سازه فلزی | ضریب نیروی لرزه ای سازع فلزی
حرکت زمین در اثر زلزله موجب اعمال نیروهای درونی در اجزاء ساختمان میشود ، بعبارت دیگر ساختمان برروی زمینی که بصورت تصادفی و غیر همگن در حال ارتعاش است ، بایستی ایستایی داشته و ارتعاش زمین را تحمل کند . در قابهای بتن مسلح که وزن بیشتر دارد ، ضریب نیروی لرزه ای بیشتر از قابهای فلزی است . تجربه نشان میدهد که خسارت وارده برساختمانهای کوتاه و صلب که در زمینهای محکم ساخته شده اند ، زیاد است . درحالیکه در ساختمانهای بلند و انعطاف پذیر ، آنهائی که در زمینهائی نرم ساخته شده اند ، صدمات بیشتری از زلزله دیده اند . بعبارت دیگر در زمینهای نرم که پریود ارتعاش زمین نسبتا” بزرگ است ، ساختمان های کوتاه نتایج بهتری داده اند و برعکس در زمینهای سفت با پریود کوچک ، ساختمان بلند احتمال خرابی کمتر دارند. عکس العمل ساختمانها در مقابل حرکت زلزله بستگی به مشخصات خود ساختمان از نظر صلبیت و یا انعطاف پذیری آن دارد و مهمترین مشخصه ساختمان در رفتار آن در مقابل زلزله ، پریود طبیعی ارتعاش ساختمان است.
سازه فلزی | اسکلت فلزی
تعریف:اسکلت بستهٔ متشکل از ستونها و تیرها ( افقی یا شیب دار ) و باد بند را قاب کامل می نامند.
توجه:قاب بدون بادبند را قاب ساده می نامند.
انواع قاب کامل در اسکلت فلزی
1)قاب با تیر های افقی:اسکلت فلزی بستهٔ است که از ستونها، تیر های افقی و بادبند تشکیل یافته است.
توجه:در ساختمان های اسکلت فلزی مرتفع ( حداقل 3 طبقه ) و یا طویل ( حداقل به طول 10 متر ) از بادبند استفاده می شود.
2)قاب با تیر های موّرب ( شیبدرا ):
الف) در حالت سوله
ب) در حالت خرپا
2-الف) قاب در حالت سوله:اسکلت فلزی بسته ای که از ستونها، تیر های موّرب ( ترک ) و بادبند تشکیل یافته است.
توجه:قاب در حالت سوله بصورت یک طبقه ساخته می شود. کابرد سوله، جهت پوشش دهانه های بزرگ ( 9 تا 60 متری و بیشتر ) استفاده می شود.
مثال: 1-کارخانه ها 2-سالنهای ورزشی 3- انبار های بزرگ 4-دامداری ها 5-آشیانه ها هواپیماها 6-کارگاهها و ….
قابها در حالت سوله، اههمّت خاصی از نظر مهندسی مدرن کسب نموده و به تدریج جایگزین ساختمانهای با پوشش خرپایی می گیرند.
فاصلهٔ قابها در حالت سوله:با توجه به اندازهٔ طول دهانه و مقدار بار وارده، فاصله هر قاب دیگر 4/5 تا 10 متر در نظر گرفته می شود.
انواع قاب شیبدار در حالت سوله
الف) قاب بدون ماهیچه ( یکنواخت )
ب) قاب با ماهیچه ( غیر یکنواخت )
1-ماهیچه در تیر مورب
2-ماهیچه در تیر موّرب و ستون
الف)قاب بدون ماهیچه ( یکنواخت ):در این قاب، مقطع ستون بصورت یکنواخت و ثابت است به بیان دیگر اندازه جان ستون،از پای ستون تا بالا ترین ارتفاع آن به یک اندازه می باشد، همچنین نمرهٔ تیر مورب ( تراورس ) از تیزه تا ستون، بصورت یکنواخت و ثابت می باشد.
توجه 1:تیر موّرب = تیر شیبدار = ترک = یال
توجه 2:تیزه = تارک
ب) قاب با ماهیچه ( غیر یکنواخت ):
1) ماهیچه در تیر موّرب:در این حالت، مقطع ستون به صورت یک نواخت و ثابت بوده ولی مقطع تیر موّرب، بطور غیر یکنواخت ساخته می شود.
2)ماهیچه در تیر موّرب و ستون:در این حالت، مقطع ستون مقطع تیر مورب، بطور غیر یکنواخت ساخته می شود.
سازه فلزی | انواع روشهای ساخت ماهیچه سوله
روش اول:
در کارگاه با استفاده از الگو، ورق فلزی را به اندازهٔ ماهیچه و تیر مایل بریده ( پلیت وسط ) سپس به پلیت بالایی و پلیت پایینی جوش می شود.
روش دوم:
1)استفاده از ورق مثلث ( پس از باز شدن بال پایینی ) روی بال پایینی و زیر جان تیر آهن.
2)استفاده از ورق مثلث، زیر بال پایینی تیر آهن ( در این حالت بال زیرین برش نمی خورد ).
توجه 1:در هر دو حالت، اتصال توسط جوش با نفوذ دو طرفه ورت می گیرد.
توجه 2:در حالت ( 1 ) از روش دو، بال پایینی تیر آهن به اندازه طول ماهیچه، برش می خورد ولی در حالت ( 2 ) از روش دوم، بال تیر آهن برش نمی خورد.
لاپه ریزی:اتصال سوله ها به یکدیگر در قسمت یالها، به وسیلهٔ پرلین ها ( لاپه ها ) صورت می گیرد.
توجه 1:فاصله تقریبی هر یک از لاپه ها از یکدیگر ( فاصله آکس تا آکس ) 100ساتی متر است.
سازه فلزی | بادبند سازه فلزی
هدف:جهت مقابله و مهار با نیروهای افقی ( باد زلزله و … ) از بادبند استفاده می شود.
1) بادبند افقی:
کاربرد:در قسمت سقف معمولاً بین دو بادبند قاعم بکار گرفته می شود.
توجه 1:بادبند افقی معمولاً از میلگرد به صورت ضرب دری ( قطری ) می باشد.
توجه2:حد اکثر مساحت هر ضربدری را 25 متر مربع در نظر می گیرند.
2)بادبند قائم:
کاربرد:باد بند قائم در بین دو ستون بکار گرفته می شود.
توجه 1:بادبند قائم یک ضلع از ساختمان، مقابل بادبند قائم در ضلع روبرویی اجرا می گردد.
توجه 2:بادبند قائم مورد استفاده در سوله ( ساختمان های طویل یک طبقه ) معمو لاً میلگرد یا نبشی می باشد.
سازه فلزی | سینه بند سوله سازه فلزی
کاربرد:جهت کاهش طول آزاد در عضوهای تحت نیروهای خمشی و فشاری سینه بند بکار گرفته می شود.
سازه فلزی | بند انبساط سازه فلزی
در سازه های قابی طویل ( حد اقل به طول 50 متر ) پیش بینی درز انبساط الزامی است ( مشروط به این که قاب، با دیوارهای مصالح بنایی در تماس باشد.)
توجه:تعداد واندازهُ ذرز انبساط، بستگی به موارد به قرار زیر دارد:
1-اندازهُ طول ساختمان 2_تغیرات درجهُ حرارت
سازه فلزی | اتصالات ستون به بیس پلیت در سوله
اتصالات پای ستون سوله با اتصالت دوگانه فرق می کند. در این نوع اتصالات، صفحهُ فلزی، بین پای ستون بیس پلیت قرار می گیرد که هدف از استفاده از صفحهُ فلزی روی بیس پلیت اسجاد انعطاف و حرکت جزیی در پای ستون می باشد.
سازه فلزی |انواع اتصالت پای سوله به بیس پلیت
1- انواع اتصال خطی ریلی:
اتصال خطی ریلی را اتصال (( مفصلی )) می نامند.در این نوع اتصال، صفحهُ زیر ستون، روی بیس پلیت، قرار می گیرد، بطوری که در محل سطح تماس این دو صفحهُ فلزی، بصورت فاق و زبانه پیش بینی می شود.( مقطع فاق و زبانه را می توان به شکل های مختلفی تنظیم نمود، از جمله مربع، مستطیل، ذوزنقه، و نیم دایره و …..)با وارد شدن نیرو، صفحهُ زیر ستون می تواند، روی بیس پلیت، بصورت ریلی حرکت کند که حرکت آن مختصر و جزیی خواهد بود.
2-اتصال نقطه ای:
این نوع اتصال تکیه گاهی را (کفشکی) می نامند. در این نوع اتصال صفحهُ زیر ستون روی بیس پلیت، قرار می گیرد، به طوری که در محل سطح تماس این دو صفحهُ فلزی، بصورت برجستگی ( مقعر ) و تو رفتگی ( محدَب ) در وسط صفحه و به حالت قوسی شکل، پیش بینی می گردد.در این حالت، با وارد شدن نیرو، صفحهُ زیر ستون می تواند، ری بیس پلیت، بصورت جزیی و مختصر، حرکت نماید.
3-اتصال پیچی:
انواع اتصال تکیه گاهی را ( مفصلی ساده ) می نامند. در این نوع اتصال، سطح نبشی های پای ستون،در محل تماس با بیس پلیت به اندازهُ قطر بلت، سوراخ شده و پس از عبور بلت از سوراخ ایجاد شده در نبشی با مهره بسته می شود و سطح تماس بال عمودی نبشی با ستون به طور آزاد بوده و جوش نمی شود تا هنگام وارد شدن نیرو، دارای حرکت خفیف انعطاف جزیی باشد در نتیجه همان خمشی از بین میرود و به بیان دیگر، خنثی می شود.
توجه 1:در اتصال پیچی، از 2 عدد بلت استفاده می سود. ولی در اتصالات اسکلت فلزی معمولی، حد اقل 4 عدد بلت استفاده می گردد و این تعداد به نسبت ابعاد صفحه افزایش می یابد ( به تعداد زوج2.4.6.8…..)
توجه 2:در اتصال پیچی، دو نبشی مورد نظر به دو حالت استفاده می شود:
الف) نبشی ها در دو طرف بالهای ستون واقع می شوند.
ب) نبشی ها در دو طرف جان ستون قرار می گیرند.
سازه فلزی | مزایای سازه فلزی پیش ساخته
از مهمترین مزایای سازه فلزی پیش ساخته میتوان به موارد ذیل اشاره کرد:
1. صرفه جویی در مصالح در ساخت سازه فلزی
2. صرفه جویی و سرعت بالا در مدت ساخت و نصب سازه فلزی
3. استفاده بیشتر از فضای زیر پوشش
4. مقاومت زیاد سازه فلزی
5. دوام زیاد سازه فلزی
6. خواص ارتجاعی در سازه فلزی
7. پیوستگی مصالح
8. تقویت پذیری و امکان مقاوم سازی در سازه فلزی
9. شرایط آسان ساخت و نصب سازه فلزی
10.سازه فلزی دارای وزن کمی است.
11. سازه فلزی مزیت اشغال کمتر فضا را داراست.
12. ضریب نیروی لرزه ای سازه فلزی
13. قیمت مناسب
و مزایا و ویژگی های متعدد فنی و مهندسی دیگر در سازه فلزی
سازه فلزی | سازه های ماکارونی
سازه های ماکارونی به سازه هایی اطلاق می شود ، که مصالح استفاده شده در آنها تنها ماکارونی و چسب می باشد . این سازه ها در مقیاس کوچکتر نسبت به سازه های واقعی طراحی و توسط ماکارونی و چسب ساخته می شوند و پس از ساخت مورد بارگذاری قرار می گیرند . در واقع این سازه ها به عنوان ماکت ساخته نمی شوند و سازه ای که بار بیشتری را تحمل می کند ، موفق تر خواهد بود . پل ( تحت بارگذاری یکنواخت ، متمرکز و متحرک ) ، Towercrain ، انواع قاب های ساختمانی و ستون های فشاری از جمله رایج ترین سازه های ماکارونی می باشند.
هر ساله در این راستا مسابقات بزرگی در دانشگاه های معتبر دنیا بین دانشجویان رشته مهندسی عمران برگزار می گردد . این دانشگاه ها از سالها پیش در این زمینه سرمایه گذاری کرده تا ذهن خلاق دانشجویان را فعال سازند و از طرحها و پژوهش های آنها در عمل استفاده کنند . طراحی و ساخت پل و ستون های فشاری رایج ترین رشته های این مسابقات می باشند . بطور مثال طراحی و ساخت پل خرپایی تنها با استفاده از 750 گرم ماکارونی ( معادل یک بسته ماکارونی ) که می تواند وزن زیادی را تحمل نماید . طول دهانه پل یک متر و حداکثر ارتفاع پل نیم متر می باشد . پل روی دو تکیه گاه که از یکدیگر یک متر فاصله دارند قرار می گیرد و تکیه گاهها فقط قادر به وارد کردن عکس العمل عمودی می باشند و هیچ عکس العمل افقی در تکیه گاهها بر پل وارد نمی شود . رکورد کسب شده در این رشته ( پل خرپایی ) معادل 176 کیلو گرم می باشد ، که این رکورد تقریبا 230 برابر وزن خود سازه می باشد . همچنین طراحی و ساخت سازه های فشاری که قادر به تحمل بار هایی بیش از نیم تن می باشند ، از دیگر نمونه های این سازه ها هستند . اینجا یک سئوال ممکن است مطرح می گردد ، آیا جنس ماکارونی در دست یافتن به رکورد های بالا موثر است ؟
در این زمینه تحقیقاتی روی محصول های مختلف شرکت های ماکارونی دنیا انجام گرفته و ماکارونی شرکت Rose ایتالیا به عنوان بهترین ماکارونی برای این هدف شناخته شده است . البته لازم به ذکر است که قدرت و مهارت طراح در ارائه یک طرح موفق ، بسیار مهم تر از جنس ماکارونی در رسیدن به رکورد های بالا می باشد .
ه فضایی در مجموع شامل اتصالات ریخته گری شده و ماشین کاری شده و اعضای لوله ای میباشد.
