برای ساختمانها، Eurocode 3: [2] فقط به ارزیابی خستگی نیاز دارد:
• اعضای تکیه گاهی برای پشتیبانی از بلند شدگی یا بارهای نورد شده
• اعضای قرار گرفته تحت تنشهای چرخهای ناشی از ماشین آلات ارتعاشی.
• اعضای در معرض نوسانات ناشی از باد یا عبور جمعیت.
حتی در این موارد، اگر محدوده تنشها یا تعداد چرخههای تنش کم باشد، ارزیابی خستگی لازم نیست.
در غیر این صورت، اعضایی که در معرض بارگذاریهای چرخهای قرار میگیرند باید برای بدترین شرایط طراحی شوند.
برای همه اعضای پلها که تحت بارگذاری چرخهای قرار دارند، ارزیابیهای مربوط به خستگی اعضا باید در نظر گرفته شود.
برای خرید تیرچه کرومیت و تیرچه بتنی با ما تماس بگیرید
• ساختمانها
1. همیشه این کار اقتصادی نیست که برای هر عضو یک اندازه متفاوت در نظر بگیرید. طراح باید ابعاد را منطقی انتخاب کرده و فقط از دو یا سه سطح مقطع مختلف در فضاهای کم عمق استفاده کند.
2. برای جلوگیری از آسیب به هنگام حمل و نقل و نصب، حداقل اندازه باید درنظر گرفته شود. توصیههای مربوطه در بالا آمده است.
3. جداول بارگذاری ایمن بسیار مفید هستند و اعضای تحت بار محوری میتوانند مستقیما با توجه به آنها انتخاب شوند. اعضای تحت بار محوری و خمشی باید توسط آزمایشهای پی در پی طراحی شوند. اندازه اولیه را با فرض اینکه مقاومت فشاری 60? مقاومت کامل است، انتخاب کنید.
4. خرپاهای بزرگ باید برای حمل و نقل تقسیم بندی شود. صفحات اتصال کارگاهی برای مونتاژ خرپاها در کارگاه استفاده میشوند.
1. مقدار مطلوب برای نسبت طول به عمق بستگی به مقدار بار زنده دارد که باید تحمل شود. این باید در حدود 10 باشد که برای ترافیک جادهای بیشتر و برای ترافیک ریلی کمتر میباشد. (برای بارگذاری راه آهن این نسبت به حدود 2/71 کاهش مییابد.) با این حال، باید همیشه باید به عمق اقتصادی پل مورد نظر توجه داشته باشید.
2. تعداد گرههای اتصال باید به گونهای تنظیم شود که ساختار اعضای قطری مناسب باشد. اگر یک تعداد بسیار بالا انتخاب شود، یک حوضچه اتصال مرکزی با اعضای قطری متقاطع وجود خواهد داشت. این معمولا به جز در مرکز پلهای نوسانی مطلوب نیست. اعضای قطری باید در زاویه بین 50 و 60 درجه نسبت به افق قرار بگیرند.
3. فولاد درجه 50 باید برای اعضای اصلی و فولاد درجه 43 فقط برای اعضای تحمل کننده بارهای اسمی باید استفاده شوند، مگر اینکه خرپا در کشوری ساخته شود که عرضه فولاد درجه بالا با مشکل روبرو است. برای یک خرپای طراحی شده با استفاده از فولاد درجه 50، مقدار فولاد درجه 43 به طور معمول حدود 7? است.
4. مشکلاتی که ممکن است یک پل برای تیم تعمیر و نگهداری ایجاد کند، باید به طور کامل در نظر گرفته شوند. جزئیاتی که میتواند آب باران، خاک و آوار را در خود انباشته کند باید از طراحی حذف شوند. تمام مناطق در معرض آب و هوا باید به طور کامل برای نقاشی قابل دسترسی باشند. مقاطع جعبهای نقاشی را ساده تر میکنند، اما مقاطع توخالی نورد شده، شکاف های تند و تیز را در موقعیتهای اتصال ایجاد میکنند، مگر اینکه مفاصل جوش داده شوند.
0 خرپاها و شاهتیرهای مشبک، عناصر مهمی در ساخت و ساز هستند که از آنها برای پشتیبانی کف و سقف و به عنوان یک مهاربند استفاده میشوند.
0 در پلها، خرپاها میتوانند برای پوشش دهانههای 30 تا 200 متر اقتصادی باشند. آنها میتوانند از قطعات کوچک ساخته شده و به ویژه در مواردی که دسترسی به سایت دشوار است، مفید باشند.
0 به طور کلی از خرپاهای معین استاتیکی استفاده میشود. پیکربندی آنها ساده بوده و از حداقل اعضا و اتصالات در آن استفاده میشود.
0 از خروج از مرکزیت بارگذاری و اتصالات دوری کنید تا میزان تنش های ثانویه را کاهش دهید. تنشهای ثانویه به دلیل بارهای اعمال شده بین گرهها باید در نظر گرفته شوند.
0 ملاحظات ویژهای باید در مورد طراحی و اصلاح پشتیبانیهای جانبی در نظر گرفته شود.
0 اثرات خستگی باید در پلها و برخی از عناصر ساختمانی مورد توجه قرار گیرند.
0 پیکربندی اعضا و طراحی دقیق اتصالات بسیار مهم هستند.
0 به مناطق مستعد خوردگی احتمالی در همه سازههای فلزی توجه کنید.
برای طراحی اعضا در خرپاهایی که دارای تنشهای خمشی ثانویه ناچیز هستند، فرضهای زیر در نظر گرفته میشوند:
به منظور تجزیه و تحلیل، گرهها به صورت مفصلی در نظر گرفته میشوند.
برای محاسبه طول موثر، میزان گیرداری اتصالات و صلبیت اعضای مجاور ممکن است مورد توجه قرار گیرند.
در مواردی که موقعیت دقیق بارهای نقطه ای نسبت به اتصال اعضای جان معلوم نیست، لنگر خمشی موضعی باید به میزان WL / 6 در نظرگرفته شود.
برای دریافت اطلاعات و قیمت تیرچه صنعتی تماس بگیرید.
مطابق با بند 5.8.2 از قسمت 1.1 در Eurocode 3 [2]، طول کمانش اعضای افقی ممکن است به عنوان فاصله بین اتصالات تا اعضای جان در صفحه خرپا و فاصله بین پرلینها و یا گرهها در خارج از صفحه خرپا در نظر گرفته شود.
برای اعضای جان، طول کمانش در صفحه ممکن است 0.9L باشد، جایی که L فاصله بین گرههای خرپا است.
خرپاهای سقفی در محل یک ساختمان میتوانند دارای تکیه گاههایی به صورت پرلین برای اعضای افقی بالایی و یک سیستم مهاربندی برای پشتیبانی جانبی از اعضای افقی تحتانی باشند.
دو عضو رایج داخلی در خرپاها، تسمههای تکی غیرپیوسته متصل به صفحه اتصال یا یک عضو دیگر مشترک و یا تسمههای زاویه دار غیر پیوسته متصل به دو طرف صفحه اتصال یا یک عضو دیگر هستند. این موارد باید با حداقل دو پیچ یا معادل آن در جوشکاری متصل شوند. Eurocode 3: Part 1.1: Clause 5.8.3 میگوید که خروج از مرکزیت انتهایی ممکن است نادیده گرفته شود و تسمهها به عنوان اعضای محوری بارگذاری شده مطابق با این بند طراحی شوند.
به طور کلی اعضای خرپایی در پلها بسیار بزرگتر از ساختمانها هستند و توجه بیشتری باید به طراحی دقیق این اعضا شود. Eurocode 3: Part 1.1 [2] در مورد ساختمانها استفاده میشود، و طولهای کمانش به صورت محافظه کارانه L و 0.9L برای تسمههای نسبتا کوچک در خرپاها قابل ملاحظه نیست. با این حال، برای پلها، جایی که قیمت پرداختی برای وزن فولاد بسیار حیاتی است، تصور میشود که موضوع طول موثر به طور کامل در Eurocode 3: Part 2 [3] باید مورد بررسی قرار گیرد.
هنگام ساخت اعضای فشاری افقی، وضعیت ایده آل استفاده از مواد به گونهای است که یک مقطع با شعاع ژیراسیون تولید کند که نسبت طول موثر به شعاع ژیراسیون در هر دو صفحه مشابه باشد. به عبارت دیگر، عضو به همان اندازه که احتمال دارد به صورت افقی کمانش کند ممکن است به صورت عمودی نیز کمانش کند.
عمق اعضا باید به گونهای انتخاب شوند تا ابعاد صفحات منطقی باشد. اگر آنها بیش از حد ضخیم باشند، شعاع ژیراسیون کوچکتر از زمانی خواهد بود که یک سطح مقطع فولادی یک عضو بزرگتر را با استفاده از صفحات نازک تولید کند. صفحات باید تا حد امکان نازک باشند بدون اینکه مواد زیادی به دور ریخته شوند و مقطع را به طور موثر ایجاد کنند.
مقاطع توخالی سازهای که با اتصالات جوشی متصل شدهاند ممکن است به طور کامل موثر باشند. منطقه موثر باید برای اتصالات زاویه دار که فقط یک طرف آنها متصل شده است در نظر گرفته شوند. به لحاظ تئوری میتوان از اعضای گرد یا کابل استفاده کرد؛ اما این موارد به دلایل عملی مناسب نیستند، زیرا آنها فاقد سختی بوده و به آسانی آسیب میبینند. سطح مقطعهای حداقلی برای اعضای زاویه دار تعیین شده برای اعضای فشاری باید برای اعضای کششی نیز استفاده شوند.
برای دریافت اطلاعات و قیمت تیرچه صنعتی تماس بگیرید.
6.4 اعضای کششی برای پلها
اعضای کششی باید تا حد ممکن جمع و جور باشند، اما عمق آنها باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند فضای کافی برای پیچها در موقعیتهای صفحات اتصال را فراهم کند. عرض خارج از صفحه خرپاها باید مشابه اعضای عمودی و قطری باشد، به طوری که صفحات اتصال را بتوان بدون نیاز به بسته بندی تولید کرد.
هنگامی که سوراخهایی در مقطع برای قرارگیری پیچها ایجاد میشود، باید رواداری مجاز در نظر گرفته شود. باید با تنظیم دقیق محل پیچها، یک سطح مقطع خالص در حدود 85 درصد از سطح مقطع ناخالص را بوجود آورد.
برای طراحی اعضا در خرپاهایی که دارای تنشهای خمشی ثانویه ناچیز هستند، فرضهای زیر در نظر گرفته میشوند:
به منظور تجزیه و تحلیل، گرهها به صورت مفصلی در نظر گرفته میشوند.
برای محاسبه طول موثر، میزان گیرداری اتصالات و صلبیت اعضای مجاور ممکن است مورد توجه قرار گیرند.
در مواردی که موقعیت دقیق بارهای نقطه ای نسبت به اتصال اعضای جان معلوم نیست، لنگر خمشی موضعی باید به میزان WL / 6 در نظرگرفته شود.
برای دریافت اطلاعات و قیمت تیرچه صنعتی تماس بگیرید.
مطابق با بند 5.8.2 از قسمت 1.1 در Eurocode 3 [2]، طول کمانش اعضای افقی ممکن است به عنوان فاصله بین اتصالات تا اعضای جان در صفحه خرپا و فاصله بین پرلینها و یا گرهها در خارج از صفحه خرپا در نظر گرفته شود.
برای اعضای جان، طول کمانش در صفحه ممکن است 0.9L باشد، جایی که L فاصله بین گرههای خرپا است.
خرپاهای سقفی در محل یک ساختمان میتوانند دارای تکیه گاههایی به صورت پرلین برای اعضای افقی بالایی و یک سیستم مهاربندی برای پشتیبانی جانبی از اعضای افقی تحتانی باشند.
دو عضو رایج داخلی در خرپاها، تسمههای تکی غیرپیوسته متصل به صفحه اتصال یا یک عضو دیگر مشترک و یا تسمههای زاویه دار غیر پیوسته متصل به دو طرف صفحه اتصال یا یک عضو دیگر هستند. این موارد باید با حداقل دو پیچ یا معادل آن در جوشکاری متصل شوند.Eurocode 3: Part 1.1: Clause 5.8.3 میگوید که خروج از مرکزیت انتهایی ممکن است نادیده گرفته شود و تسمهها به عنوان اعضای محوری بارگذاری شده مطابق با این بند طراحی شوند.
به طور کلی اعضای خرپایی در پلها بسیار بزرگتر از ساختمانها هستند و توجه بیشتری باید به طراحی دقیق این اعضا شود. Eurocode 3: Part 1.1 [2] در مورد ساختمانها استفاده میشود، و طولهای کمانش به صورت محافظه کارانه L و 0.9L برای تسمههای نسبتا کوچک در خرپاها قابل ملاحظه نیست. با این حال، برای پلها، جایی که قیمت پرداختی برای وزن فولاد بسیار حیاتی است، تصور میشود که موضوع طول موثر به طور کامل در Eurocode 3: Part 2 [3] باید مورد بررسی قرار گیرد.
هنگام ساخت اعضای فشاری افقی، وضعیت ایده آل استفاده از مواد به گونهای است که یک مقطع با شعاع ژیراسیون تولید کند که نسبت طول موثر به شعاع ژیراسیون در هر دو صفحه مشابه باشد. به عبارت دیگر، عضو به همان اندازه که احتمال دارد به صورت افقی کمانش کند ممکن است به صورت عمودی نیز کمانش کند.
عمق اعضا باید به گونهای انتخاب شوند تا ابعاد صفحات منطقی باشد. اگر آنها بیش از حد ضخیم باشند، شعاع ژیراسیون کوچکتر از زمانی خواهد بود که یک سطح مقطع فولادی یک عضو بزرگتر را با استفاده از صفحات نازک تولید کند. صفحات باید تا حد امکان نازک باشند بدون اینکه مواد زیادی به دور ریخته شوند و مقطع را به طور موثر ایجاد کنند.
مقاطع توخالی سازهای که با اتصالات جوشی متصل شدهاند ممکن است به طور کامل موثر باشند. منطقه موثر باید برای اتصالات زاویه دار که فقط یک طرف آنها متصل شده است در نظر گرفته شوند. به لحاظ تئوری میتوان از اعضای گرد یا کابل استفاده کرد؛ اما این موارد به دلایل عملی مناسب نیستند، زیرا آنها فاقد سختی بوده و به آسانی آسیب میبینند. سطح مقطعهای حداقلی برای اعضای زاویه دار تعیین شده برای اعضای فشاری باید برای اعضای کششی نیز استفاده شوند.
برای دریافت اطلاعات و قیمت تیرچه صنعتی تماس بگیرید.
6.4 اعضای کششی برای پلها
اعضای کششی باید تا حد ممکن جمع و جور باشند، اما عمق آنها باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند فضای کافی برای پیچها در موقعیتهای صفحات اتصال را فراهم کند. عرض خارج از صفحه خرپاها باید مشابه اعضای عمودی و قطری باشد، به طوری که صفحات اتصال را بتوان بدون نیاز به بسته بندی تولید کرد.
هنگامی که سوراخهایی در مقطع برای قرارگیری پیچها ایجاد میشود، باید رواداری مجاز در نظر گرفته شود. باید با تنظیم دقیق محل پیچها، یک سطح مقطع خالص در حدود 85 درصد از سطح مقطع ناخالص را بوجود آورد.
در مهاربندیهایی که برای پایداری ساختمانهای چند طبقهای استفاده میشود، اغلب پانلها دارای اعضای قطری هستند. به طور معمول، خرپا را باید به صورت معین استاتیکی در نظر بگیریم که در آن اعضای قطری برای تحمل تنشهای کششی موثر هستند. وقتی که جهت باد عوض میشود، مجموعه دیگری از اعضا فعال میشود.
برای خرید تیرچه کرومیت و تیرچه بتنی با ما تماس بگیرید
یکی دیگر از موارد رایج، شاهتیرهای مشبک هستند که تعداد پانل زیادی دارند. پانل مرکزی مهاربندی شده. تحت بارگذاری متقارن، هیچ نیرویی در این اعضای قطری به وجود نمیآید. اگر بارهای وارد شده در بخش دیگری از دهانه قرار بگیرند، تنها اعضای موربی که برای کشش کار میکنند، موثر خواهند بود.
مهاربندی استرینگر، شاهتیرهای تحمل کننده نیروی ترمز و مهاربندی جانبی برای انتقال بارهای طولی و بار باد و یا بارهای زلزله به بالشتکها و همچنین جلوگیری از فشرده شدن اعضای افقی ناشی از کمانش مورد نیاز هستند.
برای لبههای فوقانی مهاربندی جانبی، یک سیستم الماس شکل با ضربه گیرهایی در پانلها، طول موثر فشاری عضو فشاری افقی را نصف میکند.
برای پلهای راه آهن، یک سیستم مهاربند جانبی اقتصادی را در سطح عرشه استفاده میشود که شامل یک عضو ساده تک دهانه است و تاثیر شاهتیر تحمل کننده نیروی ترمز را دو برابر میکند. بخشهای جانبی توسط استرینگرها پشتیبانی میشوند، بنابراین طول موثر تنها حدود یک سوم از طول پانل است.
بارگذاری باد بر روی اعضای قطری و عمودی میتواند به طور مساوی بین سیستمهای جانبی بالایی و پایینی تقسیم شود، به یاد داشته باشید که پورتالهای انتهایی (اعضای قطری یا عمودی) باید بار را بین اعضای افقی بالایی و پایینی تقسیم کنند.
بدیهی است که وقتی تنها یک سیستم جانبی وجود دارد (در خرپاهای نیمه یا زیرپوششی)، این سیستم به تنهایی باید تمام بار باد را تحمل کند.
علاوه بر مقاومت در برابر بارهای عرضی خارجی ناشی از بار باد و غیره، مهاربندی جانبی، باید اعضای فشاری را پایدار کند. حضور آن برای حصول اطمینان از طول مؤثر کم در اعضای خرپایی ضروری است. مهاربندی جانبی نیز در تمام کینکها که در اعضای افقی وجود دارد و بارهای فشاری را به اعضای جان منتقل میکند، صرف نظر از اینکه اعضای افقی تحت فشار یا کشش هستند مورد نیاز است.
خرپاها باید برای بارگذاریهای جداگانه مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند. این موارد باید با یکدیگر ترکیب شده تا شدیدترین شرایط بارگذاری را برای طراحی هر عضو ایجاد کنند. برخی از جنبه های مهم طراحی در زیر آمده است.
حداکثر نسبت لاغری به طور کلی در آیین نامهها تعریف میشود و این اغلب حداقل ابعاد اعضاء را که میتوانند در خرپاهای کوچک استفاده شوند، معرفی می کند.
حداکثر نسبت های لاغری قابل قبول عبارتند از:
اعضای مقاوم در برابر بارهای مرده و اعمال شده - 180
اعضای مقاوم در برابر بار باد - 250
هر عضوی که به طور معمول به عنوان یک گره عمل میکند، اما تحت تنش ناشی از بار باد قرار دارد - 350
این محدودیت ها اطمینان می دهند که اعضای نسبتا قدرتمند هنگامی که فقط بارگذاریهای سبک اعمال میشوند انتخاب شوند. بارهای باد متناوب هستند و مقادیر لاغری بیشتری در مقایسه با بارهای مرده و اعمال شده مجاز میباشند. این قوانین همچنین احتمال آسیب ناشی از حمل و نقل و نصب را کاهش میدهند. در این راستا، مشخص میشود که حداقل اندازه برای اعضای زاویه دار باید به صورت زیر باشند:
اعضای با زاویه برابر 50 x 50 x 6L
اعضای با زاویه نابرابر 65 x 50 x 6L
4.2 تنش های ثانویه در خرپاها
در بسیاری از موارد در طراحی خرپاها و شاهتیرهای مشبک، نیازی به در نظر گرفتن تنش های ثانویه نیست. با این حال، این تنش ها باید برای خرپاهای سنگین مورد استفاده در ساختمان های صنعتی و پل ها محاسبه شوند.
برای خرید و دریافت اطلاعات درباره تیرچه کرومیت به این صفحه مراجعه کنید.
تنش های ثانویه ناشی از:
خروج از مرکزیت در اتصالات
بارهای اعمال شده بین گره های خرپا
لنگرهای ناشی از اتصالات صلب و خیز خرپا.
جزئیات آنها در زیر مورد بحث قرار می گیرند:
- خروج از مرکزیت در اتصالات
ساخت خرپا باید دقیق باشد به طوری که هر دو محور مرکزی اعضای خرپا یا خطوط میان تار اتصالات پیچی در یک نقطه در گره ها به یکدیگر برسند. در غیر این صورت، اعضا و اتصالات باید به گونه ای طراحی شوند تا در برابر لنگرهای خمشی ناشی از خروج از مرکزیت، مقاومت کنند. این لنگرها باید بین اعضایی که در مفاصل به هم می رسند با توجه به سختی های پیچشی آنها تقسیم شوند. تنش های ناشی از خروج از مرکزیت های کوچک اغلب نادیده گرفته می شوند.
- بارهای اعمال شده بین گره های خرپا
لنگرهای ناشی از این بارها و تنش هایی که همراه با آن ها به علت بارهای محوری اولیه ایجاد می شود باید محاسبه شوند؛ به همین دلیل است که باید اعضای مربوطه به عنوان تیر ستون طراحی شوند. این وضعیت اغلب در خرپاهای سقفی رخ می دهد که در آن بارها به اعضای افقی فوقانی از طریق پرلین ها اعمال می شود که ممکن است در گره ها قرار نداشته باشد. روش محاسبه دستی در ابتدا به منظور تجزیه و تحلیل خرپاهایی است که بارهای اعمال شده در گره ها می باشد و باعث ایجاد نیروی محوری در اعضا می شود. سپس یک تجزیه و تحلیل جداگانه برای خمش عضو افقی فوقانی انجام می شود که به عنوان یک تیر پیوسته در نظر گرفته می شود. گره E به دلیل تقارن ثابت می باشد، اما گره A را باید به صورت مفصلی در نظر گرفت؛ در غیر این صورت و اگر اتصال بین خرپا و ستون به صورت مفصلی د رنظر گرفته شود، لنگر خمشی به عضو افقی تحتانی منتقل خواهد شد. عضو افقی فوقانی برای تحمل بار محوری و خمشی طراحی شده است. تجزیه و تحلیل کامپیوتری آن نیز در زیر ذکر شده است.
- لنگر ناشی از مفاصل صلب و خیز خرپا
تنش های ناشی از لنگرهای ثانویه در خرپاها با اعضای ضخیم و کوتاه اهمیت زیادی دارند. یک سری قوانین تقریبی در هنگام انجام این تحلیل ها در نظر گرفته می شوند. اگر لاغری اعضای افقی در صفحه خرپا بیشتر از 50 باشد و در بیشتر اعضای جان بیشتر از 100 باشد، می توان از اثر تنش های ثانویه چشم پوشی کرد. در خرپاهای ساختمانی، بارها عمدتا استاتیکی هستند و لازم نیست این تنش ها محاسبه شوند. حداکثر تنش های ناشی از لنگرهای ثانویه در انتهای اعضا اتفاق می افتد و به احتمال زیاد باعث فروپاشی سازه نمی شود. با این حال، هنگامی که اثرات ناشی از خستگی قابل توجه باشد، این تنش های ثانویه باید مورد توجه قرار گیرند. روش تجزیه و تحلیل لنگرهای ثانویه در زیر آمده است.
4.3 تجزیه و تحلیل الاستیک دقیق
با توجه به روش ماتریس سختی در تجزیه و تحلیل قاب ها، می توان با استفاده از یک روش تحلیل قاب ساده،، یک تیر پیوسته، یک سازه با اتصالات صلب، خرپاهای پیوسته و یا خرپاهایی که بارها در بین گره ها اعمال می شود را تجزیه و تحلیل کرد. همچنین می توان خرپا را با استفاده از خروج از مرکزیت اتصالات مدل سازی کرد. اندازه اعضا باید با استفاده از تجزیه و تحلیل دستی از پیش تعیین شود. تمام اطلاعات مورد نیاز برای طراحی، خروجی هایی نظیر خیز اتصالات است.
مهم است که یک روش سازگار برای تحلیل و طراحی استفاده شود. این به این معنی است که اگر لنگرهای ثانویه نادیده گرفته شوند، نیروهای محوری اصلی که باید در طراحی استفاده شوند، باید از تحلیل ساده خرپا به عنوان یک قاب استخراج شوند. نیروهای محوری حاصل از تجزیه و تحلیل کامپیوتری قاب صلب می تواند به طور قابل توجهی توسط لنگرهای مشترک اصلاح شود.