌دارند. در هر سازه فولادی پروژه، این انتقال مسئولیت بیشترین تمرکز ریسک را دارد.

سوال
چرا استاندارد ایزو ۳۸۳۴ برای جوشکاری اهمیت دارد ساختار فولادی ?

پاسخ: استاندارد ایزو ۳۸۳۴ شرایط کیفیت را برای جوشکاری ادغامی مواد فلزی تعریف می‌کند و شامل صلاحیت جوشکار، تأیید رویه‌ها و ثبت‌های قابل ردیابی است. در غیاب این استاندارد، یک جوش ممکن است از نظر ظاهری سالم به نظر برسد، اما تحت بار خستگی یا لرزه‌ای از کار بیفتد. این استاندارد اسنادی را الزامی می‌کند که هر اتصال را به رویهٔ مربوطه و اپراتور انجام‌دهنده‌اش پیوند دهد. این زنجیرهٔ اسنادی به مالک اجازه می‌دهد نحوهٔ ایجاد اتصالات حیاتی را بررسی کند؛ که این امر بسیار مفیدتر از صرفاً عبور بصری در بازرسی‌های بعدی، تعمیر یا اصلاح سازه‌های فرسوده است. ساختار فولادی کنترل کیفیت در سازه‌های فولادی .

سوال
چگونه است ایمنی محل کار در طول نصب فولادی ?

پاسخ:  ایمنی محل کار بر اساس سیستم‌های محافظت در برابر سقوط، نرده‌های حفاظتی و مناطق دسترسی کنترل‌شده که توسط سازمان ایمنی و بهداشت شغلی ایالات متحده (OSHA) تعیین شده‌اند، برای کار در ارتفاع متکی است. تجهیزات باربرداری و جرثقیل‌ها باید مورد تأیید قرار گرفته و هر عملیات بلندکردن طبق یک برنامهٔ نوشتاری انجام می‌شود. جلسات روزانهٔ ابزارخانه خطرات را پیش از تشدید شدن شناسایی می‌کنند. رعایت یک روال انضباطی، تعداد حوادث را که باعث توقف کار و آسیب به فولاد می‌شوند، کاهش می‌دهد. سایت‌های ایمن همچنین سریع‌تر نصب می‌شوند، زیرا توقف‌های غیر برنامه‌ریزی‌شده ناشی از آسیب‌دیدگی یا خرابی تجهیزات، هزینه‌برتر از اقدامات پیشگیرانه‌ای هستند که این مشکلات را جلوگیری می‌کنند. در سازه فولادی , ایمنی محل کار یک متغیر تولیدی است، نه صرفاً یک مورد رعایت مقررات.

سوال
زمان مناسب برای استخدام بازرسی مستقل چه زمانی است؟

پاسخ: بازرسی مستقل بیشترین ارزش را در سازه‌های فولادی نقاط توقف و پس از انجام کارهای عمده دارد. نصب فولادی نقاط عطف. بازرسان ابعاد، گشتاور پیچ‌ها و سوابق جوشکاری را در برابر کلاس اجرا مورد نیاز استاندارد EN 1090 بررسی می‌کنند. بازرسی‌های اولیه خطاها را پیش از آنکه در داخل قاب پنهان شوند، شناسایی می‌کنند. گزارش‌های امضاشدهٔ آن‌ها بخشی از پروندهٔ تحویل دائمی می‌شوند. بررسی راه‌اندازی پیش از شروع نماکاری، هزینهٔ بازکردن مجموعه‌های تمام‌شده برای اصلاح عیبی پنهان را که با گذشت زمان هزینه‌برتر می‌شود، از بین می‌برد. برای هر ساختار فولادی ، این بازرسی اولیه ارزان‌تر از هر تعمیر بعدی است.

سوال
مالک باید چه چیزهایی را پیش از اعطای قرارداد فولادی تأیید کند؟

پاسخ: مالک باید سازه‌های فولادی گواهی‌هایی مانند ISO 9001 و EN 1090 را تأیید کند، مراجع پروژه‌های گذشته را بررسی کند و در صورت امکان، بازرسی کارخانه را درخواست دهد. باید اطمینان حاصل شود که سیستم‌های پوششی با محیط محلی سازگارند و ست‌های پیچ به‌طور کامل تحویل داده شده‌اند. نقشه‌های روشن و یک نصب فولادی ترتیب نوشته‌شده، تعارض در محل اجرا را کاهش می‌دهد. پرسیدن این سؤالات پیش از امضا، بودجه و زمان‌بندی را بسیار بیشتر از تعقیب عیوب پس از آنکه سازه سازه فولادی درجا ایستاده و تغییر دادن آن دشوار شده است، محافظت می‌کند. برای هر ساختار فولادی , ایمنی محل کار بررسی برنامه‌ریزی نیز باید پیش از آماده‌سازی انجام شود.