طراحی سازه های فولادی:

شامل:

۱-     اصول کلی طراحی

۲-     ضرایب بار و مقاومت

۳-     مزایای روش LRFD

4-     خصوصیات مکانیکی سازه فولادی

۵-     مرحله طراحی

۶-     ملاحظات طراحی سازه فولادی

* اصول کلی طراحی

• طراحی تنش مجاز
• طراحی حالت بهره برداری
• طراحی تنش نهایی

* موضوعات مورد مطالعه:

ü       خواسته ما از طراحی چیست؟

ü       آیا طراحی تجربی یا علمی می باشد؟

ü       نوع سیستم سازه چیست؟

ü       پارامترهای موثر در طراحی سازه چیست؟

ü       ظرفیت سازه و تقاضای مورد نیاز چقدر است؟

ü       آیا تقاضا با ظرفیت برابر است؟

ü       شرایط لازم جهت طراحی سازه فولادی چیست؟

تقاضا: مانند بار برف، زلزله، بار زنده و ….

* محدودیتها:

• تغییر شکل
• خستگی
• برش
• کمانش
• لهیدگی
• ترک خوردگی
• خمش
• پیچش
• نشست
• پایداری

* محدودیتهای مقاومت:

خمش – برش – پیچش

* محدودیتهای بهره برداری:

ترک خوردگی- تغییر شکل بیش از حد

برای چیره شدن به محدودیتهای بالا روش LRFD بهترین روش می باشد.

* ضریب بار و مقاومت:

• همزمان در بار و مقاومت اعمال می شود.
• شرایط رسیدن به ایمنی نسبی را فراهم می نماید.
• تاثیر کاهش مقاومت اسمی در ایمنی سازه کمتر از ضرایب بار می باشد.

* شکل پذیری:

توانایی سازه در تغییر شکل الاستیک بدون خرابی

v      نکات: شکل پذیری یک توانایی در باز توزیع بار می باشد. تیر ساده معین می باشد. تیر سراسری دارای دو درجه نامعینی می باشد. تیر با انتهای گیردار بهتر از هر سازه نامعینی بار را توزیع میکند. هنگامیکه بار افزایش می یابد مفصل پلاستیک تشکیل می شود و به تیر ساده تبدیل می شود درصورتی که در تیر ساده مفصل پلاستیک تشکیل نمی شود بنابراین مستقیما به خرابی میرسد.

* سختی: توانایی در برابر سایش

* مقاومت فولاد:

بیشترین باری که می تواند تحمل کند. یا بیشترین باری که فولاد قبل از خرابی تحمل می کند. فولاد زمانی که به تسلیم می رسد دچار خرابی می شود که به آن مقاومت تسلیم گفته می شود.

* سفتی (چقرمگی): توانایی جذب انرژی

* خستگی: روندی که در اثر بار متناوب در عضو ایجاد خسارت می کند.

* خصوصیات روش LRFD:

روش LRFD برای تغییرات بار و مقاومت از ضرایب استفاده می شود که سطح یکنواختی از ایمنی را برای همه محدودیتها به دست می آورد. در این روش با استفاده از روش های قابلیت اعتماد سازه و استفاده از احتمال خرابی هدف، ضرایب بار و مقاومت به دست می آیند.

مقایسه ASD و LRFD:

• ASD روش ساده ایست ولی LRFD روش پیچیده ای می باشد.
• ASD بار مرده و زنده را با یک ضریب ترکیب می کند ولی LRFD از ضرایب متفاوتی برای بارها استفاده می کند.
• روش LRFD اقتصادی تر است.

مراحل طراحی:

ü       تخمین اولیه ابعاد

ü       آنالیز سازه

ü       بازنگری ابعاد اعضای سازه

ü       تخمین هزینه

ü       بارگذاری

ü       طراحی و کنترل

علت استفاده از ضرایب در بارگذاری:

تمامی اعضای سازه باید سختی، مقاومت و چقرمگی کافی جهت آمادگی لازم برای بهره برداری را داشته باشند

اعضای سازه باید برای بارهای زیر پیش بینی شوند:

• بار اضافی موقت
• تغییر در مقاومت و خصوصیات اعضا برخلاف آنچه که در طراحی پیش بینی شده
• خطاهای اجرایی