آشنایی با کاربردهای نبشی و ناودانی فولادی

تصمیم درباره نوع، اندازه و روش اجرای این مقاطع نه تنها بر رفتار سازه (مثل مقاومت پیچشی، خمشی و اتصالات) اثر می گذارد، بلکه هزینه، زمان اجرا و استمرار نگهداری را نیز تعیین می کند. در این مقاله با تمرکز روی کاربردهای نبشی و ناودانی به زبان ساده و دقیق به تعاریف، استانداردها، نکات طراحی، کاربردهای عملی، انتخاب و نگهداری می پردازیم تا مهندسان و پیمانکاران بتوانند تصمیمات فنی بهتری بگیرند.

نبشی چیست؟

نبشی یک مقطع فولادی است که از دو بال عمود بر هم تشکیل شده است. شکل ساده آن باعث شده یکی از رایج ترین قطعات مورد استفاده در سازه ها باشد. نبشی در دو نوع اصلی تولید می شود:

• نبشی مساوی: هر دو بال یک اندازه اند.
• نبشی نامساوی: یکی از بال ها بزرگ تر است و زمانی استفاده می شود که فشار از یک سمت بیشتر باشد.

نبشی ها در سایزهای متنوعی مانند ۳۰×۳۰، ۵۰×۵۰ و ۱۰۰×۱۰۰ تولید می شوند. ضخامت بال ها هم بسته به نیاز پروژه بین ۳ تا ۱۲ میلی متر متغیر است.

ناودانی چیست؟

ناودانی یک پروفیل U شکل است که از دو بال و یک جان تشکیل شده. شکل هندسی آن باعث شده برای ساخت تیرهای سبک، چهارچوب ها و اتصالات طولی مناسب باشد.

ناودانی ها معمولا به سه گروه تقسیم می شوند:

• ناودانی سبک (UPN)
• ناودانی سنگین (UNP)
• ناودانی دوبل برای افزایش سختی و مقاومت

مهم ترین کاربردهای نبشی

در یک قاب فلزی، انتقال نیرو از تیر به ستون نیازمند قطعات واسط است. نبشی های نشیمن و نبشی های جان، وظیفه دارند نیروی برشی حاصل از بار ثقلی را به ستون منتقل کنند. اگر در طراحی یا اجرای این اتصالات کوتاهی شود، سازه دچار گسیختگی در محل اتصال خواهد شد که خطرناک ترین نوع شکست است.

علاوه بر اتصالات، نبشی ها در سیستم های مهاربندی نقش حیاتی دارند. اگرچه در سازه های سنگین از ناودانی قوطی برای بادبند استفاده می شود، اما در سازه های سبک تر و یا در اعضای خرپایی، نبشی ها (به صورت تک یا دوبل پشت به پشت) اعضای اصلی کششی و فشاری هستند.

موارد استفاده کلیدی نبشی در اجرا عبارتند از:

• وال پست (Wall Post): برای مهار دیوارهای پیرامونی و داخلی در برابر زلزله، نبشی کشی الزامی است تا از واژگونی دیوار جلوگیری شود.
• تقویت ستون ها: در مقاوم سازی سازه های بتنی یا فلزی قدیمی، از نبشی برای ژاکت فلزی استفاده می شود.
• شاسی کشی آسانسور: یکی از مصارف عمده نبشی، ساخت سازه نگهدارنده ریل های آسانسور است که باید دقت میلی متری داشته باشد.
• تکیه گاه تیرریزی: در سقف های طاق ضربی (که البته منسوخ شده اما در بازسازی های بناهای قدیمی دیده می شود) یا سقف های کامپوزیت، نبشی نقش تکیه گاه فرعی را بازی می کند.

مهم ترین کاربردهای ناودانی

ناودانی ها به دلیل شکل هندسی خاص خود، مقاومت خمشی بسیار خوبی نسبت به وزنشان دارند. یکی از هوشمندانه ترین کاربردها در ساختمان سازی، استفاده از ناودانی به صورت جفت قوطی سازی است. وقتی دو ناودانی را به صورت لبه به لبه پشت به پشت جوش می دهیم، مقطعی با ممان اینرسی بالا و شعاع ژیراسیون مناسب ایجاد می شود که برای ستون های مرکب در ساختمان های میان مرتبه ایده آل است.

در ساخت سقف های شیب دار و سوله ها، ناودانی به عنوان "پرلین" استفاده می شود. این اعضا بار پوشش سقف را تحمل کرده و به قاب اصلی منتقل می کنند. همچنین در تیرریزی راه پله ها، ناودانی ها به دلیل ظاهر صاف و قابلیت جوشکاری آسان به پلیت های کف پله، انتخاب اول طراحان هستند.

جدول مقایسه کاربردی نبشی و ناودانی

در جدول زیر می توانید برای انتخاب راحت تر و تصمیم گیری انتخاب مناسب ترین نوع اتصال برای پروژه عمرانی خود، کاربردها و تفاوت های نبشی و ناودانی فولادی را به شکل مقایسه ای مشاهده کنید.

ویژگی	نبشی	ناودانی
شکل ظاهری	L شکل (دو بال عمود بر هم)	U یا C شکل (یک جان و دو بال)
کاربرد اصلی	اتصالات، مهاربندی، وال پست	تیرریزی، ساخت ستون مرکب، پرلین
مقاومت خمشی	پایین (نیاز به تقویت برای خمش)	متوسط تا بالا (بسته به محور)
استاندارد رایج	DIN 1028	DIN 1026 - UPN/UPE
نقش در سازه	اتصال دهنده	باربر

نکات بهینه سازی کاربردهای نبشی و ناودانی

انتخاب سایز مناسب نبشی و ناودانی تاثیر مستقیمی بر هزینه نهایی پروژه دارد. یکی از چالش های رایج، استفاده از پروفیل های بازیافتی یا نوردی (تولید شده از ضایعات با کیفیت پایین) به جای پروفیل های فابریک کارخانه است. اگرچه قیمت اولیه پایین تر است، اما این مقاطع اغلب دارای تنش های پسماند بوده و جوش پذیری ضعیفی دارند.

برای بهینه سازی کاربردهای نبشی و ناودانی، باید به نکات زیر توجه کرد:

• انتخاب گرید فولاد: برای کاربردهای ساختمانی معمولی فولاد St37 کافی است، اما برای ستون های بلند یا سازه های تحت بار دینامیکی، حتما باید از St52 استفاده شود که مقاومت تسلیم بالاتری دارد.
• محافظت در برابر خوردگی: شکل ناودانی و نبشی (به ویژه کنج های داخلی) محل تجمع گرد و خاک و رطوبت است. در مناطق مرطوب، استفاده از پوشش های گالوانیزه یا رنگ های اپوکسی چند لایه برای این مقاطع از تیرآهن ها واجب تر است.
• دقت در برشکاری: استفاده از برش گیوتین برای ضخامت های بالا می تواند باعث دفرمه شدن لبه های نبشی شود. برای کارهای حساس و اتصالات دقیق، برش های سرد (اره نواری) یا پلاسما توصیه می شود تا خواص مکانیکی لبه ها حفظ شود.

نبشی و ناودانی از مهم ترین قطعات فولادی هستند که در اغلب پروژه های عمرانی نقش کلیدی دارند. انتخاب درست این مقاطع با توجه به نیازها و کاربردهای پروژه، رعایت استانداردها، توجه به کیفیت تولید و اجرای صحیح آن ها، می تواند عمر سازه را افزایش دهد و از هزینه های اضافی جلوگیری کند. در پروژه های کوچک و بزرگ، این دو مقطع اگر در جای صحیح و به شکل مناسب استفاده شوند، عملکردی بسیار قابل اعتماد ارائه می دهند.

سوالات متداول

۱. آیا می توان از نبشی به جای ناودانی استفاده کرد؟

در برخی کاربردهای سبک می توان جایگزینی انجام داد، اما در سازه های باربر این کار توصیه نمی شود.

۲. چه نوع نبشی برای کارهای ساختمانی مناسب تر است؟

نبشی بال مساوی، به دلیل تعادل ابعادی، کاربرد بیشتری در اتصالات ساختمانی دارد.

۳. آیا ناودانی دوبل واقعا مقاومت بیشتری دارد؟

بله. دوبل کردن ناودانی ها سختی جانبی و مقاومت خمشی را به طور قابل توجهی افزایش می دهد.