تبليغاتX
مهندسی عمران - طراحی نیمرخ های فلزی

دوشنبه بیستم خرداد 1387

طراحی نیمرخ های فلزی

۶- طراحی نیمرخ ها

 

در این فصل با توجه به نیروهایی که از آنالیز سازه به دست آوردیم و در همین فصل به آنها می پردازیم و با استفاده از آیین نامه های موجود ( مبحث دهم مقررات ملی ساختمان 1384 و آیین نامه 2800 - 1384 ) به طراحی المان های سازه می پردازیم.

 

6-1- طراحی تیرها

طبق بند 10-1-1-9 مبحث دهم نیمرخ های فولادی به سه گروه تقسیم می شوند.

الف) مقاطع فشرده

ب) مقاطع غیر فشرده

ج) مقاطع با اجزای لاغر

طبق توصیه ی مبحث دهم با توجه به اینکه استفاده از اجزای لاغر نیاز به محاسبات خاصی دارد لازم است به یکی از آیین نامه های معتبر بین المللی مراجعه شود.

برای اینکه عضوی به عنوان مقطع فشرده به حساب آید، باید بالهای آن به صورت سرتاسری به جان ( یا جان ها ) متصل باشد و نسبت پهنای آزاد به ضخامت در اجزای فشاری آن بر حسب مورد از مقادیر مربوط در جدول 10-1-1-1 مبحث دهم تجاوز نکند. که اگر تجاوز کند مقطع ، مقطعی لاغر به حساب می آید . نیمرخ هایی که قرار است طراحی کنیم تماما نورد شده هستند و بالهای آن به صورت سرتاسری به جان ( یا جان ها ) متصل است.

طبق بند 1 جدول 10-1-1-1 مبحث دهم برای مقطع فشرده ضابطه ی زیر باید کنترل شود.

 

طبق بند 10-1-2 مبحث دهم وجه تمایز اعضای خمشی ، لاغری جان ( نسبت  ) آنهاست. اگر نسبت ارتفاع آزاد جان ( بین دو بال ) به ضخامت آن  کوچکتر یا مساوی  باشد، عضو خمشی، تیر نامیده شده و رعایت کمانش برشی جان برای آن لازم نیست یعنی

اگر  باشد، عضو خمشی با جان لاغر نامیده می شود و در جان آن باید اثر کمانش برشی مورد بررسی قرار گیرد. و اگر  شود، علاوه بر منظور کردن اثر کمانش برشی جان باید مطابق بند 10-1-3-2 مبحث دهم تنش مجاز فشاری بال به علت کمانش خمشی جان منظور کرد

که در آن:

: تنش مجاز (  )

: سطح مقطع جان تیر در مقطع مورد بررسی (  )

: سطح مقطع بال فشاری (  )

 

6-1-1- تنش خمشی مجاز در نیمرخ  و ناودانی برای مقطع فشرده با اتکای جانبی

طبق بند 10-1-2-1 آیین نامه مبحث دهم اعضایی خمشی با اتکای جانبی تلقی می شود که در آنها طول آزاد بال فشاری (  یا فاصله بین دو تکیه گاه جانبی بال ) از کوچکترین مقدار  روابط زیر تجاوز نکند.

که در این روابط:

: طول مهار نشده (  )

 و  : به ترتیب پهنای کلی (  ) و سطح مقطع بال فشاری (  ) است.

اعضای با مقطع فشرده ( یعنی  ) که نسبت به محور ضعیف خود متقارن باشند و در صفحه ای مار بر این محور بارگذاری شوند و شرایط تیر با اتکای جانبی را طبق همین بند داشته باشند، تنش مجاز خمشی آنها از رابطه ی زیر تعیین می شود.

 

که در آن  تنش تسلیم فولاد است. (  )

پس اگر عضوی بخواهد با مهار جانبی تلقی شود حداکثر در فواصل  باید مهار جانبی ایجاد گردد.

سیستم سازه ای سقف ساختمان از نوع کامپوزیت می باشد و تیرچه هایی با فاصله 1 متر دارد. بنابراین در صورتی مقطع ما با اتکای جانبی تلقی می شود که  داشته باشد.

 

6-1-2- تنش خمشی مجاز در نیمرخ  و ناودانی برای مقطع غیر فشرده با اتکای جانبی

طبق بند 10-1-2-1-ب مبحث دهم اعضایی که طبق بند 6-1-1 با اتکای جانبی به حساب آیند ولی شرط مقطع فشرده را نداشته باشند تنش مجازشان از رابطه زیر تعیین می شود.

 

6-1-3- تنش خمشی مجاز در نیمرخ  و ناودانی برای مقاطع فشرده و غیر فشرده فاقد شرط تکیه گاهی جانبی

برای اعضای خمشی با مقطع فشرده و یا غیر فشرده که طول آزاد  ( طول نگه داری نشده ) آنها در منطقه فشاری بیش از مقدار  ( به بند 6-1-1 مراجه شود ) باشد تنش کششی مجاز در خمش طبق رابطه ی زیر تعیین می شود.

در این نیمرخ ها که یک محور تقارن بر جان داشته باشند و در امتداد جان بارگذاری شوند، تنش فشاری مجاز در خمش بزرگترین مقدار روابط زیر بر حسب مورد می باشد که در هر حال نباید از  تجاوز کند.

اگر:

در این صورت:

اگر:

در این صورت:

و به طور کلی برای تمام مقادیر

که در تمام این روابط:

: تنش تسلیم فولاد تیر(  )

: فاصله تکیه گاه هایی که از تغییر مکان جانبی و یا پیچیدن بال فشاری جلوگیری می کنند یا همان طول مهار نشده (  )

: شعاع ژیراسیون مقطعی است که شامل بال فشاری و یک سوم منطقه ی فشاری جان کلی باشد که نسبت به محور مار بر جان تیر محاسبه می شود. (  )

: ارتفاع کل مقطع تیر(  )

: سطح مقطع بال فشاری (  )

: ضریب یکنواختی نمودار لنگر که نشان دهنده اثر تغییرات لنگر خمشی در مقدار تنش مجاز می باشد و از رابطه زیر تعیین می شود.

که در این رابطه  لنگر کوچکتر و  لنگر بزرگتر ( از نظر قدر مطلق ) در دو انتهای طول آزاد ( بدون تکیه گاه جانبی ) است که نسبت به محور قوی در نظر گرفته می شود.

در حالتی که  و  هم علامت اند انحنای دوگانه و نسبت  مثبت و در حالتی که  و  علامت های مخالف دارند انحنای ساده و این نسبت منفی به حساب می آید.

 مقدار  برای:

الف) تیرهای کنسول برابر

ب) تیرهایی که لنگر وسط بیشتر از لنگر طرفین تیر یا ناحیه تیر باشد

ج) تیر دو سر ساده بدون مهار جانبی وسط  است.

 

6-1-4- تنش های برشی مجاز

طبق بند 10-1-2-4 مبحث دهم اگر  باشد برای سطح مقطعی که از حاصل ضرب ارتفاع کلی نیمرخ در ضخامت جان به دست می آید، تنش برشی مجاز عبارت است از:

و در صورتی که  باشد، برای سطح مقطعی که از حاصل ضرب ارتفاع جان ( فاصله خالص بین بال ها ) در ضخامت جان به دست می آید، تنش برشی مجاز عبارت است از:

 

6-1-5- تقویت بال ها

طبق بند 10-1-2-6-پ مبحث دهم مجموع سطح مقطع های ورق های تقویتی در تیرهای تقویت شده با ورق، نباید از 70% سطح مقطع کل بال ( شامل ورق تقویت ) تجاوز کند.

6-1-6- کنترل خیز

طبق بند 10-1-9-3-الف مبحث دهم تیرها و شاهتیرهایی که کف و سقف های ساختمان را تحمل می کنند باید با توجهی خاص به تغییر مکان آنها در اثر بارهای محاسباتی، طرح و محاسبه شوند. تیرها و شاهتیرهایی که سقف نازک کاری شده را تحمل می کنند، باید طوری محاسبه شوند که تغییر مکان حداکثر نظیر بار مرده و زنده از   طول دهانه و تغییر مکان حداکثر بار زنده از  طول دهانه بیشتر نشود.

 

Jalal Nazary--Steel structure designJalal Nazary--Stee...Hosted by eSnips">مشاهده فایل pdf

نوشته شده توسط جلال در 1:22 |  لینک ثابت   •