گلمیخ چیست؟

اجرای سقف ساختمان نسبت به اجرای سایر بخش‌های یک ساختمان در ساختمان‌سازی سنتی زمان‌برتر می‌باشد اما خوشبختانه این مسئله با پیشرفت صنعت ساختمان‌سازی و ورود روش‌ها و متریال‌های جدید در این صنعت به طور کلی حل شده است. متریالی که موجب سرعت بخشیدن به اجرای سقف ساختمان شده است، سقف عرشه فولادی می‌باشد که از اجزای: ورق فولادی گالوانیزه، گل‌میخ، آرماتور و بتن تشکیل شده است. در ادامه این مقاله قصد داریم به بررسی گل‌میخ‌ها، روش تولید، ویژگی‌ها و مزایای آن بپردازیم. تعریف گل‌میخ درواقع گل‌میخ نقش بسیار مهمی را در اجرای سقف‌ عرشه فولادی ایفا می‌کند به‌گونه‌ای که برای اتصال سقف عرشه فولادی به سایر اجزای تشکیل‌دهنده این سقف از میل‌پایه‌ها استفاده می‌شود که به این میل‌پایه‌ها، گل‌میخ گفته می‌شود. کاربرد اصلی گل‌میخ اتصال ورق فولادی گالوانیزه به بتن می‌باشد. البته گل‌میخ علاوه بر اتصال اجزای تشکیل‌دهنده سقف عرشه فولادی به یک‌دیگر نیروی برشی را بین بتن و فولاد انتقال می‌دهد و از لحاظ سازه‌ای یکپارچگی عملکرد برشی را به وجود می‌آورد. قطر گل‌میخ‌ها حداکثر 20 میلی‌متر می‌باشد اما توجه داشته باشید که ارتفاع آن‌ها متناسب با نوع شکل ورق فولادی است که در اجرای سقف عرشه فولادی به کار برده می‌شود. البته پس از نصب سقف عرشه فولادی حداقل ارتفاع گل‌میخ نباید کمتر از 40 میلی‌متر باشد. اجرای گل‌میخ‌ها با استفاده از دستگاه جوش قوسی الکتریکی خاصی صورت می‌گیرد. البته فرایند جوش دادن گل‌میخ‌ها به تیرهای سازه‌ای به دو شکل مستقیم و غیرمستقیم می‌باشد به‌گونه‌ای که هم بر روی بال تیر سازه‌ای قابل جوش دادن می‌‌باشد و هم بر روی ورق قابل جوش دادن می‌باشد. روش تولید گل‌میخ به روش استاندارد، فورج سرد تولید می‌گردد. درواقع فورج سرد یک فعالیت فلزکاری است که برای شکل‌دهی فلز مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای شکل‌دهی میل‌پایه یا همان گل‌میخ و یا پیچ و مهره از روش فورج سرد استفاده می‌کنند چراکه روش فورج سرد به مواد اولیه فوق‌العاده باکیفیت و همچنین قالب‌های مستحکم نیاز دارد درنتیجه محصولی که با استفاده از روش فورج سرد تولید می‌گردد دارای کیفیت و استحکام بالایی خواهد بود و علاوه‌بر این کاملا استاندارد می‌باشد.

گل‌میخ نوعی اتصال از آلیاژ آهن و کربن است که وظیفه اتصال عرشه فولادی سقف (غالبا به شکل ذوزنقه‌ای شکل) به سایر قسمت‌های سقف به خصوص قسمت بتنی آن را بر عهده دارد. شاید می‌توان گفت که اصلی‌ترین کار گل‌میخ انتقال نیروی برشی بین فولاد و بتن در حالتی است که نیرو تقسیم شود و فشار زیاد به نقطه خاصی وارد نشود. از این رو به گل‌میخ در اصطلاح صنعتی، برشگیر نیز می‌گویند. برشگیرها در قطرهای و طول‌های متفاوتی تولید می‌شوند. شاید بتوان گفت انواع ورق گالوانیزه را می‌توان به وسیله این محصول به سقف به ایمن‌ترین شکل ممکن چسباند. در بازار آهن و فولاد می‌توان گل‌میخ تا قطر ۲۰ میلی‌متر (۲ سانتی‌متر) خریداری کرد. این که گل‌میخ باید چه قطری داشته باشد را سایر عناصر سقف به خصوص مشخصات ورق فولادی تعیین‌ می‌کند.

بنابراین باید با توجه به تمام شرایط، اتصالات و گل‌میخ مناسب سقف را یافت. قیمت اتصالات متفاوت است و بودجه و ایمنی پروژه فاکتورهای مهمی برای تعیین نوع اتصال هستند. گل‌میخ را به سازه‌ها و ورق‌های فولادی جوشکاری می‌کنند. با توجه به فولادی بودن جنس عرشه فلزی سقف و همچنین گل‌میخ، باید از دستگاه‌های جوش خاص با قدرت زیاد استفاده کرد. استادولدر نام همان دستگاه جوشی است که این وظیفه را بر عهده می‌گیرد. این دستگاه به وسیله قوس الکتریکی دمای محیط جوش را به شدت بالا می‌برد تا این دو محصول سرسخت فولادی در هم تنیده شوند. همچنین نگران ذوب شدن اتصال نباشید! سرامیک گل‌میخ‌ها جلوی پخش شدن مواد مذاب را می‌گیرد.

مزایای استفاده از انواع گل میخ

  • سرعت اجرای با گلمیخ بسیار بالا نست به سایر برشگیرها.
  • اجرای گلمیخ نیازی به آماده سازی
  • گلمیخ در عرشه فولادی با استفاده از اتصال جوش امکان پذیر است ولی نبشی و ناودانی از روی ورق جوش شوند.
  • در جوش گلمیخ باید توجه داشت که این جوش یکپارچه و یکنواخت باشد.
  • در هنگام جوش گل میخ تغییر شکل داده و ورق فولادی تغییر شکل نمیدهد

  • گل‌میخ نسبت به سایر برشگیرها که در اجرای سایر سقف‌های ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند به اجرای سقف ساختمانی سرعت بیشتری می‌بخشد.
  • اجرای گل‌میخ در مقایسه با سایر برشگیرها هیچ‌گونه نیازی به آماده‌سازی ندارد.
  • همانطور که اشاره کردیم اجرای گل‌میخ به دو صورت می‌باشد هم بر روی بال تیر سازه‌ای و هم بر روی ورق جوش داده می‌شود درصورتی که نبشی و ناودانی تنها از روی ورق جوش داده می‌شوند.
  • جوش گل‌میخ برعکس سایر برشگیرها کاملا یکپارچه و یکنواخت می‌باشد.

انواع گل‌ میخ

گل‌میخ در مدل‌ها و نوع‌های مختلف در بازار موجود است. در ابتدا این محصولات برای ایمنی بیشتر ساخته می‌شد. اما به مرور مساله زیبایی اهمیت بیشتری پیدا کرد. به علاوه گسترده شدن نیاز مشتریان، مهندسان این حوزه را بر آن داشت تا با بررسی و تحقیق بتوانند با تولید محصولات متفاوت، همه نیازها را به خوبی پاسخ دهند. یکی از قسمت‌هایی که برای زیبایی در این محصولات جای مانور فراوان دارد، گل‌میخ‌ها است، به همین دلیل در ادامه این متن به انواع آن می‌پردازیم:

گل ‌میخ طرح‌دار

گل‌میخ این طرح‌ها در انواع اشکال هندسی مختلف تولید می‌شود. مربع، دایره و… اشکال هندسی هستند که در گل این نوع محصول استفاده می‌شوند. هر طرح برجسته بر روی گل‌میخ شامل این مدل می‌شود. اشکالی مانند گل، ستاره و… می‌تواند گزینه‌های قرار گرفتن بر روی گل‌میخ باشد. در مواردی جدیدتر در بازار دیده شده که از طرح‌های نگین‌دار و جذاب‌تر نیز استفاده شده است. این نوع از گل‌میخ معمولا در جاهایی که جلوی چشم است و زیبایی اهمیت خاصی دارد، استفاده می‌شود. گاهی تلفیق ایمنی و زیبایی یک سازه ایجاب می‌کند که از این مدل محصولات استفاده شود.

گل ‌میخ ساده

این محصول بر عکس سایر محصولات طرح‌دار هیچ طرحی ندارد و به صورت صنعتی خود است. معمولا از این محصول در جاهایی که دیده نمی‌شود و یا زیبایی اهمیت ندارد، استفاده می‌شود. این سبک خلوت است و دارای ایمنی بالایی است.

گل ‌میخ آنتیک

علاوه بر سایر طرح‌ها، گل‌میخ به شکل پتینه شده نیز تولید می‌شود. گاهی طراحان نیاز دارند که دکور سازه‌ای را قدیمی و سنتی انتخاب کنند. آن جا است که این مدل به کار می‎آید. همچنین در ساخت جعبه و صندوقچه تزئیی گل‌میخ آنتیک می‌تواند یک گزینه خوب باشد.

گل ‌میخ درب چوبی

قپه! طرح روی گل‌میخی که معمولا برای زیبایی محصولات چوبی استفاده می‌شود. البته اشتباه نشود، این محصول صرفا طرح چوب دارد و فلزی دارد. زیرا چوب تحمل گرمای قوس الکتریکی را ندارد. این طرح قابلیت رنگ‌آمیزی هم دارد و بسیار جذاب و زیبا است.

نقش گلمیخ

وظیفه اصلی گل میخ علاوه بر اتصال عرشه فولادی به بقیه اجزا، انتقال نیروی برشی بین بتن و فولاد است. این محصول را به نام پایه برش گیر نیز می شناسند. این محصول به صورت کاملا مستقیم بر روی ورق گالوانیزه و روی بال جوش داده می شود تا بهتر بتواند نقش واسط را اجرا کند و مابین بتن و گالوانیزه قرار بگیرد.

انواع جوشکاری گلمیخ

براساس زمان جوشکاری، موقعیت حوضچه جوش و منبع انرژی جوشکاری برای جوشکاری گلمیخ زیر شاخه هایی تعریف می کنند. دو نوع جوشکاری گلمیخ وجود دارد. نوع اول که از منبع جریان مستقیم استفاده می کند و توسط یک موتور ژنراتور شبیه به فرآیند جوشکاری الکترود دستی، انرژی لازم تولید می شود. نوع دوم از نیروی تخلیه شده مخزن الکتریکی استفاده می کند و به عنوان فرایند تخلیه خازنی شناخته می شود. هر دو فرایند در بعضی حدود کاربرد، با یکدیگر همپوشانی دارند.

جوشکاری قوس الکتریک گلمیخ

از بسیاری جهات، جوشکاری گلمیخ، شبیه به جوشکاری الکترود دستی است. گرمای لازم برای جوشکاری با قوس مستقیم بین گلمیخ (الکترود) و صفحه (قطعه کار) در جایی که گلمیخ جوش داده می شود با جریان جوشکاری، تامین می شود. جریان جوشکاری توسط یک منبع تولیدکننده جریان مستقیم شبیه به منبع نیروی جوشکاری الکترود دستی، تولید می شود. پارامترهای جوشکاری قابل تنظیم هستند، گلمیخ درون تفنگ جوشکاری قرار داده می شود و بدین ترتیب، فرایند جوشکاری گلمیخ اتفاق می افتد.

فرایند جوشکاری قوس گلمیخ:

1 – جریان جوش، زمان جوش، و تنظیمات تفنگ گلمیخ باید تنظیم شوند همان طور که در جداول موجود در استاندارد و تنظیمات هر دستگاهی موجود است.

قطر پایه فلز جوش پس از قرار دادن گل میخ در تفنگ، فرول باید بر پایه گل میخ قرار گیرد و برخلاف نگه دارنده فرول باید باشد.

2 – تفنگ گلمیخ باید عمود بر سطح کار باشد، تا زمانی که فرول به صورتی پایدار و محکم نشسته در برابر سطح قطعه کار باشد.

3 – دکمه تفنگ گلمیخ پس از آن باید فعال شود. تفنگ گلمیخ نباید در حین جوشکاری حرکت داده شود و پس از اینکه فرایند جوشکاری کامل شد، آن را باید در وضعیت قبلی، لحظه ای نگه داشت تا اجازه دهد مذاب فلز جوش منجمد شود، سپس تفنگ برداشته می شود.

4 – فرول باید از اطراف گل میخ برداشته شود، و جوش باید بازرسی چشمی شود. شکل زیر ظاهر قابل قبول و غیر قابل قبول جوش را نشان می دهد. همچنین مراحل فرایند جوشکاری قوس الکتریک گلمیخ نشان داده شده است.

جوشکاری قوسی گلمیخ

الف- پارامتر p برای گلمیخ تنظیم می شود ب – گلمیخ بر روی قطعه کار گذاشته می شود ج- گلمیخ به اندازه فاصله L بالا می رود در حالی که جریان برقرار می شود قوس ایجاد می شود د- قوس سطح و گلمیخ را ذوب می کند و گلمیخ در مذاب به اندازه فاصله تقریبا P در مذاب فرو می رود ه- مقطع اتصال حاصل می شود.

جوشکاری تخلیه خازنی گلمیخ

در این روش جوشکاری، گرما از طریق یک قوس، که تخلیه سریع انرژی الکتریکی در محفظه تولید می کند، به دست می آید. فورا و یا در حین تخلیه انرژی الکتریکی، فشار به گلمیخ وارد می شود، هدف غوطه ور شدن در حوضچه مذاب مربوط به قطعه کار است. قوس ممکن است که با گرمای مقاومتی سریع هم تولید شود. با تبخیری که بر روی پایه گلمیخ و یا با کشیدن یک قوس، زمانی که گلمیخ از قطعه کار دور و بلند می شود.

در این حالت، زمان قوس حدودا 3 الی 15 میلی ثانیه است. این نوع جوشکاری احتیاج به فرول سرامیکی ندارد. به علت زمان کم جوشکاری و مذاب کم حوضچه جوش، این نوع جوشکاری برای گلمیخ های با اندازه کم تا متوسط، مناسب است. این نوع، با توجه به روش های استفاده به سه نوع دیگر تقسیم بندی می شود که شامل روش تماس اولیه، روش فاصله اولیه و کشش قوس است.

فرایند جوشکاری تخلیه خازنی گلمیخ به ترتیب زیر انجام می شود:

1 – منبع کنترل – نیرو توسط سازنده برای اندازه های مختلف گلمیخ توصیه می شود. گلمیخ داخل تفنگ قرار می گیرد.

2 – تفنگ گلمیخ عمود بر سطح قطعه کار قرار گرفته، پس از آن، دکمه فعال شدن فشرده می شود. تفنگ گلمیخ نباید در طول فرایند جوشکاری حرکت کند. در شکل زیر مراحل فرایند جوشکاری قوسی گلمیخ نشان داده شده است.

جوشکاری گلمیخ

فرآیند جوشکاری تخلیه خازنی گلمیخ الف- گلمیخ در حالت اولیه با فشاری از طرف تفنگ جوشکاری قرار دارد ب- قوس مشتعل شده یک منطقه مشتعل باریک بر روی گلمیخ و قطعه کار به وجود می آورد ج- گلمیخ در حوضچه جوش فرو می رود. مواد منجمد و گلمیخ جوش داده می شود.

انواع روش های اتصال گلمیخ

این محصولات توسط دستگاه های جوشکاری قوس الکتریکی خاصی به نام استادولدینگ یا Stud Welder به سایر قطعات متصل می شوند. این روش جوشکاری سرعت بالاتری نسبت به سایر روش ها دارد. گلمیخ ها به کمک دستگاه های جوش و به دو صورت به تیر متصل می شوند:

اتصال مستقیم روی بال Direct Attach Welding

اتصال روی ورق گالوانیزه Through the Sheet Welding

انواع گل میخ سقف عرشه فولادی

در مرحله اول کیفیت قطعات و زنگ زدگی آن ها کنترل می شود. برای اتصال مستقیم قبل از قرارگیری محصول در مکان مورد نظر، یک حلقه سوراخ روی ورق ایجاد می گردد سپس قطعه ای سرامیکی به نام دنده پوش در محل جوش قرار گرفته (تا حین جوشکاری از مذاب ایجاد شده محافظت کند و جوش یکنواخت صورت گیرد.) بین گل میخ و بال بالایی تیر، قوس الکتریکی برقرار شده و حدود 5 میلی متر از مذاب گل میخ درون سازه قرار گرفته سپس متصل می شوند.

ابعاد گل میخ

کل عملیات جوش تنها چند ثانیه زمان می طلبد بر همین اساس، سرعت بسیار بالای این عملیات جزء مزایای ارزشمند محصول نامبرده است. برای اطمینان از کیفیت اتصالات بهتر است که نکات زیر رعایت شوند:

بررسی خشک بودن گل میخ، ورق و سازه قبل از اتصال

حین جوشکاری بهتر است که دستگاه به صورت ثابت قرار گیرد

پس از نصب هر 10000 گلمیخ، قطعات جوش چون لیفت و هولدر تعویض شوند

پس از هر قوس، گان به مدت 3 ثانیه ثابت بماند تا مذاب سرد گردد.

در صورت اتصال مستقیم از شعله پوش دنده ریز و در صورت اتصال به ورق گالوانیزه بهتر است از شعله پوش دنده درشت استفاده شود

کاربرد گل میخ

برای تست اتصال می توان فشار یکنواختی را روی محصول وارد کرد در صورتی که خم شدگی تا حدود 30 درجه انجام شد اما شکستگی در محل جوش رخ نداد، کیفیت جوش مورد تایید است. با توجه به نقش بسیار مهم این محصول در مقاومت سازه، انتخاب و نحوه نصب آن باید به دقت و کاملا اصولی انجام شود.

طراحی گلمیخ

طراحی گلمیخ ها در واقع یک تعداد اقداماتی است که تا بتوانند از لحاظ سازه ای یکپارچگی عملکرد برشی را تامین کند که در واقع گلمیخ نقش برشگیرها را ایفا می‌کند.

محاسبه ارتفاع، قطر، تعداد و فواصل بین گلمیخ ها بایستی مطابق با آیین نامه های معتبر انجام گیرد. در سازه های فولادی می توان  و یا تیرهای اصلی با اتصال مفصلی را بصورت کامپوزیت طراحی نمود.

گلمیخ‌ها در واقع رابط میان ورق گالوانیزه و بتن هستند تا بتوانند از لحاظ سازه ای یکپارچگی عملکرد برشی را تامین کنند و در واقع همان نقش برشگیرها را ایفا می‌کنند. قطر این برش گیرها حداکثر ۲۰ میلیمتر و ارتفاع آنها بسته به شکل ورق فولادی متغییر است و در نهایت حداقل ارتفاع گلمیخ بعد از نصب که از بالای ورق ذوزنقه‌ای اندازه گیری می‌شود نباید کمتر از ۴۰ میلیمتر باشد.

در این صورت بایستی شرایط عملکرد کامپوزیت را فراهم نمود. یکی از مواردی که بایستی به آن توجه داشت اطمینان از صحت آرایش و تعداد گلمیخ ها می باشد.

گلمیخ ها بوسیله دستگاه جوش مخصوص، بر روی بال فوقانی تیر ذوب می شوند.طراحی گلمیخ

نحوی بکار گیری و طراحی گلمیخ

این گل میخ ها بوسیله دستگاه جوش قوسی الکتریکی خاصی به تیرهای سازه ای جوش می‌شود این فرایند جوشکاری می‌تواند هم بصورت مستقیم روی بال تیر سازه‌ای ( قبل از قرارگیری گل میخ با ایجاد یک حلقه سوراخ در ورقو هم از روی ورق انجام گیرد. و ضمناً سرامیـکی در محل جوش قرار می‌گیرد تا از حوضچه مذاب ایجاد شده در لحظه ایجاد قوس الکتریکی محافظت کند.

تنها روش استاندارد تولید گلمیخ برشگیر، روش فورج سرد می باشد که توسط ماشین آلات مخصوص و مواد اولیه با آلیاژهای مرغوب قابل تولید است. سایر روش‌های غیر استاندارد تولید، نظیر فورج گرم یا ریخته گری بدلیل استفاده از مواد اولیه نامرغوب و یا ضایعاتی دارای استحکام پایین و به تبع آن موجبات ناپایداری سازه را فراهم می‌سازد.