نحوه محاسبه تحمل بار نبشی های پرکاربرد در ساختمان سازی

نبشی‌ها مقاطعی هستند که در ساخت چهارچوب‌ها، عضوهای تقویت‌کننده، قاب وسایل نقلیه و اتصالات مختلف در ساختمان مورداستفاده قرار می‌گیرند. به همین دلیل وزن، مقاومت و استحکام آن‌ها اهمیت بسزایی دارد. وقتی این مقاطع به منظور مقاوم‌سازی و تقویت بخش‌های مختلف سازه مورداستفاده قرار می‌گیرند، باید از استحکام و وزن مطلوبی بهره‌مند باشند. به همین علت میزان تحمل بار نبشی از اهمیت بالایی برخوردار بوده و برای استفاده از آن‌ها باید به وزن و میزان استحکام آن‌ها متناسب با کاربرد و محلی که به کار برده می‌شوند، توجه شود. از طرفی، میزان تحمل بار این مقاطع ارتباط مستقیمی با قیمت نبشی فولادی دارد. جدول تحمل بار نبشی مرجعی استاندارد و روشی سریع است که اطلاعات مربوط به ساختار نبشی را به وزن و استحکام آن پیوند می‌دهد.

مشخصات فنی انواع نبشی

نبشی نوعی پروفیل مقطع باز است که از دو بال متصل به یکدیگر ساخته شده است به‌طوری‌که این دو بال با یکدیگر زاویه 90 درجه تشکیل می‌دهند. این محصولات به دو صورت بال مساوی و بال نامساوی در بازار وجود دارند که نوع بال مساوی آن بیشترین کاربرد را در ساختمان‌سازی دارد. هم‌چنین، از نظر تولید، این مقاطع فولادی با یکدیگر متفاوت بوده و به دو روش پرسی و فابریک تولید می‌شوند. اینکه به کدام نوع نبشی و با چه مشخصاتی نیاز است به الزامات طراحی پروژه مربوط می‌شود.

برای اینکه در ادامه نحوه به دست آوردن تحمل بار نبشی شرح داده شود، باید که اطلاعاتی در خصوص نحوه نام‌گذاری این مقاطع و استاندارد ابعادی آن‌ها داشته باشید. نبشی‌ها در بازار با سه عدد متوالی معرفی می‌شوند که دو عدد اول بر سایز دلالت داشته و عدد سوم همان ضخامت نبشی است. به‌عنوان‌مثال، عبارت L30*30*4 بیانگر طول بال 30 میلی‌متر و ضخامت 4 میلی‌متر است که به یک نبشی بال مساوی مربوط می‌شود. هرچقدر اعداد مربوط به سایز و ضخامت افزایش یابد، مقاومت نبشی نیز افزایش می‌یابد اما از سوی دیگر، موجب سنگین شدن سازه و وارد آمدن بارهای اضافی به ساختمان می‌شود.

تحمل بار نبشی فولادی چقدر است؟

تحمل بار نبشی بر اساس سایز، ضخامت و جنس آن‌ها متفاوت است. نبشی‌های گالوانیزه و استیل بیشترین مقاومت را در بین انواع نبشی داشته اما به دلیل اینکه این نوع نبشی‌ها گران هستند، در کاربردهای معمول ساخت‌وساز مانند نبشی کشی ساختمان مورداستفاده قرار نمی‌گیرند. به همین دلیل تحمل بار نبشی‌های فولادی را موردبررسی قرار می‌دهیم که در بازار بسیار بیشتر از سایر انواع نبشی معامله می‌شوند.

یکی از راه‌های محاسبه مقاومت نبشی، استفاده از فرمول وزن است. این فرمول به شرح زیر است که در آن به ترتیب طول بال و ضخامت برحسب میلی‌متر و طول شاخه برحسب متر بوده و خروجی فرمول وزن نبشی بال مساوی برحسب کیلوگرم است.

1000 ÷ 7.86 × طول شاخه × [ [ضخامت × (طول بال – ضخامت) ] + (طول بال × ضخامت)] = وزن نبشی

به‌عنوان‌مثال، تحمل بار نبشی 4 در ضخامت 5 و طول شاخه 12 متر را محاسبه می‌کنیم. نبشی 4 دارای طول بال 40 و ضخامت 5 میلی‌متر است که وقتی این مقادیر در فرمول وزن نبشی قرار داده شوند به صورت زیر خواهد بود:

کیلوگرم 35.37 = 1000 ÷ 7.86 × 12 × [ [5 × (5 – 40) ] + (40 × 5)]

جدول تحمل بار نبشی

همان‌طور که در بالا مشاهده کردید، محاسبه وزن و تحمل بار نبشی با استفاده از فرمول هم زمان‌بر بوده و هم امکان بروز اشتباه محاسباتی در این روش بالاست. به همین دلیل مرجعی تحت عنوان جدول تحمل بار نبشی تدوین شده است که به نوعی همان جدول اشتال نبشی است. استفاده از این جدول منجر به کاهش زمان محاسبات، کاهش احتمال رخداد اشتباهات محاسباتی و اطلاع از سایر پارامترهای مکانیکی و فیزیکی نبشی‌ها نظیر گشتاورها در جهت‌های مختلف، فاصله بین محورها و محورهای خمشی می‌شود.

جدول تحمل بار نبشی‌های استاندارد موجود در بازار در زیر قابل رویت است. در روش محاسباتی دیدیم که مقدار وزن یک نبشی سایز 4 در ضخامت 5 و طول شاخه 12 متر برابر 35.37 کیلوگرم است. اما برای رسیدن به این مقدار مقاومت در این روش باید هم از چگالی دقیق نبشی فولادی اطلاع داشته باشیم و هم فرمول صحیح محاسبه وزن آن را بدانیم. اما استفاده از جدول تحمل بار این دشواری‌ها را ندارد. برای روشن‌تر شدن موضوع، وزن همان سایز نبشی را این بار توسط جدول به دست می‌آوریم.

همان‌طور که در جدول مشخص است، وزن واحد طول (Kg/m) نبشی سایز 4 در ضخامت 5 (در جدول سایز نبشی به میلی‌متر درج شده است و نبشی 4 همان نبشی سایز 40 است) برابر با 2.97 کیلوگرم است. حال برای نبشی شاخه 12 متری، این عدد را در 12 ضرب می‌کنیم که برابر 35.64 کیلوگرم می‌شود. همان‌طور که مشاهده می‌شود اختلاف بسیار کمی بین اعداد به‌دست‌آمده از روش فرمول و جدول تحمل بار وجود دارد و این بدان معناست که می‌توان با دقت بسیار خوبی از این جدول استفاده کرد.

جمع‌بندی

تحمل بار نبشی فولادی پارامتر مهمی است که باید در هنگام استفاده از این محصول حتماً در نظر گرفته شود. این مقاطع در کاربردهایی مانند ساخت چهارچوب‌ها، اتصالات و قاب‌های وسایل نقلیه مورداستفاده قرار می‌گیرند و اگر به مقاومت آن‌ها دقت نشود منجر به ایجاد تغییر شکل پلاستیک در آن‌ها و درنهایت شکست نبشی خواهد شد. برای محاسبه تحمل بار نبشی روش‌های مختلفی وجود دارد اما استفاده از جدول هم سریع‌تر بوده و هم احتمال بروز اشتباه را کاهش می‌دهد.

سؤالات متداول

1- تحمل بار نبشی فولادی چگونه محاسبه می‌شود؟

برای حساب کردن مقدار مقاومت انواع نبشی از جدول تحمل بار این مقاطع استفاده می‌شود که در مقاله به طور کامل شرح داده شده است.

2- میزان تحمل بار نبشی 3، نبشی 4 و نبشی 5 در ضخامت 4 چقدر است؟

نبشی‌های 3، 4 و 5 در ضخامت 4 میلی‌متر به ترتیب دارای وزن یا تحمل بار به میزان 21.36، 29.04 و 36.72 کیلوگرم به ازای هر شاخه 12 متری هستند.