1393/3/8 ، 11:19 صبح
* توضیحات پایین برگرفته از ایبوک آموزشی مهندس جعفری می باشد . که می تواند کمک کننده شما باشد .
طراحی صفحه ستونها در سازه های یک طرف خمشی و یک طرف مهاربند
نکات طراحی این صفحه ستونها در خیلی از موارد با صفحه ستونهای حالت قبل مشترک میباشد. ویژگی خاصی که آنها را نسبت به صفحه ستونهای سازه های دو طرف مهاربند متمایز میکند وجود لنگر خمشی قابل توجه در پای ستون حول یکی از دو محور اصلی میباشد. این ستونها نیز بر حسب مکان آنها در وسط ، کنار یا گوشه باید تقسیم بندی شوند. غیر از آن بر حسب اتصال یا عدم اتصال به بادبند هم باید تقسیم بندی انجام گیرد. چون نکات کلی طراحی آنها مشابه صفحه ستونهای قبلی است در اینجا فقط به برخی نکات ویژه و خاص طراحی این صفحه ستونها اشاره میشود :
1- یکی از مهمترین اختلافات در روش طراحی این صفحه ستونها نسبت به صفحه ستونهای سازه های دو طرف مهاربند در این است که چون به صفحه ستون لنگر خمشی و بار محوری ( و البته نیروی برشی ) به صورت همزمان وارد میشوند و لزوماً مقادیر ماکسیمم این مقادیر به طور همزمان رخ نمیدهند و حتی اگر هم رخ دهند لزوماً ماکسیمم شدن انها نشان از بحرانی بودن در طراحی صفحه ستون نیست ، فرآیند انتخاب ترکیب بار بحرانی جهت استخراج تلاشهای طراحی صفحه ستون خیلی مهم میباشد. انتخاب حالت بحرانی بر اساس قضاوت مهندسی باید انجام گیرد. بر این اساس به روش زیر میتوان عمل کرد:
الف - ابتدا برای صفحه ستونها یک تیپ بندی اولیه تعیین میکنیم. این تیپ بندی همانطور که قبلاً نیز بیان شد بر اساس فاکتورهایی مثل موقعیت ستون و سایز ستون و همچنین اتصال یا عدم اتصال ستون به بادبند میتواند انجام شود. ستونهایی که در یک تیپ قرار میگیرند بهتر است از لحاظ موقعیت ، سایز ستون ( البته به صورت تقریبی ) و وضعیت اتصال یا عدم اتصال به بادبند با هم مشترک باشند.
ب- برای هر تیپ از صفحه ستونها نقاط اتصال به ستون را در تراز صفحه ستون انتخاب کرده و برای کل ترکیب بارهای تشدید یافته خروجی واکنشهای تکیه گاهی را از نرم افزار استخراج میکنیم. ( علاوه بر ترکیب بارهای تشدید یافته باید ترکیب بارهای عادی را نیز در نظر داشت ؛ اما احتمال بحرانی شدن صفحه ستون تحت اثر ترکیب بارهای عادی معمولاً کم میباشد).
پ- از بین خروجی های هر تیپ چند ترکیب از نیروی محوری ، لنگر خمشی و نیروهای برشی باید جهت طراحی صفحه ستون انتخاب شود. حالت بحرانی جهت طراحی به احتمال زیاد یکی از حالات زیر است :
- حالتی که بیشترین بار محوری فشاری به صفحه ستون وارد میشود
- حالتی که بیشترین لنگر خمشی به صفحه ستون وارد میشود.
- حالتی که به طور همزمان لنگر خمشی و بار محوری فشاری وارد بر صفحه ستون مقداری قابل توجه است.
- حالتی که نسبت لنگر خمشی به بار محوری فشاری ( به بیان دیگر برون از مرکزیت بار محوری نسبت به مرکز صفحه ستون ) از بقیه حالات بیشتر است.
- حالتی که بیشترین نیروی کششی به صفحه ستون وارد میشود ( این حالت در مورد صفحه ستونهای متصل به بادبند بیشتر صادق است).
طراحی صفحه ستون برای تمام حالات فوق سخت و وقتگیر است. به همین جهت از بین حالات فوق با قضاوت مهندسی حداقل دو حالت و حداکثر سه حالت را انتخاب کرده و بر اساس آن طراحی صفحه ستون را انجام میدهیم.
ت- کلیت روش طراحی این صفحه ستونها که حاوی لنگر خمشی هستند در کتابهای مختلف درج شده است. غیر از آن تمام اصول ذکر شده برای صفحه ستونهای سازه دو طرف مهاربند هم در اینجا صدق میکند.
ث- در مورد صفحه ستونهای گوشه یا کناری در صورتی که مرکز ستون بر مرکز صفحه ستون منطبق نبود باید به لنگر موجود ، لنگر ناشی از برون از مرکزیت بار نسبت به مرکز صفحه ستون هم اضافه شود. در مورد صفحه ستونهایی که هر دو طرف دارای لنگر خمشی هستند میتوان طبق قضاوت مهندسی بیان شده برای ستونهای گوشه در سازه دو طرف مهاربند عمل کرده و یکی از لنگرهای خمشی را حذف کرده و به لنگر خمشی جهت مقابل اضافه نمود.
ج- در چیدمان بولتها بهتر است که بولتها را در دو وجه کناری صفحه ستون و به موازات بعدی از صفحه ستون که حول آن تحت خمش است قرار دهیم. بولتهای دیگری که در دو وجه دیگر صفحه ستون قرار داده میشود بهتر است در محاسبه صفحه ستون در برابر خمش نادیده گرفته شوند و فقط جهت تحمل نیروی کششی و برشی در صفحه ستون لحاظ شوند.
طراحی صفحه ستونها در سازه های یک طرف خمشی و یک طرف مهاربند
نکات طراحی این صفحه ستونها در خیلی از موارد با صفحه ستونهای حالت قبل مشترک میباشد. ویژگی خاصی که آنها را نسبت به صفحه ستونهای سازه های دو طرف مهاربند متمایز میکند وجود لنگر خمشی قابل توجه در پای ستون حول یکی از دو محور اصلی میباشد. این ستونها نیز بر حسب مکان آنها در وسط ، کنار یا گوشه باید تقسیم بندی شوند. غیر از آن بر حسب اتصال یا عدم اتصال به بادبند هم باید تقسیم بندی انجام گیرد. چون نکات کلی طراحی آنها مشابه صفحه ستونهای قبلی است در اینجا فقط به برخی نکات ویژه و خاص طراحی این صفحه ستونها اشاره میشود :
1- یکی از مهمترین اختلافات در روش طراحی این صفحه ستونها نسبت به صفحه ستونهای سازه های دو طرف مهاربند در این است که چون به صفحه ستون لنگر خمشی و بار محوری ( و البته نیروی برشی ) به صورت همزمان وارد میشوند و لزوماً مقادیر ماکسیمم این مقادیر به طور همزمان رخ نمیدهند و حتی اگر هم رخ دهند لزوماً ماکسیمم شدن انها نشان از بحرانی بودن در طراحی صفحه ستون نیست ، فرآیند انتخاب ترکیب بار بحرانی جهت استخراج تلاشهای طراحی صفحه ستون خیلی مهم میباشد. انتخاب حالت بحرانی بر اساس قضاوت مهندسی باید انجام گیرد. بر این اساس به روش زیر میتوان عمل کرد:
الف - ابتدا برای صفحه ستونها یک تیپ بندی اولیه تعیین میکنیم. این تیپ بندی همانطور که قبلاً نیز بیان شد بر اساس فاکتورهایی مثل موقعیت ستون و سایز ستون و همچنین اتصال یا عدم اتصال ستون به بادبند میتواند انجام شود. ستونهایی که در یک تیپ قرار میگیرند بهتر است از لحاظ موقعیت ، سایز ستون ( البته به صورت تقریبی ) و وضعیت اتصال یا عدم اتصال به بادبند با هم مشترک باشند.
ب- برای هر تیپ از صفحه ستونها نقاط اتصال به ستون را در تراز صفحه ستون انتخاب کرده و برای کل ترکیب بارهای تشدید یافته خروجی واکنشهای تکیه گاهی را از نرم افزار استخراج میکنیم. ( علاوه بر ترکیب بارهای تشدید یافته باید ترکیب بارهای عادی را نیز در نظر داشت ؛ اما احتمال بحرانی شدن صفحه ستون تحت اثر ترکیب بارهای عادی معمولاً کم میباشد).
پ- از بین خروجی های هر تیپ چند ترکیب از نیروی محوری ، لنگر خمشی و نیروهای برشی باید جهت طراحی صفحه ستون انتخاب شود. حالت بحرانی جهت طراحی به احتمال زیاد یکی از حالات زیر است :
- حالتی که بیشترین بار محوری فشاری به صفحه ستون وارد میشود
- حالتی که بیشترین لنگر خمشی به صفحه ستون وارد میشود.
- حالتی که به طور همزمان لنگر خمشی و بار محوری فشاری وارد بر صفحه ستون مقداری قابل توجه است.
- حالتی که نسبت لنگر خمشی به بار محوری فشاری ( به بیان دیگر برون از مرکزیت بار محوری نسبت به مرکز صفحه ستون ) از بقیه حالات بیشتر است.
- حالتی که بیشترین نیروی کششی به صفحه ستون وارد میشود ( این حالت در مورد صفحه ستونهای متصل به بادبند بیشتر صادق است).
طراحی صفحه ستون برای تمام حالات فوق سخت و وقتگیر است. به همین جهت از بین حالات فوق با قضاوت مهندسی حداقل دو حالت و حداکثر سه حالت را انتخاب کرده و بر اساس آن طراحی صفحه ستون را انجام میدهیم.
ت- کلیت روش طراحی این صفحه ستونها که حاوی لنگر خمشی هستند در کتابهای مختلف درج شده است. غیر از آن تمام اصول ذکر شده برای صفحه ستونهای سازه دو طرف مهاربند هم در اینجا صدق میکند.
ث- در مورد صفحه ستونهای گوشه یا کناری در صورتی که مرکز ستون بر مرکز صفحه ستون منطبق نبود باید به لنگر موجود ، لنگر ناشی از برون از مرکزیت بار نسبت به مرکز صفحه ستون هم اضافه شود. در مورد صفحه ستونهایی که هر دو طرف دارای لنگر خمشی هستند میتوان طبق قضاوت مهندسی بیان شده برای ستونهای گوشه در سازه دو طرف مهاربند عمل کرده و یکی از لنگرهای خمشی را حذف کرده و به لنگر خمشی جهت مقابل اضافه نمود.
ج- در چیدمان بولتها بهتر است که بولتها را در دو وجه کناری صفحه ستون و به موازات بعدی از صفحه ستون که حول آن تحت خمش است قرار دهیم. بولتهای دیگری که در دو وجه دیگر صفحه ستون قرار داده میشود بهتر است در محاسبه صفحه ستون در برابر خمش نادیده گرفته شوند و فقط جهت تحمل نیروی کششی و برشی در صفحه ستون لحاظ شوند.
