وبلاگ

کنسول که به عنوان طره یا تیر سرکش نیز شناخته می شود، عضو یا تیری است که یک سر آن به سازه و یا بدنه، متصل و مورد حمایت سازه اصلی است و دیگر سر آن از سازه اصلی فاصله دارد. به تعبیر دقیق تر، کنسول، عضوی از سازه است که یک طرف آن با ساختمان اتصال برقرار کرده و تحت حمایت سازه است و طرف دیگر هیچ اتصالی با سازه ندارد و از بخش بیرونی، قابل رویت است. در واقع، هر نوع برآمدگی که از بدنه سازه فلزی یا ساختمانی و بدون کمک گرفتن از ستون باشد، کنسول نام دارد. کنسول ساختمان از طبقه بالای همکف که در سازه های مشرف بر گذر قرار دارند، قابل اجراست با این حال، عرض گذر، تاثیر زیادی بر طول مجاز برای احداث پیش آمدگی دارد.

سیستم کنسولی در ساختمان

سیستم کنسولی، سازه هایی هستند که در آنها ستون هایی دارای تکیه گاه گیردار وجود داشته باشد. تیرها در سیستم کنسولی دارای اتصالات مفصلی با ستون و مانند تیرهایی هستند که فقط یک سمت آنها تکیه گاه دارد و سمت دیگر آنها آزاد است. در این حالت، تیرها دستخوش تغییر زیاد در سمت آزاد خود می شوند و بار را به تکیه گاه انتقال می دهند که قابلیت تحمل لنگر خمشی و برشی دارد. برای درک بهتر مفهوم سیستم کنسولی، می توان یک سالن با ستون های بتن آرمه را تصور کرد که خرپاها روی دو ستون می نشینند. این سیستم، استهلاک انرژی کمتری دارد و به همین خاطر ضریب رفتار کمتری برای آن لحاظ می شود. در این رابطه، مهندسان محاسب در دفاتر طراحی ساختمان در صورت طراحی سالن با سقف خرپایی و ستون های بتن آرمه، باید ضریب رفتار 2 را اعمال نمایند نه 5 که مربوط به قاب های خمشی متوسط بتنی است. همچنین در این حالت، ابعاد ستون ها، بزرگ تر است.

نحوه اجرای کنسول در ساختمان فلزی و بتنی

روش های اتصال کنسول به سازه را با توجه به نوع سازه، می توان به دو بخش تقسیم کرد:

• سازه های فولادی یا فلزی: در این سازه ها، می توان با استفاده از پلیت فولادی (لچکی)، ستون و شاسی اصلی کنسول را به سازه اصلی بدنه متصل کرد.
• سازه های بتنی: در این سازه ها، ابتدا با استفاده از بولت و کاشت میلگرد، پلیت فولادی به بدنه بتنی، متصل و سپس تیرهای فولادی کنسول و سقف کنسول یا همان سیستم سقف در سازه اصلی اجرا می شود.

محاسبه خیز تیرهای کنسول

تحقیقات نشان می دهد بیشترین خسارت در زلزله به سازه هایی تعلق دارد که دارای کنسول یا پیش آمدگی است و یکی از علل تخریب این سازه ها نیز عدم رعایت ضوابط، خطا در اجرا و طراحی است. از آنجا که در سازه های بتنی به جز میلگردهای فولادی که در کارخانه ها ساخته می شود، سایر مصالح و مراحل، توسط انسان انجام می شود، احتمال خطا در طراحی و اجرا وجود دارد. معمولا برای اجرای کنسول و ایجاد پیش آمدگی در ساختمان از تیرهای کنسول استفاده می شود. این تیرها با ایجاد لنگر خمشی منفی با یک لنگر خمشی مثبت که در محل دیگری ایجاد شده، مقابله می کنند.

اجرای تیر کنسول

با توجه به نقش تیرهای کنسول در سازه ها، از روش های مختلفی برای اجرای تیر کنسول استفاده می شود. این روش ها عبارتند از:

• روش دستک قطری

از این روش، برای ایجاد پایداری تیر کنسول استفاده می شود. امکان اجرای تیر کنسول با اتصال مفصلی، وارد نکردن لنگر در ارتفاع ستون و عدم افزایش مقطع، امکان اجرای دستک با طول بیشتر نسبت به حالت کنسول با اتصال گیردار و مهار کردن حرکت ‌های آزاد نوک تیر کنسول موقع زلزله و سایر بارها، از مزایای اجرای تیر کنسول با دستک قطری است و ایجاد محدودیت از نظر معماری در صورت وجود فضای باز در سمت اجرای دستک از معایب آن است.

• روش اتصال گیردار

در این روش، تیر کنسول به صورت گیردار به ستون اتصال می ‌یابد. وقتی تیر در یک انتها بارگذاری می شود، لنگر زیادی در انتهای تیر که دارای تکیه گاه گیردار است، ایجاد می شود و هر چقدر که بار اعمال شده در انتهای آزاد تیر بیشتر شود، لنگر ایجاد شده در قسمت گیردار بیشتر خواهد شد. نداشتن محدودیت از نظر معماری، هنگامی که پیش ‌آمدگی از طرفین باز باشد از مزایای آن است اما غیر اقتصادی بودن آن، حساسیت به جوشکاری و در نتیجه از دست دادن پایداری هنگام زلزله، از معایب این روش است. از این رو، استفاده از آن چندان توصیه نمی شود.

• روش دستک K

اجرای این دستک به دلیل پایدار کردن تیر کنسول که با اتصال مفصلی به ستون متصل شده، صورت می گیرد. در یک طبقه این دستک‌ ها به ‌صورت دوتایی اجرا شده و دو دستک باید در یک نقطه به هم برسند تا نیروهای افقی، یکدیگر را خنثی و نیروی قائم را به ستون، منتقل کنند. امکان ایجاد تیر کنسول با اتصال مفصلی، نیاز به پروفیل کمتر نسبت به دستک تیر کنسول با پروفیل قطری و مهار کردن حرکات آزاد تک ‌تیر کنسول تحت بارهای زلزله و سایر بارها از مزایای آن محسوب می شود. در مقابل، مناسب نبودن برای استوانک‌ های بلند و ایجاد محدودیت از نظر معماری در سمت اجرای دستک در صورت باز بودن فضا از معایب آن است.

• روش دستک زانویی

در این روش، به دلیل پایدار کردن تیر کنسول از دستک‌ هایی با زاویه غالبا 45 درجه استفاده می ‌شود. ایجاد تیر کنسول به صورت مفصلی و در نتیجه کاهش حساسیت اتصال، اجرای تیر کنسول با طول بیشتر نسبت به اجرای تیر با اتصال گیردار، مهار حرکت ‌های آزاد نوک تیر کنسول در موقع زلزله و سایر بارها از محاسن این روش است. با این حال، ایجاد محدودیت از نظر معماری در صورت ایجاد کنسول که از طرف اجرای دستک باز است، ایجاد لنگر در ارتفاع ستون که مقدار این لنگر با لنگر منتقل‌ شده از تیر کنسول به‌ صورت گیردار ایجاد شده یکی است، از معایب آن است. همچنین در اجرای تیر کنسول با دستک زانویی، به دلیل سر گیر بودن سمتی که دستک اجرا شده در موقعی که سمت اجرای دستک باز است و دیوار اجرا نمی ‌شود، دستک به‌ صورت کششی اجرا می ‌شود.

• روش اتصال خورجینی

در این روش، شاه‌ تیر از دو طرف ستون رد شده، پیش ‌آمدگی در سازه را به وجود می ‌آورد. شاه‌ تیر در محل اتصال به ستون از هر طرف توسط دو نبشی در بالا و پایین مهار می ‌شود. عدم انتقال اتصال لنگری به ستون به دلیل مفصلی بودن و در نتیجه عدم افزایش مقطع، وضعیت مناسب از نظر پایداری ممتد و تغییر مکان های قائم، اجرای ساده و عدم هزینه اضافی برای خرید پروفیل ‌های دستک ‌ها و عدم ایجاد محدودیت از نظر معماری که از معایب بیشتر اجرای تیر کنسول ها می باشد، به عنوان مزیت در این روش شناخته می شود. با این حال، عدم رفتار مناسب این اتصال در زلزله، از مهم ترین معایب آن است.

ضوابط اجرای کنسول در ساختمان

طبق مقررات شهرسازی، اجرای کنسول در ساختمان در صورت داشتن حداقل عرض گذر امکان پذیر است. حداکثر عمق کنسول در هر ساختمان نباید از 120 سانتیمتر تجاوز کند و حداقل عرض گذر، 12 متر است. همچنین حداقل ارتفاع کنسول های اجرایی از سطح تراز گذر باید 3.50 متر باشد و ارتفاع کنسول از پیاده رو تا سقف نباید کمتر از 5.5 متر باشد.

مهمترین ضوابط مربوط به میزان عمق اجرایی کنسول در ساختمان عبارت است از:

– در عرض گذر کمتر از 12 متر، اجرای کنسول، خلاف مقررات است.
– در عرض گذر کمتر از 20 متر و بیشتر از 12 متر، حداکثر عمق کنسول اجرایی، 80 سانتیمتر است.
– در عرض گذر بیش از 20 یا 22 متر، حداکثر عمق کنسول اجرایی، 120 سانتیمتر است.

نوشته سیستم کنسولی چیست و اجرای آن چه ضوابطی دارد؟ اولین بار در مرکزآهن. پدیدار شد.