4.2 تنش هاي ثانويه در خرپاها

در بسياري از موارد در طراحي خرپاها و شاهتيرهاي مشبک، نيازي به در نظر گرفتن تنش هاي ثانويه نيست. با اين حال، اين تنش ها بايد براي خرپاهاي سنگين مورد استفاده در ساختمان هاي صنعتي و پل ها محاسبه شوند.

براي خريد و دريافت اطلاعات درباره  تيرچه کروميت به اين صفحه مراجعه کنيد.

تنش هاي ثانويه ناشي از:

خروج از مرکزيت در اتصالات

بارهاي اعمال شده بين گره هاي خرپا

لنگرهاي ناشي از اتصالات صلب و خيز خرپا.

جزئيات آنها در زير مورد بحث قرار مي گيرند:

-         خروج از مرکزيت در اتصالات

ساخت خرپا بايد دقيق باشد به طوري که هر دو محور مرکزي اعضاي خرپا يا خطوط ميان تار اتصالات پيچي در يک نقطه در گره ها به يکديگر برسند. در غير اين صورت، اعضا و اتصالات بايد به گونه اي طراحي شوند تا در برابر لنگرهاي خمشي ناشي از خروج از مرکزيت، مقاومت کنند. اين لنگرها بايد بين اعضايي که در مفاصل به هم مي رسند با توجه به سختي هاي پيچشي آنها تقسيم شوند. تنش هاي ناشي از خروج از مرکزيت هاي کوچک اغلب ناديده گرفته مي شوند.

-         بارهاي اعمال شده بين گره هاي خرپا

لنگرهاي ناشي از اين بارها و تنش هايي که همراه با آن ها به علت بارهاي محوري اوليه ايجاد مي شود بايد محاسبه شوند؛ به همين دليل است که بايد اعضاي مربوطه به عنوان تير ستون طراحي شوند. اين وضعيت اغلب در خرپاهاي سقفي رخ مي دهد که در آن بارها به اعضاي افقي فوقاني از طريق پرلين ها اعمال مي شود که ممکن است در گره ها قرار نداشته باشد. روش محاسبه دستي در ابتدا به منظور تجزيه و تحليل خرپاهايي است که بارهاي اعمال شده در گره ها مي باشد و باعث ايجاد نيروي محوري در اعضا مي شود. سپس يک تجزيه و تحليل جداگانه براي خمش عضو افقي فوقاني انجام مي شود که به عنوان يک تير پيوسته در نظر گرفته مي شود. گره E به دليل تقارن ثابت مي باشد، اما گره A را بايد به صورت مفصلي در نظر گرفت؛ در غير اين صورت و اگر اتصال بين خرپا و ستون به صورت مفصلي د رنظر گرفته شود، لنگر خمشي به عضو افقي تحتاني منتقل خواهد شد. عضو افقي فوقاني براي تحمل بار محوري و خمشي طراحي شده است. تجزيه و تحليل کامپيوتري آن نيز در زير ذکر شده است.

-         لنگر ناشي از مفاصل صلب و خيز خرپا

تنش هاي ناشي از لنگرهاي ثانويه در خرپاها با اعضاي ضخيم و کوتاه اهميت زيادي دارند. يک سري قوانين تقريبي در هنگام انجام اين تحليل ها در نظر گرفته مي شوند. اگر لاغري اعضاي افقي در صفحه خرپا بيشتر از 50 باشد و در بيشتر اعضاي جان بيشتر از 100 باشد، مي توان از اثر تنش هاي ثانويه چشم پوشي کرد. در خرپاهاي ساختماني، بارها عمدتا استاتيکي هستند و لازم نيست اين تنش ها محاسبه شوند. حداکثر تنش هاي ناشي از لنگرهاي ثانويه در انتهاي اعضا اتفاق مي افتد و به احتمال زياد باعث فروپاشي سازه نمي شود. با اين حال، هنگامي که اثرات ناشي از خستگي قابل توجه باشد، اين تنش هاي ثانويه بايد مورد توجه قرار گيرند. روش تجزيه و تحليل لنگرهاي ثانويه در زير آمده است.

4.3 تجزيه و تحليل الاستيک دقيق

با توجه به روش ماتريس سختي در تجزيه و تحليل قاب ها، مي توان با استفاده از يک روش تحليل قاب ساده،، يک تير پيوسته، يک سازه با اتصالات صلب، خرپاهاي پيوسته و يا خرپاهايي که بارها در بين گره ها اعمال مي شود را تجزيه و تحليل کرد. همچنين مي توان خرپا را با استفاده از خروج از مرکزيت اتصالات مدل سازي کرد. اندازه اعضا بايد با استفاده از تجزيه و تحليل دستي از پيش تعيين شود. تمام اطلاعات مورد نياز براي طراحي، خروجي هايي نظير خيز اتصالات است.

مهم است که يک روش سازگار براي تحليل و طراحي استفاده شود. اين به اين معني است که اگر لنگرهاي ثانويه ناديده گرفته شوند، نيروهاي محوري اصلي که بايد در طراحي استفاده شوند، بايد از تحليل ساده خرپا به عنوان يک قاب استخراج شوند. نيروهاي محوري حاصل از تجزيه و تحليل کامپيوتري قاب صلب مي تواند به طور قابل توجهي توسط لنگرهاي مشترک اصلاح شود.

کميته استاندارد ساختمان 

2. اعضاي اريج

خرپا، شاهتير مشبک و اعضاي مهاربندي براي ساختمان ها معمولا از موارد زير انتخاب مي شوند:

مقاطع باز، مقاطع زاويه دار، کانال ها، مقاطع T شکل و مفصل ها.

مقاطع ترکيبي، به عنوان مثال: مقاطع دو زاويه اي و کانال ها.

مقاطع بسته، در عمل مقاطع توخالي سازه اي.

براي دريافت اطلاعات و قيمت انواع تيرچه صنعتي ، تيرچه بتني مي توانيد با شماره هاي 02176217155 | 09121090096

براي پل ها، اعضا از موارد زير انتخاب مي شوند:

مقاطع نورد شده

مقاطع مرکب

مقاطع H شکل و جعبه اي.

انتخاب اعضا به محل، استفاده، طول دهانه، نوع اتصال و ظاهر مورد نياز بستگي دارد. مقاطع توخالي گران تر از مقاطع باز هستند، اما براي حفظ و نگهداري از آنها بهتر و ارزان مي باشد. با اين حال، در خرپاهايي که در معرض هوا قرار دارند در شکاف هايي که در موقعيت هاي گودال تشکيل مي شوند احتمال وقوع خوردگي وجود دارد. زاويه ها مقاطعي هستند که به طور سنتي براي ساخت خرپاها در دهانه هاي کوچک استفاده مي شوند.

3. بارگذاري بر روي خرپاها و شاهتيرهاي مشبک

1-  بارهاي مرده: اينها توسط وزن سازه، ورق ها، عرشه ها، کف يا سقف کاذب، پرلين ها، تيرها، عايق کاري ها، سقف، تاسيسات و تمام روکش ها ايجاد مي شوند. بارهاي مرده در هر ساخت و ساز خاص بايد با توجه به وزن مواد داده شده در کتابچه هاي راهنماي توليد کنندگان مصالح با دقت برآورد شوند.

2-  بارهاي اعمال شده: اين موارد در Eurocode 1 براي طبقه هاي مختلف ساختمان و براي سقف هايي با يا بدون دسترسي داده مي شوند. بار اعمال شده ممکن است تمام يا بخشي از عضو را پوشش دهد و بايد به گونه اي اعمال شود تا شديدترين اثر را به همراه داشته باشد.

3- بارهاي باد: اين موارد در Eurocode 1 داده مي شوند و مي توانند با توجه به محل ساختمان، ابعاد آن و اندازه بازشوها در نماي آنها برآورد شوند. باد عموما باعث بلندشدگي سقف ها مي شود و اين مي تواند منجر به چرخش و واژگوني اعضاي خرپا در ساخت و سازهاي سبک شود. در ساختمان هاي چند طبقه، باد موجب افزايش بارهاي افقي مي شود که مهاربندها بايد در برابر آن مقاومت کنند.

در موارد خاص، خرپاها بايد در برابر بارهاي ديناميکي، لرزه اي و موجي مقاومت کنند. بايد به بارهاي غيرمعمول که در هنگام ساخت و ساز اعمال مي شود، توجه ويژه اي شود. خرابي ها ممکن است در اين مرحله اتفاق بيفتد زماني که پشتيباني جانبي نهايي سيستم به طور کامل نصب نشده است.

براي پل ها، علاوه بر بارهاي مرده و اثرات عمودي بارهاي زنده ناشي از بارگذاري بزرگراه يا راه آهن، بايد تاثيرات افقي بار زنده را نيز در نظر گرفت. اين شامل اثرات ترمز و کشش سطح جاده، بارهاي گريز از مرکز و بارهاي ناشي از لغزش خودرو مي باشد. اثرات دما در برخي پل ها قابل توجه است.

4. تجزيه و تحليل خرپاها

4.1 عمومي

خرپاها ممکن است تک دهانه، معين يا نامعين استاتيکي باشند، يا ممکن است در بيش از دو يا چند دهانه، پيوسته باشند. در اين بخش تنها خرپاهاي تک دهانه، معين استاتيکي در نظر گرفته شده اند.

با اين حال، در خرپاها بايد تحليل ها به طور کلي صورت گيرد و امکان تحليل موضعي در بخشي از خرپا وجود ندارد.

روش هاي دستي تجزيه و تحليل براي خرپاها که در آنها بار در گره ها اعمال مي شوند شامل: روش حل گرهي، روش حل مقطعي و نمودار نيرو است. روش حل گرهي سريع ترين روش براي تجزيه و تحليل تيرهاي مشبک شيبدار موازي است که تمام نيروها در آن مورد نياز است. روش حل مقطعي زماني کاربرد دارد که مقادير نيروها تنها در چند عضو مهم مورد نياز است. نمودار نيرو نيز بهترين روش تحليل دستي عمومي است. برنامه هاي کامپيوتري زيادي نيز براي تجزيه و تحليل خرپاها موجود هستند.