پروژه بررسی سازه‌ های فولادی در 65 صفحه ورد قابل ویرایش

تاریخچه سازه های فولادی

 

استفاده از فلز به عنوان مصالح سازه ای ، به ساخت یک پل قوسی در انگلستان به دهانه 30 متر با استفاده از اعضای چدنی بین سال های 1777 تا 1779 بر می گردد. بین سالهای 1780 تا 1820 میلادی ، پل های چدنی متعددی به همین شیوه ساخته شد . تیر اصلی این پل ها ‏ خراپاهای قوسی با اعضایی از جنس چدن بود . چدن برای ساخت زنجیرها و آویزهای پل های معلق اولیه تا حدود سالهای 1840 مورد استفاده قرار می گرفت .

 

حدودا از سال 1840، به تدریج آهن کم کربن (چکش خوار ) جایگزین چدن معمولی درامر ساختمان سازی شد . قدیمیترین مثال مهم دراین زمینه ‏، پل چهار دهانه بریتانیا در ویلز با دهانه های 70،140،140،70 متر می باشد که برای ساخت آن از ورق ها و نبشی هایی از جنس آهن کم کربن استفاده گردید.

 

با تولید و نورد نیمرخ های مختلف ازجنس چدن و آهن کم کربن ، استفاده از این دو فلز ، گسترش بیشتری یافت . نورد میلگرد ها درسال 1780 و نورد ریل ها در سال 1820 شروع شد که نهایتا به نورد نیمرخ های I شکل درسال 1870 انجامید .

 

ابداع روش بسمر درسال 1855 و توسعه و تکامل آن درسال 1870 ، باعث افزایش کاربرد چدن و مشتقات آن درساختمان گردید . ازسال 1890 به تدریج فولاد جایگزین آن کم کربن درامر ساختمان سازی شد . درحال حاضر فولاد از عمده ترین مصالح ساختمانی می باشد که با تنش های جاری شدن (تسلیم ) ، 2400 تا 7000 کیلوگرم برسانتی متر مربع به منظورهای مختلف تولید می شود . مشخصات انواع مختلف فولاد و خواص آنها دربخش های دیگر همین فصل مورد بررسی قرار می گیرد .

 

ساختمان های فولادی

 

سازه های فولادی به سه گروه اساسی طبقه بندی می شوند :

 

الف : سازه های قاب بندی شده که مجموعه ای اعضای محوری ، خمشی و یا محوری – خمشی می باشند .

 

ب : سازه های پوسته ای که دراعضای آنها نیروی محوری قالب است .

 

پ : سازه های معلق که دراعضای آنها نیروی کششی حاکم است .

 

سازه های قاب بندی شده

 

اکثر سازه های ساختمان های متداول دارای اسکلت قاب بندی شده می باشند . سازه های قاب بندی شده ترکیبی از تیرها و ستون ها می باشند که با استفاده از اتصالات صلب و یا ساده به یکدیگر متصل شده اند . سازه های قاب بندی شده ممکن است به صورت ساختمان های چند طبقه و درشکل 1-2 مثال هایی از ساختمان های صنعتی نشان داده شده است . به طور کلی سازه های قاب بندی شده از ترکیب دو سری قاب صفحه ای عمود برهم بوجود آمده و تشکیل قاب فضایی را می دهند . لیکن عملکرد قاب های موجود درهر امتداد ‏ تأثیری بر عملکرد قاب های امتداد دیگر ندارد . بنابراین تحلیل قاب های هر امتداد به طور مستقل به صورت صفحه ای انجام می شود . قاب های ساختمانی باید قادر به حمل نیروهای قائم و جانبی باشند . برای حمل بارهای جانبی یا از اتصالات صلب (شکل 1-1-الف ) و یا ازسیستم مهاربندی (شکل 1-1-ب) استفاده می شود . پل ها نیز از انواع سازه های قاب بندی شده هستند که درشکل 1-3 مثال هایی از آنها نشان داده شده است .

 

سازه های پوسته ای

 

سازه های پوسته ای به صور گوناگون از قبیل منابع نگهداری مایعات و گازهای تحت فشار ، سیلور ها ، سقف های گنبدی و موارد مشابه درعمل مورد استفاده قرار می گیرند که درشکل 1-4 مثال هایی از کاربرد آنها نشان داده شده است . مشخصه اصلی این سازه ها این است که فضاکار می باشند یعنی به علت اندرکنش اجزای موجود درامتداد های مختلف ، نمی توان آنها را بصورت ترکیبی از سازه های صفحه ای درنظر گرفت و برای تحلیل باید کل سازه به عنوان یک مجموعه واحد طراحی شود . تحلیل و طراحی چنین سازه هایی احتیاج به مهارت های ویژه ای دارد که هدف از این کتاب پرداختن به چنین موضوعاتی نمی باشد .

 

مقاومت درمقابل بارهای جانبی     مقاومت درمقابل بارهای قائم

 

الف – اتصالات صلب          ب – قاب مهاربندی شده

 

سازه های معلق

 

سازه های معلق اغلب درپوشش ها (سقف ها) و پل های دهانه بلند مورد استفاده قرار می گیرند. درچنین سازه هایی یک اسکلت قاب بندی شده وجود دارد (مثلا درپل سازی ، عبورگاه یا عرشه پل و درپوشش ها ، اسکلت سقف ) که توسط آویزهایی از کابل های کششی اصلی آویزان است . استفاده از سازه های معلق درپل سازی بسیار متداول است .