حالات حدی در طراحی سوله
حالات حدی در طراحی سازه اسکلت فلزی
بهینه سازی و طراحی, سازه, سازههای اسکلت فلزی, مشاوره
برای طراح سازه، بسیار مهم است که از سازه و تسهیلات طراحی شده توسط خودش اطمینان حاصل نماید:
مطابق با هدف
ایمن
اقتصادی و با دوام
بنابراین ایمنی بالاترین مسئولیت یک طراح سازه است. اما بسیار سخت است که بگوییم یک طراحی تا چه حدی ایمن است، چون متغیر بودن مقاومت مصالح، و بارگذاری بسیار پراهمیت است. در ادامه عدم قطعیتهایی که در ایمنی سازه دخیل هستند بیان شده است:
عدم قطعیت در بارگذاری
عدم قطعیت در مقاومت مصالح
عدم قطعیت در ابعاد و رفتار سازه
تمامی این عدم قطعیتها امکان بیان گارانتی برای یک سازه ایمن را امکانن ناپذیر میسازند. بنابراین، برای طراح بسیار مهم است که از نبودن ریسک خرابی یا کم بودن آن اطمینان حاصل نماید.
برای اطمینان از اینکه ریسک خرابی پایین است، طراح باید سازه را براساس مقاومت مشخصه طراحی نماید. فرض کنید، یک تیر برای یک بارکذاری مشخصه معین طراحی شده است، مقاومت مشخصه آن باید بیشتر از لنگر خمشی تولید شده توسط بارگذاری مشخصه باشد. اما مقاومت مشخصه مصالح به خودی خود ثابت نیست، در هر المان حتی با مصالح یکسان متفاوت است.
قابلیت اعتماد به سازه اسکلت فلزی
شکل ۱ – قابلیت اعتماد به سازه اسکلت فلزی
بار حداکثر نیز متغیر است و بنابراین اثرات تغییرات بار مانند لنگر خمشی با المانهای سازه متفاوت در طول عمر آنها بسیار مهم است. تغییرات حتی به صورت المان به المان به صورت بار وارده بر سازه و توزیع بار در سازه اتفاق میافتد. بنابراین، اگر یک المان سازه تحت بار سنگین قرار گیرد، که از مقاومت آن بیشتر میشود، المان سازه خراب میشود.
از این رو، ضرایب اطمینان برای حصول مقاومت مشخصه یا بار مشخصه استفاده میشود، بنابراین، برای حداقل نمودن اثرات عدم قطعیت در شرایط بارگذاری و مقاومت مصالح این تمهیدات اخذ میشود.
مقاومت مشخصه فلز فولاد به صورت مقدار مقاومتی است که زیر آن نه بیشتر از آنچه به صورتی درصدی در تستها مطرح شدهریال انتظار خرابی وجود ندارد. در طراحی معمولا مقاومت تسلیم مشخصه به عنوان ننش تسلیم طوری تعیین میشود که پایینتر از آن تا ۵ درصد مقدار تعیین شده تست انتظار خرابی نمیرود، مقاومت مصالح انتظار میرود که از ۰٫۹۵ تعیین شده توسط تست بیشتر باشد. بار مشخصه مقداری است که یک احتمال قابل قبول دارا باشد که این مقدار بار در طول عمر سازه بیشتر نگردد، بار سازه از مقدار ۰٫۹۵ درصد بار مشخصاه تعیین شده در هر زمانی بیشتر نشود.
حالات حدی شرایطی هستن که در آن یک سازه، با توجه به هدفی که برای آن طراحی و ساخته شده است، خراب میشود و آسسیب پذیر است. دو حالت حدی وجود داردکه در مرحله طراحی بررسی میگردد:
حالت حدی مقاومت:
مقاومت (تسلیم، کمانش)
پایداری سازه در مقابل لغزش و واژگونی
شکست المانهای سازه به دلیل خستگی
تخریب و فروریزش پلاستیک سازه
شکست ترد المانهای سازه
حالت حدی بهرهبرداری
تغییرشکل المانهای سازه
ارتعاش سازه یا برخی از از بخشهای آن
چک خستگی شامل آسیب غیرقابل تعمیر به دلیل شکست
خردگی در فلز
مخاطرات آتشسوزی در سازهها
بنابراین، میتوان گفت که حالت حدی مقاوت به از دست رفتن تعادل سازه و پایداری آن میپردازد. حالت حدی بهرهبرداری به حالاتی اطلاق میشود که عملکرد سازه قابل قبول باشد. حدود مانند خردگی، شکست ترد در محاسبات طراحی پوشش داده نمیشوند. این موارد را میتوان در کیفیت مصالح مصرفی منظور نمود و توسط تولیدکننده مصالح در نظر گرفته شده و به طراحان گزارش میشود. برای مثال خوردگی را میتوان با روشهای حفاظت مانند رنگآمیزی، شکست ترد نیز با مشخصات مصالح مانند منظور شکلپذیری قابل تنظیم است.
اسکلت فلزی, بهره برداری اسکلت فلزی, حالت حدی, طراحی, طراحی اسکلت فلزی
