بیس پلیت

بیس پلیت در واقع ورقی فولادیست که به عنوان عضو میانی روی فونداسیون نصب شده و ستون بر روی آن قرار می گیرد، بیس پلیت پس از بتن ریزی فونداسیون بر روی بولت هایی که از قبل درون بتن جای گذاری شده و یا بعد از بتن ریزی درون فونداسیون کاشته شده اند، نصب شده و بستر فولادی مناسبی جهت نصب ستون های سازه و ایجاد یک اتصال صحیح در پای ستون ایجاد می کند. حال نحوه نصب بیس پلیت، ملاک های طراحی، حالت های شکست بیس پلیت، ابعاد و … موضوعاتی هستند که در این مقاله سعی داریم بررسی نموده و همچنین الزامات طرح شده در آیین نامه های داخلی در مورد بیس پلیت را کنترل کنیم، پس با ما همراه باشید.

بیس پلیت یا صفحه ستون چیست؟

بیس پلیت یک ورق فولادیست که به عنوان المان واسط در سازه های فولادی به کار رفته و وظیفه تشکیل یک اتصال صحیح به منظور انتقال بار از ستون به فونداسیون را داشته و  از آن جایی که میزان تحمل تنش در فولاد و بتن متفاوت است، در صورتی که ستون فولادی مستقیما روی بتن قرار بگیرد منجر به فرو رفتن ستون داخل بتن گردیده و حضور بیس پلیت از این رو امری اجتناب ناپذیر است.

این المان واسط و یا میانی باید از فولاد و یا هر ماده ای که تحمل تنش در آن بیشتر از فولاد است باشد تا بتواند تنش ناشی از بار محوری ستون را تحمل نموده و از طرفی سطح آن نیز باید از سطح مقطع ستون بزرگتر باشد تا با توجه به رابطه تنش با سطح تحمل کننده نیرو، تنش وارده را به درستی به فونداسیون منتقل نماید.

اساسا ساز و کار بیس پلیت در سازه فولادی مشابه فونداسیون در هر سازه ای و با توجه به متریال یکسان آن با ستون بسیار شبیه فونداسیون در سازه های بتنی است، همان طور که در سازه بتنی جنس ستون ها و فونداسیون مشابه هم است ولی ستون مستقیما روی خاک قرار نمی گیرد و تنش های آن ابتدا توسط یک عضو واسط به نام فونداسیون تعدیل می شود، در سازه های فولادی نیز فولاد مستقیماً روی بتن قرار نمی گیرد و تنش های آن ابتدا در المانی فولادی تعدیل می گردد تا فونداسیون بتواند آن را به درستی تحمل نماید.

انواع بیس پلیت

بیس پلیت ها را از نظر نحوه نصب می توان به دو دسته کلی تقسیم نمود؛ دسته اول که در اکثر پروژه های ساختمانی با سازه های فلزی مورد استفاده قرار می گیرد بدین صورت است که بیس پلیت به صورت مجزا بر روی فونداسیون نصب شده و در مرحله ای دیگر ستون فولادی با استفاده از روش جوشکاری بر روی بیس پلیت قرار گرفته و اتصال ستون و بیس پلیت ایجاد می شود، این شیوه نصب به دلیل اجرای ساده تر بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، با این حال به دلیل احتمال افت کیفیت در جوش و نصب، در پروژه های بزرگ و مهم تلاش بر آن است که از این روش استفاده نشود.

اما در دسته دوم بیس پلیت ها در محل کارخانه و در حین ساخت ستون فلزی به کف ستون جوش داده شده و سپس ستونی که بیس پلیت به آن متصل است به کارگاه حمل شده و بر روی بولت ها نصب و با کمک مهره در جای خود محکم می شوند، این روش در صورت اجرای صحیح از کیفیت بسیار بالاتری برخوردار است و رویکرد آیین نامه نیز استفاده از این روش استکه در این روش  تنظیم دقیق محل قرارگیری بولت ها بسیار اهمیت دارد و امکان تغییر محل سوراخ ها و یا محل بولت ها وجود ندارد.

قیمت بیس پلیت

قیمت بیس پلیت مانند تمامی قطعات فولادی وابسته به وزن آن است. با توجه به چگالی ثابت فولاد، این قیمت به ابعاد بیس پلیت، یعنی طول، عرض و ضخامت آن بستگی دارد. قیمت کلی اجرای بیس پلیت علاوه بر هزینه تامین ورق فولادی به عوامل دیگری نیز وابسته است؛ از آن جایی که اجرای صفحه ستون آیتم بسیار مهمی بوده و در ادامه کار نیز می تواند بسیار تاثیرگذار باشد، اجرای دقیق و تنظیم صحیح بولت ها در هنگام جای گذاری در بتن و همچنین نصب صحیح و تراز بودن صفحه ستون از اهمیت بالایی برخوردار بوده و ضامن انتقال درست بارهای ستون و عملکرد صحیح سازه است.

اجرای دقیق و صحیح بسیار ضروری بوده و از این رو پیشنهاد می گردد پیش از اقدام به اجرا با کارشناسان و متخصصان این حوزه مشورت نمایید، برای این منظور می توانید با کارشناسان گروه تخصصی هیلتی ایران در ارتباط بوده و علاوه بر دریافت مشاوره در خصوص طراحی و روش های نصب، از تجربه تیم های اجرایی نیز بهره مند گردید.

بیس پلیت در فهرست بها

بیس پلیت در فهرست بها به صورت جداگانه آیتمی نداشته و هزینه نصب آن بر اساس آیتم مربوط به ستون و کارهای فلزی پرداخت می گردد، نکته مهم اینکه در این حالت وزن بیس پلیت به وزن ستون اضافه گردیده ولی بولت های اجرا شده داخل بتن به منظور مهار بیس پلیت آیتم جداگانه داشته و هزینه آن ها به صورت مجزا حساب می شود، هزینه تامین و اجرای بیس پلیت در فهرست بها عمدتا به صورت وزنی و با واحد کیلوگرم مشخص می گردد.

روش نصب صفحه ستون

نصب بیس پلیت ها یکی از مراحل دشوار و در عین حال پر اهمیت سازه بوده و همان طور که اشاره شد در بیشتر موارد بیس پلیت و ستون به صورت مجزا نصب می شوند؛ در این گونه سازه ها معمولا تعداد تیپ های صفحه ستون ها محدود است و معمولا از اندازه های یکسان با تعداد بولت های یکسان برخوردارند.

یکی از روش های اجرایی در این سازه ها استفاده از ورق های غیر سازه ای با ابعاد شبیه صفحه ستون ها ولی ضخامت بسیار کم (در حد چند میلی متر) بوده که در هنگام بتن ریزی فونداسیون و تنظیم محل بولت ها این صفحه ها را در محل قرار داده و محل بولت ها را به کمک آن ها به طور دقیق مشخص و ثابت می کنند. نکته اینکه استفاده از ورق اصلی بیس پلیت ها با ضخامت بالا به دلیل وزن بالا و مشکلات اجرایی برای این کار چندان رایج نیست.

کاشت میلگرد

پس از پایان بتن ریزی فونداسیون، بیس پلیت ها را بر روی بولت ها نصب کرده و زیر بیس پلیت گروت ریزی می گردد، در هنگام گروت ریزی باید دقت کافی صورت پذیرد تا گروت به صورت کامل زیر صفحه ستون را پوشش داده و قسمت های میانی بیس پلیت از حفرات هوا خالی گردند، پس از پایان این مرحله ستون معمولا از طریق جوش به صفحه ستون اتصال می یابد.

در برخی از پروژه ها نیز صفحه ستون در هنگام ساخت ستون در کارخانه به آن متصل می شود، در این پروژه ها نیز فرآیند مشابهی برای نصب صفحه ستون به کار می رود. باید توجه داشت که دقت اجرای بولت ها در این سازه ها بسیار پر اهمیت بوده و هرگونه خطا در اجرای بولت ها هرچند به میزان اندک می تواند در مراحل بعدی نصب سازه از نصب ستون بر روی بولت ها گرفته تا مراحل بعدی ایجاد مشکل نماید.

صفحه ستون و بولت

یکی از مباحث مهم مطرح شده در زمینه صفحه ستون و بولت، رابطه جدی میان این دو عضو است؛ از آن جایی که بولت ها المان های اتصال دهنده صفحه ستون به فونداسیون بوده و نقش مهمی را دارند، در طراحی و اجرای آن ها باید دقت کافی صورت پذیرد.

در هنگام طراحی بولت ها باید در قطر، تعداد و نحوه آرایش آن ها دقت کافی صورت پذیرد تا هم طراحی به صورت بهینه و با رعایت ضوابط آیین نامه باشد و هم در هنگام اجرا از سهولت کافی برخوردار باشند؛ در مورد آرایش بولت ها معمولا در ستون هایی که مقدار خمش در آن ها عدد قابل توجهی است تلاش بر آن است که تا حد ممکن فاصله ی بولت ها در دو طرف ستون از هم زیاد در نظر گرفته شود تا بتوان ضخامت و تعداد بولت ها را کاهش داد. در این مورد باید دقت شود که اگر چه با کاهش تعداد یا قطر آرماتورها طرح مناسب تر به نظر خواهد رسید، اما باید ضوابطی مانند حداقل فاصله بولت ها از لبه ورق نیز در طراحی لحاظ گردند.

در زمان اجرا نیز باید دقت داشت که بولت ها دقیقا طبق ابعاد و اندازه های تعریف شده در هنگام طراحی جای گذاری گردند، زیرا صفحه ستون ها بر اساس همین آرایش ساخته و سوراخ کاری می شوند و ایجاد هرگونه تغییرات در آرایش بولت ها در هنگام اجرا می تواند در نصب صفحه ستون ها ایجاد مشکل نماید.

صفحه ستون جوشی

صفحه ستون جوشی همان طور که اشاره شد حالتی است که صفحه ستون روی بولت ها نصب شده و سپس ستون به وسیله جوش بر روی صفحه ستون سوار می شود، پس از نصب ستون و جوش دادن آن نیز سخت کننده های پای ستون بر روی آن نصب می شوند. در این صفحه ستون ها برای مکان یابی دقیق تر و اتصال راحت تر ستون می توان در دو سمت ستون دو ورق سخت کننده را با اتصال موقتی روی صفحه ستون نصب نمود.

در ادامه فرآیند، ستون بر روی صفحه ستون قرار گرفته و با کمک این سخت کننده های موقت، محل دقیق آن مشخص شده و سپس جوش کاری ستون به صورت کامل انجام شده و ستون در محل درست خود و به صورت کاملا عمودی نصب شده و در نهایت نیز سخت کننده ها بر روی صفحه ستون به صورت کامل جوش داده می شوند.

نکات اجرایی بیس پلیت

در هنگام اجرای بیس پلیت ها رعایت چند نکته ضروری است که مهم ترین نکته اجرای بیس پلیت ها، بحث شابلون دقیق آن ها است؛ از آن جایی که صفحه ستون در سازه های فلزی کاربرد دارد و المان های سازه های فلزی در کارخانه ساخته شده و در محل کارگاه نصب می شوند، نمی توان در محل کارگاه تغییرات زیادی در آن ها به وجود آورد و هرگونه تغییرات احتمالی با آسیب به المان ها همراه است، پس در هنگام نصب بیس پلیت ها و بولت ها باید حداکثر دقت اعمال شود.

یکی دیگر از نکات مورد توجه، بحث گروت ریزی و پرکننده های زیر بیس پلیت بوده که متاسفانه معمولا خیلی جدی گرفته نمی شود و به همین خاطر در بسیاری از موارد گروت ریخته شده به صورت کامل زیر صفحه ستون را پر نمی کند و تنها در قسمت های کناری آن ریخته شده است. با توجه به ماهیت گروت یا دیگر پر کننده های زیر صفحه ستون در تحمل نیروهای فشاری و از طرف دیگر ابعاد نسبتا بزرگ صفحه ستون ها و دسترسی مشکل به تمامی نقاط زیر بیس پلیت، اجرای صحیح گروت بسیار حایز اهمیت می باشد.

در برخی موارد به دلیل بی دقتی عوامل اجرایی مشاهده می گردد که زمانی که ستون و صفحه ستون متصل به آن آماده نصب می شوند، محل بولت ها با سوراخکاری بیس پلیت مطابقت نداشته و ستون به درستی در محل خود قرار نمی گیرد که در این حالت عمدتا تیم اجرایی راهکارهای سریعی برای برون رفت از مشکل همچون بریدن بولت ها، سوراخکاری بیس پلیت با هوا برش و یا تغییر زاویه را پیشنهاد می دهند؛

اولاً ایجاد سوراخ در صفحه ستون با کمک هوابرش، همانطور که در مبحث 10 مقررات ملی ساختمان اشاره شده ممنوع بوده و می تواند مکانیزم انتقال بار به فونداسیون را مختل نماید، ثانیاً در صورتی که صفحه ستون نسبت به آکس (محور مرکزی) خود منحرف گردد، ممکن است مشکل نصب ستون در وحله اول برطرف گردد، لاکن در ادامه کار نصب تیرهای اصلی و فرعی با مشکل مواجه خواهد شد.

در مورد برش بولت ها نیز پر واضح است که روش صحیحی نبوده و میتواند ستون را در برابر نیروهایی همچون لنگر پای ستون و یا آپ لیفت به شدت تضعیف نماید، بنابراین دقت بالا و اجرای تخصصی و صحیح بولت ها در هنگام بتن ریزی فونداسیون اهیمت بسیار بالایی دارد.

شابلون بیس پلیت

شابلون بیس پلیت از آنجایی مهم تلقی می گردد که دشوارترین بخش اتصال سازه های فولادی را می توان اتصال بیس پلیت ها دانست، زیرا پایداری سازه و نصب آن در مراحل بعدی به اجرای صحیح این اتصال وابسته است. از این رو دقت در اجرای صحیح بیس پلیت ها اهمیت بالایی داشته و شابلون کردن بیس پلیت ها در هنگام بتن ریزی فونداسیون و دقت در اجرای دقیق بولت ها از نکات اجرایی است که باید دقت کافی در مورد آن صورت پذیرد.

شابلون کردن بیس پلیت و تعیین محل دقیق آن ها معمولا با کمک ابزار های اندازه گیری دقیق همچون تراز های لیزری صورت گرفته و در مواردی ممکن است در هنگام جای گذاری بولت ها از بیس پلیت ها و یا ورق های غیر سازه ای با همان اندازه برای تنظیم دقیق تر بولت ها استفاده شود که می تواند در بهبود نتیجه نهایی کار تاثیر بسزایی داشته باشد، در مجموع شابلون کردن بیس پلیت به هر روشی که انجام می شود نیازمند دقت اجرایی بالایی است.

طراحی بیس پلیت

طراحی بیس پلیت با داشتن بارهای حاصل از تحلیل سازه و به کمک نرم افزارهای کامپیوتری انجام شده و اصولا این طراحی بر اساس میزان بار وارده از ستون به فونداسیون و با در نظر گرفتن چند حالت خرابی یا شکست صورت گرفته و از نظر آیین نامه مبحث ۱۰ مقررات ملی ساختمان که اصول طراحی صفحه ستون ها در آن ذکر شده است، این المان ها باید نیازهای زیر را برآورده نمایند.

• تحمل بیشترین نیروهای داخلی: شامل نیروهای برش، خمش و محوری و تاثیر آن ها تحت ترکیب بارها
• بیشترین نیروی محوری بدون در نظر گرفتن نیروهای برش و خمش
• تحمل نیروهای برشی موجود بدون در نظر گرفتن نیروهای محوری و لنگرها
• تحمل لنگرهای خمشی بدون حضور نیروهای برشی و محوری

طراحی بیس پلیت همچنین در صورت تغییر در نقشه ها و ابعاد صفحه و یا اجرای نادرست ممکن است بعد از بتن ریزی و سخت شدن بتن صورت گیرد که در این حالت بیس پلیت با استفاده از کاشت بولت در فونداسیون محکم می گردد؛ برای طراحی در این حالت میزان بارهای وارده و همچنین متریال پایه با استفاده از نرم افزارهای تخصصی توسط تیم طراحی گروه تخصصی هیلتیران مدلسازی شده و تعداد بولت، ابعاد پلیت، آرایش بولت روی بیس پلیت و … مشخص می گردد.

ابعاد بیس پلیت

برای طراحی ابعاد بیس پلیت با داشتن بارهای وارده از جنس نیروهای محوری، برشی و خمشی می توان ابعاد را محاسبه نمود که این کار معمولا به کمک نرم افزار انجام می شود، برای انجام آن معمولا با داشتن میزان نیروی محوری و لنگر وارده بر مرکز بیس پلیت میزان خروج از مرکزیت بار را محاسبه نموده و سپس اعدادی را با توجه به تجربیات مهندسی برای ابعاد بیس پلیت در نظر گرفته و به بررسی حالت های مختلف خرابی می پردازیم.

ابعاد بیس پلیت اولیه مدل شده و در صورتی که صفحه ستون نتواند هر کدام از این حالت ها را تحمل نماید، با توجه به نوع آسیب دیدگی ابعاد صفحه ستون تغییر کرده و کنترل ها از ابتدا صورت می گیرد. به طور کلی ابعاد صفحه ستون وابسته به میزان بار ناشی از تحلیل سازه، مقاومت فولاد، میزان خروج از مرکزیت بار و … می باشد.

حداقل بیس پلیت

حداقل بیس پلیت با توجه به کاربرد آن در سازه های مختلف، مقدار مشخصی را شامل نمی شود، با وجود اینکه معمولاً ابعاد صفحه ستون های مورد استفاده در پروژه های ساختمانی از مقدار مشخصی کم تر نیست، با توجه به کاربرد صفحه ستون در موارد گوناگون مانند تیرهای چراغ برق و … نمی توان عددی را به عنوان حداقل بیس پلیت در تعداد و یا ابعاد تعریف نمود.

ضخامت بیس پلیت

ضخامت بیس پلیت معمولا دشوارترین قسمت در طراحی می باشد، از آن جایی که در عمل معمولا سازه های فولادی سازه های بلند مرتبه ای هستند، بار انتقالی آن ها از ستون به فونداسیون مقدار بزرگی بوده و از طرف دیگر صفحه ستون باید قادر باشد بدون لهیدگی این بار را تحمل نماید. بنابراین در صورتی که قرار باشد تنها به کمک ضخامت بیس پلیت، این بار تحمل شود، ضخامت مقدار بزرگی شده و عملاً قابلیت اجرا نخواهد داشت.

به همین دلیل در بیس پلیت ها از سخت کننده یا استیفنر استفاده می شود. سخت کننده ها ورق های فولادی هستند که عمود بر صفحه ستون روی آن نصب می شوند و بدون افزایش ضخامت صفحه ستون به بالا بردن مقاوت آن و یکپارچگی ستون و بیس پلیت در برابر لهیدگی کمک می کنند، استفاده صحیح و به جا از استیفنرها علاوه بر انتقال صحیح بار در اتصال، می تواند منجر به کاهش ضخامت بیس پلیت گردد.

طراحی بیس پلیت با اکسل

بیس پلیت ها را می توان با داشتن نیروهای حاصل از تحلیل سازه به صورت دستی نیز طراحی نمود، اصولا طراحی اتصالاتی مانند صفحه ستون ها در صورت داشتن نیروها کار چندان دشواری نبوده و برای این کار معمولا طراحی دستی بیس پلیت ها با اکسل و یا نرم افزارهای مشابه انجام می شود.

برای طراحی دستی اتصالات و بیس پلیت با اکسل ابتدا بارهای وارده بر هر صفحه ستون را محاسبه نموده و سپس با توجه به میزان این بارها چند دسته بندی انتخاب می کنند که نشان دهنده تیپ های طراحی خواهد بود، به همین ترتیب از هر تیپ سنگین ترین بار ملاک طراحی قرار گرفته و طراحی بر اساس آن صورت گرفته و نهایتاً طرح به دست آمده برای تمامی صفحه ستون های همان تیپ اجرا می شود.

برای طراحی بیس پلیت با اکسل با داشتن موارد زیر می توان اقدام به طراحی نمود:

• بار محوری ستون
• نوع فولاد مورد استفاده
• بارهای برشی ستون در دو جهت
• لنگرهای خمشی ستون و میزان خروج از مرکزیت بار
• عوامل محدود کننده مانند حداکثر ابعاد و حداکثر ضخامت قابل اجرا
• و موارد دیگر

با داشتن این موارد، با لحاظ کردن ترکیب بارها و در نظر گرفتن ترکیب بار بحرانی و با کمک فرمول نویسی ساده می توان طراحی بیس پلیت ها را به کمک اکسل انجام داد، برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه طراحی و اجرای صفحه ستون ها و اجرای آن ها می توانید با کارشناسان فنی گروه تخصصی هیلتیران در ارتباط باشید.