-تهران - کوی نصر - خیابان علالی غربی (پیروزی) -پلاک ۱۱۵- طبقه دوم - واحد۳ | تلفکس :۹ - ۸۸۴۸۶۷۷۸ | ۸۸۲۵۹۷۹۳ مشاوره رایگان : ۰۹۱۲۱۰۰۱۷۶۳

تلفکس :۹ - ۸۸۴۸۶۷۷۸ | ۸۸۲۵۹۷۹۳ مشاوره رایگان : ۰۹۱۲۱۰۰۱۷۶۳

مشاوره رایگان

۰۹۱۲۱۰۰۱۷۶۳

طراحی سازه های فولادی

طراحی سازه های فولادی

در طراحی سازه های فولادی ایمنی در دو مرحله بالا رفتن بار به کمک ضرایب بار و کاهش مقاومت به کمک ضرایب کاهش مقاومت است.

چهارشنبه 21 آذر 1397
sara

سازه های فولادی سازه هایی قاب بندی شده هستند. قاب در ساختمان وظیفه پایداری کل سازه و انتقال بارهای مرده، زنده، زلزله و برف را بر عهده دارد. در طراحی سازه های فولادی برای مقاوم سازی ساختمان هر جزئی که از مقطع فولادی باشد، به وسیله نرم افزارهای پیشرفته طراحی می شود. این اجزا تیرها، ستون ها، مهاربندها، سقف کامپوزییت ساده و عرشه فولادی و دیوارهای برشی فولادی را شامل می شود. هدف از طرح یک سازه تعیین پیکربندی، ابعاد و ویژگی های قطعات آن است.

شیوه های طراحی سازه های فولادی

طراحی سازه‌ های فولادی به سه روش زیر انجام می شود:

  • شیوه تنش مجاز یا الاستیک
  • شیوه مقاومت نهایی یا پلاستیک
  • شیوه طراحی حالات حدی

۱- شیوه تنش مجاز یا الاستیک

شیوه تنش مجاز یا الاستیک قدیمی ترین شیوه طراحی سازه های فولادی است. در این شیوه، تأثیرات کاهش احتمالی مقاومت اجزا و بالا رفتن احتمالی بارها با ضریب اطمینان و تنها در یک مرحله مد نظر است. در این روش اجزای سازه باید به شکلی طراحی شوند که تحت تأثیر بارهای مفروض بهره بردای تنش های محاسباتی در آنها از مقدار مجاز بیشتر نشود. در این شیوه به اجزای سازه اجازه داده می شود در اثر بار وارد شده ناشی از بارگذاری از حد الاستیک خود بیرون بیایند و به حد پلاستیک یا خمیر خود برسند. همین مسئله موجب بالا رفتن مقاومت اجزا و پایین آمدن هزینه های ساخت می شود. این شیوه به علت نیاز به رعایت استانداردهای مصالح و افزایش کیفیت اجرا در ایران استفاده زیادی دارد.

۲- شیوه مقاومت نهایی یا پلاستیک

در طراحی سازه های فولادی با این شیوه، ایمنی در دو مرحله بالا رفتن بار به کمک ضرایب بار و کاهش مقاومت به کمک ضرایب کاهش مقاومت است. در شیوه ضرایب بار و مقاومت، طراحی اجزای سازه به شکلی است که مقاومت نهایی طرح و بیشترین ظرفیت باربری عضو در هر مقطع بزرگ تر یا برابر با تلاش های موجود در آن مقطع در اثر بارهای ضریب دار وارد بر سازه باشد. هر دو شیوه سادگی و پیچیدگی برابری از نظر ضوابط طراحی سازه دارند. با استفاده از این دو شیوه و مقایسه نتیجه آنها می توان از نتیجه طراحی که به سازه های سبک تر منجر می شود بهره برد.  

 

طراحی سازه های فولادی2

 

۳- شیوه طراحی حالات حدی

در شیوه طراحی حالات حدی بخشی از ضریب اطمینان در بارها و بخشی از ضرایب اطمینان در مقاومت ها تأثیر دارند. به این ترتیب، هم بارها بزرگ می شوند و هم مقاومت ها پایین می آیند. بی اطمینانی که در طراحی وجود دارد، از بارها و مقاومت ها ناشی می شود. در این شیوه می توان با توجه بیشتر نسبت به ضرایب اطمینان تصمیم گیری کرد. همچنین، به جای استفاده از یک ضریب اطمینان شکسته شده که ضرایب جزئی اطمینان نامیده می شوند، به کار می رود.

طراحی سازه های فولادی با توجه به عناصر فضاهای داخلی ساختمان

برگزیدن سیستم مناسب برای عناصر داخلی ساختمان به عوامل زیادی وابسته است. شیوه های زیر در ساخت سقف های متکی بر تیرهای فولادی استفاده می شوند:

  • دال بتنی درجا روی قالب مناسب
  • دال بتنی پیش ‌ساخته
  • عرشه فولادی با بتن درجا

ترکیب دال بتنی و تیر فولادی در هر سه روش انجام پذیر است و از نظر اقتصادی به صرفه تر نیز است. محافظت از بخش فولادی سقف در مقابل آتش سوزی باید در زمان اجرای سقف مد نظر باشد. با کار بردن سقف کاذب این کار را به خوبی انجام خواهد داد. در سازه های اسکلت فلزی دیوارهای بیرونی باربر نیستند. برای درست کردن این دیوارها با توجه به شرایط مصالح گوناگون به کار می رود.

محافظت از سازه های فولادی در برابر حوادث

محافظت از سازه های فولادی در برابر حوادثی مانند آتش سوزی و خوردگی باید با توجه به نوع سیستم آن انجام  شود. این مسئله موجب کاهش هزینه برای عایق بندی آتش سوزی و همچنین عایق صوتی سازه های فولادی می شود. هرچند عناصر داخل ساختمان مثل سقف و دیوارهای درونی و بیرونی در ساختمان در برابر آتش سوزی محافظت می کنند، اما تیرها و ستون های فلزی می توانند به شیوه مطلوب در میان اعضا قرار گیرند و در مقابل آتش سوزی مورد حفاظت قرار گیرند.

در غیر این صورت، از اسکلت فولادی ساختمان باید به شیوه مناسب محافظت شود. برای خوردگی سازه های فولادی باید از قطعات خارجی و اعضایی که در معرض رطوبت هوا هستند محافظت شود. به دلیل این که زنگ زدگی در قطعات درونی ساختمان فولادی با توجه به رطوبت کم هوا اتفاق نمی افتد. ویژگی های صوتی یک ساختمان به خواص اعضای داخل آن مثل نوع سقف و سیستم دیوارهای جداکننده و تیغه ها بستگی دارد. در این میان، سیستم اسکلت باربر ساختمان نقش کمتری دارد. رفتار اسکلت یک ساختمان فولادی و بتنی با یک سیتسم فضاسازی داخلی مشابه شبیه هم است.

مقاوم سازی سازه های فولادی

اگر طراحی سازه های فولادی مناسب باشد و اجرای آنها دقیق صورت گیرد، از مقاومت و شکل پذیری خوبی برخوردار خواهند بود. اما با توجه به استفاده از نیروهای اجرایی غیر متخصص و ناشی و فرض های اشتباه ساخت سازه های فولادی ممکن است ایرادها و مشکلاتی داشته باشد. این مشکلات نیاز به مقاوم سازی دارند. سازه های فولادی بیشتر مواقع در اثر بارهای لرزه ای به علت کمانش موضعی صدمه می بینند و عملکرد مناسبی ندارند. یا به علت خوردگی به مقاوم سازی نیاز دارند.

شیوه های مقاوم سازی سازه های فولادی

  • مقاوم‌ سازی تیرهای فولادی تحت کمانش پیچشی جانبی با استفاده از FRP
  • استفاده از ژاکت بتنی
  • تقویت اتصالات و عناصر با به کار بردن ورق های مناسب
  • به وجود آوردن سختی در طبقه های دارای پتانسیل طبقه نرم
  • اضافه کردن ستون
  • اضافه کردن دیوار برشی
  • اضافه کردن میانقاب
  • اجرای دیوار باربر
  • اجرای دستک فشار و کششی برای مهار کنسول ها
  • اجرای تیر فرعی میان ستون ها

ساختمان های فولادی ضعیف در زمان زلزله دچار آسیب و حتی فرو ریزش می شوند. برای پیشگیری از فرو ریزش و آسیب های داخل ساختمان فولادی به مقاوم سازی نیاز است. استفاده از هر شیوه مقاوم سازی پس از انجام بررسی های لازم صورت می گیرد. متخصصان با توجه به مشکلات سازه بهترین شیوه با نتایج بالا و صرفه اقتصادی را در نظر می گیرند.

 

  طراحی سازه های فولادی1

ثبت نظر

ارسال