جدول تحمل بار نبشی

نبشی چیست و چه کاربردی دارد؟

نبشی یا Angle Bar مقطع فولادی L شکلی است که از دو بال عمود بر هم تشکیل شده و در اندازه‌ها و ضخامت‌های مختلف تولید می‌شود.

تعریف نبشی در سازه‌های فولادی:
نبشی‌ها وظیفه انتقال نیرو، اتصال اعضای مختلف و تحمل تنش‌های فشاری، خمشی و کششی را بر عهده دارند.

تفاوت نبشی بال مساوی و نبشی بال نامساوی:

• در نبشی بال مساوی، دو بال دارای طول یکسان هستند (مثلاً L60×۶۰×۶).

• در نبشی بال نامساوی، یکی از بال‌ها بزرگ‌تر است (مثلاً L100×۷۵×۱۰) و معمولاً در جاهایی استفاده می‌شود که نیاز به توزیع نامتقارن نیرو وجود دارد.

موارد استفاده نبشی در ساختمان و صنعت:

• نبشی‌کشی دیوارها

• ساخت خرپا و فریم‌های فلزی

• اتصالات تیر به ستون

• سازه‌های سبک و سوله‌ها

• ساخت چهارچوب در و پنجره فلزی

جدول تحمل بار نبشی چیست؟

جدول تحمل بار نبشی، یکی از مهم‌ترین منابع در طراحی سازه‌های فولادی است. این جدول نشان می‌دهد که هر نوع نبشی با چه ابعاد و جنسی، چه مقدار بار مجاز را می‌تواند تحمل کند.

مفهوم تحمل بار در نبشی

تحمل بار، به میزان نیرویی گفته می‌شود که نبشی می‌تواند بدون تغییر شکل یا شکست متحمل شود.

عوامل مؤثر بر ظرفیت باربری نبشی

• ابعاد نبشی: هرچه ضخامت و طول بال‌ها بیشتر باشد، ظرفیت باربری افزایش می‌یابد.

• نوع فولاد: مقاومت تسلیم (Fy) فولاد در تعیین تنش مجاز مؤثر است.

• نحوه قرارگیری: حالت نصب (افقی، عمودی، دوبل) بر رفتار خمشی تأثیر دارد.

• نوع اتصال: جوشی، پیچی یا پرچی بودن اتصال، ظرفیت نهایی را تغییر می‌دهد.

• طول مؤثر: هرچه طول آزاد نبشی بیشتر باشد، احتمال خمش و کمانش افزایش می‌یابد.

ارتباط بین ابعاد، ضخامت و تحمل بار

به طور معمول، افزایش ضخامت و ارتفاع بال‌ها باعث افزایش ممان اینرسی و در نتیجه ظرفیت خمشی نبشی می‌شود.

نحوه محاسبه تحمل بار نبشی

برای محاسبه ظرفیت نبشی‌ها، ابتدا باید مقادیر ممان اینرسی (I) و مدول مقطع (W) از جدول اشتال نبشی استخراج شود. سپس با استفاده از تنش مجاز فولاد، گشتاور خمشی محاسبه می‌گردد.

فرمول کلی:

M=σمجاز×WM = \sigma_{مجاز} \times WM=σمجاز​×W

که در آن:

• M: گشتاور خمشی مجاز (kg.cm)

• σمجاز: تنش مجاز فولاد (kg/cm²)

• W: مدول مقطع (cm³)

محاسبه ممان اینرسی و مقاومت خمشی

ممان اینرسی (I) شاخصی از مقاومت مقطع در برابر خمش است. این مقدار برای هر نبشی در جدول اشتال مشخص است.
مقاومت خمشی نیز بر اساس $M/W$ تعیین می‌شود.

مثال عددی از محاسبه تحمل بار

فرض کنید نبشی L60×۶۰×۶ از فولاد ST37 انتخاب شده است.
از جدول اشتال داریم:
W=4.8 cm3W = 4.8 \text{ cm}^3W=۴.۸ cm۳
و تنش مجاز فولاد حدود ۱۴۰۰ kg/cm21400 \text{ kg/cm}^2۱۴۰۰ kg/cm۲ است.
در نتیجه:

$$M=\mathrm{۱۴۰۰}\times \mathrm{۴.۸}=\mathrm{۶۷۲۰}\text{ kg.cm}$$

این مقدار نشان می‌دهد که نبشی مذکور می‌تواند حدود ۶۷ نیوتن‌متر گشتاور را بدون شکست تحمل کند.

جدول مشخصات و وزن نبشی‌ها

جدول وزن و مشخصات نبشی‌ها شامل اطلاعات زیر است:

• سطح مقطع (cm²)

• وزن واحد طول (kg/m)

• ممان اینرسی نسبت به محورهای اصلی

• مدول مقطع (cm³)

• شعاع ژیراسیون

نمونه‌ای از جدول اشتال نبشی (استاندارد DIN):

جدول فوق تنها نمونه‌ای از داده‌های اشتال است و برای طراحی نهایی باید از مقادیر دقیق استاندارد استفاده شود.

انتخاب نبشی مناسب برای پروژه

انتخاب نبشی باید با در نظر گرفتن نوع بار، شرایط نصب و استانداردهای ساخت انجام شود.

بررسی نوع بار و کاربرد سازه‌ای

• برای سازه‌های سبک، نبشی‌های L40 تا L60 کافی‌اند.

• برای تیر و ستون یا خرپاهای سنگین، نبشی‌های L80 تا L120 پیشنهاد می‌شود.

نکات طراحی و ایمنی

• ضریب اطمینان بین ۱.۵ تا ۲ لحاظ شود.

• در طراحی‌های بلندمدت، خستگی و تغییر شکل باید کنترل گردد.

استانداردهای تولید و کنترل کیفیت

نبشی‌ها طبق استانداردهای زیر تولید می‌شوند:

• DIN EN 10056 (اروپا)

• ISIRI 13968 (ایران)

• ASTM A36 / A572 (آمریکا)

نکات اجرایی و نصب نبشی

جوشکاری و اتصالات نبشی

جوش کامل دو بال نبشی باعث انتقال بهتر نیرو و کاهش تمرکز تنش می‌شود. استفاده از جوش فیلت توصیه می‌شود.

تحمل بار در اتصال نبشی به تیر یا ستون

اتصالات پیچی یا پرچی باید طوری طراحی شوند که تنش برشی پیچ‌ها از حد مجاز تجاوز نکند.

بازرسی و نگهداری نبشی‌ها در سازه

بازرسی دوره‌ای برای کنترل زنگ‌زدگی، ترک و تغییر شکل الزامی است. در صورت مشاهده‌ی آسیب، باید عضو تقویت یا تعویض شود.

جمع‌بندی و نکات نهایی

نبشی به‌عنوان یکی از پرکاربردترین مقاطع فولادی، نقش کلیدی در تحمل بارهای خمشی و فشاری سازه دارد.
برای انتخاب دقیق و ایمن نبشی، استفاده از جدول اشتال، محاسبات مهندسی و رعایت استانداردهای طراحی ضروری است.

پیشنهاد می‌شود پیش از خرید یا طراحی، جدول تحمل بار نبشی متناسب با نوع فولاد و ضخامت را بررسی کرده و در صورت نیاز، از مهندس محاسب کمک بگیرید.

سوالات متداول درباره جدول تحمل بار نبشی

۱. جدول تحمل بار نبشی چیست و چه کاربردی دارد؟
این جدول مقدار بار مجاز هر نوع نبشی را بر اساس ابعاد، ضخامت و نوع فولاد نشان می‌دهد.

۲. تحمل بار نبشی چگونه محاسبه می‌شود؟
با استفاده از ممان اینرسی، مدول مقطع و تنش مجاز فولاد طبق رابطه‌ی $M=\sigma \times W$.

۳. تفاوت بین جدول تحمل بار و جدول وزن نبشی چیست؟
جدول وزن تنها وزن واحد طول را نشان می‌دهد؛ جدول تحمل بار ظرفیت باربری را مشخص می‌کند.

۴. آیا نبشی‌های بال مساوی و نامساوی تحمل بار متفاوتی دارند؟
بله، به‌دلیل تفاوت در سطح مقطع، ظرفیت خمشی و نحوه توزیع نیرو متفاوت است.

۵. کدام نوع نبشی برای بارهای سنگین‌تر مناسب‌تر است؟
نبشی‌های ضخیم‌تر و ساخته‌شده از فولاد با مقاومت بالاتر.

۶. از کجا می‌توان جدول تحمل بار نبشی استاندارد را دانلود کرد؟
از سایت‌های مهندسی عمران، فولادسازان یا مراجع استاندارد مانند DIN و ISIRI.

۷. چه ضرایب ایمنی باید لحاظ شود؟
ضریب ایمنی معمولاً بین ۱.۵ تا ۲ در نظر گرفته می‌شود.

۸. آیا نوع اتصال بر تحمل بار تأثیر دارد؟
بله، جوش باکیفیت و اتصالات دقیق باعث افزایش ظرفیت مؤثر می‌شوند.

۹. نبشی دوبل چیست؟
اتصال دو نبشی برای افزایش ظرفیت باربری در تیرها و ستون‌ها.

۱۰. نبشی سبک و سنگین چه تفاوتی دارند؟
نبشی سبک وزن کمتر و ضخامت پایین‌تر دارد، ولی تحمل بار کمتری نسبت به نوع سنگین دارد.

۱۱. آیا ضخامت بیشترین تأثیر را دارد؟
ضخامت عامل اصلی است، ولی طول بال و نوع فولاد نیز اهمیت دارند.

۱۲. چه استانداردهایی برای نبشی وجود دارد؟
استانداردهای ISIRI، DIN، ASTM متداول‌ترین هستند.

۱۳. آیا می‌توان از جدول تحمل بار برای همه پروژه‌ها استفاده کرد؟
خیر، باید با شرایط بارگذاری واقعی سازه تطبیق داده شود.

۱۴. چگونه مطمئن شویم نبشی مناسب انتخاب کرده‌ایم؟
با مقایسه بار واقعی سازه و مقادیر جدول و تأیید مهندس محاسب.