محدودیت بیشترین ضخامت و کمترین ضخامت در طراحی سازه های فلزی

محدودیت بیشترین ضخامت و کمترین ضخامت در طراحی سازه های فلزی

0

48

29
مهر 98

اگر شما به عنوان طراح سازه های فلزی، در طراحی اسکلت یک سوله در اصفهان و در معرض شرایط جوی با رعایت تمام معیارهای کمانشی و مقاومتی به ستونی با ضخامت جان 4 میلیمتر برسید آیا مجاز به طراحی جان با این ضخامت هستید؟

و اگر شما به عنوان طراح پل با محاسبات صحیح به تیرورقی با ضخامت بال 10 سانتیمتر برسید؛ در چه شرایطی مجاز به انتخاب این ورق ضخیم به عنوان بال تیرورق هستید؟

در این مقاله سعی شده است که به این سوالات پاسخ داده شود.

 

کمترین ضخامت اعضا

فرض بر این است که در طراحی ضخامت ورق محدودیت های کمانشی و مقاومتی و بعد جوش در نظر گرفته شده باشد. همچنین مقاطع سرد نورد شده خارج از بحث این نوشته است .

قبل از انتخاب کمترین ضخامت ورق با باید به سوالات زیر پاسخ دهید:

  1. آیا در آن ورق پیش بینی های خاصی برای جلوگیری از خوردگی به عمل آمده است؟
  2. آیا  قطعه مورد نظر در فضای خارج و در معرض شرایط خورنده قرار دارد یا از اعضای داخلی سازه است؟ و یا این که در محیطی خشک و بدون خورندگی قرار دارد؟

طبق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ، به جز قطعاتی که در آن ها پیش بینی های ویژه و موثری برای جلوگیری از خوردگی به عمل آمده باشد، محدودیت های زیر باید رعایت شود:

الف) ضخامت اجزای اعضای سازه ای که در فضای خارج و در معرض عوامل جوی و یا اثرات خورنده ی دیگر قرار داشته باشند، از 6 میلیمتر کمتر نباشد.

ب) در محیط های خشک و عاری از هر گونه آلودگی میتوان ضخامت اجزای اعضای سازه ای را برابر 5 میلیمتر در نظر گرفت . (نظیر مناطقی با آب و هوای خشک)

ب) در مقاطع لوله و قوطی در فضای خارج که کاملاً آب بندی شده و بین داخل و خارج آن ها هیچ گونه نشتی صورت نگیرد (بوسیله جوش دور تا دور و یا مصالح آب بند) حداقل ضخامت می بایست 4 میلیمتر باشد.

ج) در مقاطع لوله و قوطی در فضای داخلی  که نسباتاً از خورندگی محفوظ باشند و کاملاً آب بندی شده و بین داخل و خارج آن ها هیچ گونه نشتی صورت نگیرد (بوسیله جوش دور تا دور و یا مصالح آب بند) حد اقل ضخامت می بایست 3 میلیمتر باشد.

بنابراین پاسخ سوال اول این است: خیر با وجود این که جان  4 میلیمتر برای ستون سوله از نظر مقاومتی و کمانشی جواب گو است؛ به علت این که اعضای این سازه در معرض شرایط جوی است و در منطقه ای با آب هوای خشک و محیطی غیر خورنده قرار دارد، حد اقل ضخامت جان انتخابی برای ستون می بایست برابر با 5 میلیمتر باشد. در صورتی که همین سازه در محیطی مرطوب مانند شهر های مجاور خلیج فارس قرار داشت حد اقل ضخامت جان انتخابی برای ستون می بایست برابر با 6 میلیمتر باشد.

 

بیشترین  ضخامت اعضا

در آیین نامه ها محدودیتی برای ضخامت حداکثر ورق ذکر نشده با این حال باید موارد زیر در استفاده از ورق های ضخیم در نظر گرفته شود:

  1. در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ذکر شده است که تنش تسلیم ورق ضخیمتر از 40 میلیمتر مطابق جدول پیوست آیین نامه کاهش داده شود. این موضوع که در آیین نامه ذکر شده است به دلیل وجود تنش های پسماند زیادتر در اعضای ضخیم تر است که ظرفیت عضو را کاهش میدهد .این کاهش برای ورق های ضخیم قابل توجه است برای مثال، مقاومت تسلیم ورقی از جنس فولاد نرمه معمولی با ضخامت 80 میلیمتر به 2000 کیلو گرم بر سانتی متر مربع کاهش می یابد.

 

  1. در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان توصیه شده است که حتی الامقدور از ورق های ضخیم تر از 40 میلیمتر استفاده نشود.
  2. ورق ضخیم مورد استفاده در دسترس باشد ، برخی از ورق های ضخیم در داخل تولید نمی شوند به همین دلیل استفاده از ورق های بسیار ضخیم ممکن است هزینه و زمان ساخت را افزایش بدهد. به همین دلیل توصیه میشود قبل از طراحی با جستوجوی اینترنتی از موجود بودن ورق ضخیم مورد استفاده مطمئن شوید .

 

  1. بنا به تجربه ی نگارنده آثار گسیختگی های ناشی از خستگی در ورق های ضخیم تر از 60 میلیمتر بیشتر است . به همین دلیل توصیه می شود در مقاطع در معرض بار های رفت و بر گشتی با سیکل های بسیار زیاد ( بیشتر از 2 میلیون بار در 50 سال) از ورق های ضخیم تر از 60 میلیمتر استفاده نشود. برای مثال در طراحی بال های تیر جرثقیل های سنگین صنعتی مهم این موضوع باید در نظر گرفته شود. به نظر می رسد این موضوع نیز به تنش های پس ماند بیشتر موجود در ورق های ضخیم مربوط باشد .

حال سوال دومی که ابتدای این نوشته مطرح شده را میتوان پاسخ داد :

بهتر است به جای طراحی ورق بال با ورقی به ضخامت 100 میلیمتر از ورقی با ضخامت کمتر مثل 60 میلیمتر استفاده گردد و کاهش تنش تسلیم برای ورق در نظر گرفته شود. میتوان با افزایش پهنای بال و با افزایش ارتفاع تیر ضخامت بال را کاهش داد.

نویسنده : مدیر

این مقاله را به اشتراک بگذارید

مطالب مرتبط با این مقاله

دیدگاه ها

ارسال دیدگاه

برای ارسال دیدگاه، ابتدا به حساب کاربری خود وارد شوید
طراحی سایت توسط شرکت پدیده تجارت