کاربرد نبشی در سازه؛ از بادبند و خرپا تا نعل‌درگاه، با جدول وزن نبشی بال مساوی

نبشی یکی از ساده‌ترین مقاطع فولادی است، اما در جاهای مختلفی از ساختمان دیده می‌شود: در بادبند اسکلت فلزی، در خرپای سقف سوله، و بالای در و پنجره به‌عنوان نعل‌درگاه. در این مقاله کاربرد نبشی در سازه را بخش‌به‌بخش مرور می‌کنیم، می‌گوییم در هر کاربرد به چه نکته‌ای باید توجه کرد و با جدول وزن نبشی‌های بال مساوی کاتالوگ آهن آسا، خواندن سایز و برآورد وزن پیش از سفارش را ساده می‌کنیم.

نبشی چیست و سایز آن چطور خوانده می‌شود؟

نبشی مقطعی به شکل حرف L است که با نورد گرم تولید می‌شود. اگر دو بال آن هم‌اندازه باشند «نبشی بال مساوی» و اگر نباشند «نبشی بال نامساوی» نام دارد. ابعاد اسمی هر دو نوع را استاندارد اروپایی EN 10056-1 تعیین می‌کند؛ طبق صفحهٔ معرفی این استاندارد در مؤسسهٔ استاندارد بریتانیا (BSI)، موضوع آن الزامات ابعاد اسمی نبشی‌های بال مساوی و نامساوی گرم‌نورد است.

سایز نبشی بال مساوی با سه عدد نوشته می‌شود: پهنای بال اول × پهنای بال دوم × ضخامت، همه به میلی‌متر. پس «نبشی ۵۰×۵۰×۵» یعنی هر بال ۵۰ میلی‌متر پهنا و ۵ میلی‌متر ضخامت دارد. جدول زیر نبشی‌های بال مساوی کاتالوگ آهن آسا را نشان می‌دهد؛ همهٔ آن‌ها از فولاد S235JR و مطابق EN 10056-1 هستند:

برای برآورد وزن، طول لازم را در وزن هر متر ضرب کنید. برای نمونه ۱۲ متر نبشی ۵۰×۵۰×۵ حدود ۱۲ × ۳٫۷۷ = ۴۵٫۲۴ کیلوگرم است. وزن اسمی فقط برای برآورد است و وزن واقعی هر بار با باسکول مشخص می‌شود.

نبشی در بادبند؛ کششی، فشاری یا هر دو؟

بادبند عضوی قطری است که پایداری قاب را تأمین می‌کند و بارهای جانبی را تحمل می‌کند. طبق راهنمای Steel Construction Info، بادبند قائم معمولاً به‌صورت عضو قطری بین دو ردیف ستون اجرا می‌شود. اگر فقط یک قطر در هر دهانه باشد، آن عضو باید برای کشش یا فشار طراحی شود؛ اما در بادبند ضربدری می‌توان عضوهای لاغری به کار برد که فقط کشش را تحمل می‌کنند.

نبشی دقیقاً در همین نقش رایج است. راهنمای «Steel Buildings in Europe» برای بادبند قائم سوله‌ها چهار شکل معمول را نام می‌برد: یک قطر از مقطع توخالی (قوطی یا لوله)، مقاطع توخالی به شکل K، تسمه‌های ضربدری که فقط کششی فرض می‌شوند، و نبشی‌های ضربدری. همین منبع یادآوری می‌کند که مقاطع توخالی در فشار بسیار کارآمدند و نیاز به بادبند ضربدری را از بین می‌برند؛ اگر این گزینه برایتان مطرح است، راهنمای خرید قوطی ساختمانی را هم ببینید.

یک نکتهٔ طراحی مهم: نبشی معمولاً فقط از یک بال به ورق اتصال پیچ یا جوش می‌شود و بار از محور مرکزی آن نمی‌گذرد. مؤسسهٔ ساخت فولاد کانادا (CISC) می‌نویسد بادبندهای قطری تک‌نبشی به دلیل ظرفیت فشاری محدود معمولاً فقط کششی عمل می‌کنند و اگر لازم باشد چنین عضوی با یک بال متصل، فشار قابل‌توجهی بگیرد، باید مانند ستونی با بار خارج از محور طراحی شود. نتیجهٔ عملی برای کارگاه این است که جای نبشی، سایز آن و جزئیات ورق اتصال را فقط از نقشهٔ سازه بگیرید و بادبند را با مقطع دیگری عوض نکنید، مگر با تأیید طراح.

نبشی در خرپا و دکل‌های سبک

طبق نشریهٔ فنی انجمن ساخت فولاد نیوزیلند (SCNZ) دربارهٔ طراحی خرپاهای نبشی، نبشی‌ها معمولاً به‌عنوان عضو در سازه‌های مثلثی سبک مانند خرپا و دکل به کار می‌روند و جذابیت اصلی‌شان سادگی ساخت است؛ همین منبع اضافه می‌کند که طراحی آن‌ها از بسیاری از مقاطع دیگر پیچیده‌تر است.

در عمل، بال صاف نبشی را می‌توان مستقیم روی ورق اتصال (گاست) پیچ یا جوش کرد؛ اما همان اتصال یک‌طرفه‌ای که در بادبند گفتیم در خرپا هم وجود دارد و طراح باید اثر آن را در نظر بگیرد. اگر خرپا یا سقف سبک در دستور کار شماست، مقایسهٔ ما دربارهٔ ستون قوطی یا تیرآهن دوبل هم برای انتخاب مقطع ستون‌ها مفید است.

نبشی به‌عنوان نعل‌درگاه بالای در و پنجره

نعل‌درگاه عضوی است که بار دیوار بالای بازشو را به دو طرف آن منتقل می‌کند. راهنمای ساخت دانشگاه RMIT استرالیا می‌نویسد هرجا آجرکاری از روی بازشوی در و پنجره رد می‌شود، نعل‌درگاه لازم است و این نعل‌درگاه‌ها معمولاً به شکل نبشی، تسمه یا سپری هستند و از فولاد نرم با پوشش گالوانیزهٔ گرم ساخته می‌شوند. همین راهنما تأکید می‌کند که دو سر نعل‌درگاه باید تکیه‌گاه کافی روی آجرکاری داشته باشد و در جدول خود، برای دهانهٔ بیش از ۱ تا ۲٫۱ متر، نبشی ۱۰۰×۱۰۰×۸ با دست‌کم ۱۰۰ میلی‌متر تکیه‌گاه در هر سر را آورده است. این عدد مثالی از یک راهنمای خارجی است و جای محاسبهٔ طراح پروژهٔ شما را نمی‌گیرد.

دو نکتهٔ اجرایی دیگر از مقالهٔ Brian Trimble در مجلهٔ STRUCTURE (۲۰۰۹) می‌آید:

• نعل‌درگاه آزاد با نبشی نگهدارنده فرق دارد. نعل‌درگاه آزاد روی دو طرف بازشو تکیه می‌کند و به سازه پیچ نمی‌شود؛ اما نبشی نگهدارندهٔ نما (shelf angle) به اسکلت پیچ می‌شود و آجرکاری نما را در ارتفاع نگه می‌دارد.
• زیر نبشی فضا بگذارید. به توصیهٔ این مقاله، زیر نبشی نگهدارنده باید فاصله‌ای برای خیز یا چرخش نبشی در نظر گرفته شود و آجر مستقیم زیر آن قفل نشود.

چون نعل‌درگاه و نبشی نما در تماس با رطوبت دیوار هستند، محافظت در برابر زنگ‌زدگی اهمیت دارد؛ نکته‌های نگهداری پیش از نصب را در راهنمای نگهداری آهن‌آلات در کارگاه آورده‌ایم.

پیش از سفارش نبشی چه چیزهایی را مشخص کنیم؟

• سایز دقیق از روی نقشه: سه عدد پهنای بال و ضخامت را کامل بنویسید؛ «نبشی ۵» یا «نبشی ۶» در گفت‌وگوی بازار ممکن است به چند سایز مختلف اشاره کند.
• گرید و استاندارد: نبشی‌های کاتالوگ ما S235JR و مطابق EN 10056-1 هستند. اگر نقشه گرید دیگری خواسته، پیش از خرید بپرسید.
• مقدار و واحد: نبشی‌های آهن آسا را می‌توانید به کیلوگرم، تن یا متر سفارش دهید. با جدول بالا متراژ را به وزن تبدیل کنید تا برآورد بار و هزینهٔ حمل دقیق‌تر شود.
• مصرف نهایی: اگر نبشی برای نعل‌درگاه یا نمای بیرونی است، دربارهٔ پوشش ضدزنگ با پیمانکار و طراح هماهنگ کنید.

فهرست همهٔ سایزها را در صفحهٔ دستهٔ نبشی ببینید و برای استعلام مقدار مشخص، از فرم تماس درخواست پیش‌فاکتور بدهید.

جمع‌بندی

نبشی در سازه سه کاربرد اصلی دارد: عضو بادبند (به‌ویژه بادبند ضربدری کششی)، عضو خرپا و دکل‌های سبک، و نعل‌درگاه یا نبشی نگهدارندهٔ نما. مزیت آن سادگی ساخت و اتصال است و محدودیت مهمش رفتار فشاری ضعیف‌تر و اثر اتصال از یک بال. سایز و جزئیات هر کاربرد را طراح تعیین می‌کند؛ کار خریدار این است که سایز را کامل و دقیق از نقشه بخواند، وزن را با جدول وزن هر متر برآورد کند و گرید و استاندارد را پیش از سفارش تطبیق دهد.