مزایای ساختمان فلزی:

مقاومت زیاد: مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است ، به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع ، ساختمانهائی که برزمینهای سست قرارمیگیرند ، حائز اهمیت فراوان میباشد .

خواص یکنواخت : فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه میشود ، یکنواخت بودن خواص آن میتوان اطمینان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجی تحت تاثیر قرار نمی گیرد ، اطمینان در یکنواختی خواص مصالح در انتخاب ضریب اطمینان کوچک مؤثر است که خود صرفه جو یی در مصرف مصالح را باعث میشود .

دوام : دوام فولاد بسیار خوب است ، ساختمانهای فلزی که در نگهداری آنها دقت گردد . برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود .

خواص ارتجاعی : خواص مفروض ارتجاعی فولاد با تقریبی بسیار خوبی مصداق عملی دارد . فولاد تا تنشهای بزرگی از قانون هوک بخوبی پیروی مینماید . مثلآ ممان اینرسی یک مقطع فولادی را میتوان با اطمینان در محاسبه وارد نمود . حال اینکه در مورد مقطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشد .

شکل پذیری : از خاصیت مثبت مصالح فلزی شکل پذیری ان است که قادرند تمرکز تنش را که در واقع علت شروع خرابی است ونیروی دینامیکی و ضربه ای را تحمل نماید ،در حالیکه مصالح بتن ترد و شکننده در مقابل این نیروها فوق العاده ضعیف اند. یکی از عواملی که در هنگام خرابی ،عضو خود خبر داده و ازخرابی ناگهانی وخطرات ان جلوگیری میکند.

پیوستگی مصالح : قطعات فلزی با توجه به مواد متشکله آن پیوسته و همگن می باشد و ولی در قطعات بتنی صدمات وارده در هر زلزله به پوشش بتنی روی سلاح میلگرد وارد میگردد ، ترکهائی که در پوشش بتن پدید می آید ، قابل کنترل نبوده و احتمالا" ساختمان در پس لرزه یا زلزله بعدی ضعف بیشتر داشته و تخریب شود .

مقاومت متعادل مصالح،مقاومت : مصالح فلزی در کشش و فشار یکسان و در برش نیز خوب و نزدیک به کشش و فشار است .در تغییر وضع بارها، نیروی وارده فشاری ، کششی قابل تعویض بوده و همچنین مقاطعی که در بار گذاری عادی تنش برشی در انها کوچک است ، در بارهای پیش بینی شده ،تحت اثر پیچش و در نتیجه برش ناشی از ان قرار میگیرند. در ساختمانهای بتنی مسلح مقاومت بتن در فشار خوب ، ولی در کشش و یا برش کم است. پس در صورتی که مناطقی احتمالا تحت نیروی کششی قرار گرفته و مسلح نشده باشد تولید ترک و خرابی مینماید.

انفجار : در ساختمانهای بارهای وارده توسط اسکلت ساختمان تحمل شده ، از قطعات پرکننده مانند تیغه ها و دیواره ها استفاده نمی شود . نیروی تخریبی انفجار سطوح حائل را از اسکلت جدا می کند و انرژی مخرب آشکار میشود ، ولی ساختمان کلا" ویران نخواهد گردید . در ساختمانهایی بتن مسلح خرابی دیوارها باعث ویرانی ساختمان خواهد شد .

تقویت پذیری و امکان مقاوم سازی : اعضاء ضعیف ساختمان فلزی را در اثر محاسبات اشتباه ، تغییر مقررات و ضوابط ، اجراء و .... میتوان با جوش یا پرچ یا پیچ کردن قطعات جدید ، تقویت نمود و یا قسمت یا دهانه هائی اضافه کرد .

شرایط آسان ساخت و نصب : تهیه قطعات فلزی در کارخانجات و نصب آن در موقعیت ، شرایط جوی متفاوت با تمهیدات لازم قابل اجراء است .

سرعت نصب : سرعت نصب قطعات فلزی نسبت به اجراء قطعات بتنی مدت زمان کمتری می طلبد .

پرت مصالح : با توجه به تهیه قطعات از کارخانجات ، پرت مصالح نسبت به تهیه و بکارگیری بتن کمتر است .

وزن کم : ‌میانگین وزن ساختمان فولادی را می توان بین 245 تا 390 کیلوگرم بر مترمربع و یا بین 80 تا 128 کیلوگرم بر مترمکعب تخمین زد ، درحالی که در ساختمانهای بتن مسلح این ارقام به ترتیب بین 480 تا 780 کیلوگرم برمترمربع یا 160 تا 250 کیلوگرم برمترمکعب می باشد .

اشغال فضا :‌ در دو ساختمان مساوی از نظر ارتفاع و ابعاد ، ستون و تیرهای ساختمانهای فلزی از نظر ابعاد کوچکتر از ساختمانهای بتنی میباشد ، سطح اشغال یا فضا مرده در ساختمانهای بتنی بیشتر ایجاد میشود .

کمانش جانبی

نمونه تیر لانه‌زنبوری، مطابق استاندارد ایران و با بودن ورق اضافی در جان و جوش تمام نفوذی تحت بار متمرکز در وسط دهانه، به روشنی نشان داده شده است که در مورد تیر لانه‌زنبوری در ناحیه برش ثابت ، در جان مقطع توپر تحت تاثیر لنگر خمشی بزرگتر، یعنی جان نزدیکتر به وسط دهانه، اتفاق می‌افتد. و با افزایش لنگر، مقاومت در مقابل کمانش جانبی - پیچشی جان کاهش می‌یابد. در مورد تیرهای کوتاه، ظرفیت باربری با وقوع کمانش جانبی - پیچشی تیر محدود می‌گردد. در مورد تیرهای بلندتر گرچه پلاستیسته گسترده به علت تشکیل مکانیسم کلی و ویرندلی مشاهده می‌گردد، معذلک به علت اثرات سخت‌شدگی تنجشی به خصوص در حالت مکانیسم ویرندلی، ظرفیت نهائی تیر با بروز یکی از صورت‌های کمانش کنترل می‌گردد و در صورتیکه تیر دارای تکیه‌گاههای جانبی کامل باشد، کمانش جانبی - پیچشی جان ظرفیت نهائی تیر را کنترل می‌نماید و در صورت عدم تامین تکیه‌گاههای جانبی کافی در تیرهای نسبتا بلند، کمانش جانبی - پیچشی کل تیر اتفاق می‌افتد. طبق توصیه‌های ارائه شده توسط مالک (1371) در ضمیمه الف مبحث دهم مقررات ملی ساختمان مبنی بر رعایت حداقل شعاع برش در گوشهء بازشوها به اندازهء rmin=0/07Ds (Ds ارتفاع تیر پایه) که قبلا از طریق تئوریک توسط مالک تعیین گردیده بود، در اینجا از طریق آزمایش به تایید رسید و مشخص گردید که وجود این قوس باعث جلوگیری از گسیختگی ناشی از شکست گوشه‌های بازشو، در اثر تمرکز تنش ، حتی پس از بروز پلاستیستهء گسترش و همچنین افزایش قابل ملاحظه مقاومت در مقابل کمانش موضعی جان در این محل می‌گردد. آزمایشات انجام شده روی تیرهای با ورق اضافی میانی، نشان داد که گرچه مقاومت در مقابل خمش اینگونه تیرها با افزایش ارتفاع، افزایش می‌یابد، معذلک در صورت عدم جلوگیری از بروز پدیده کمانش جانبی - پیچشی جان، ظرفیت نهائی تیر نسبت به تیر لانه‌زنبوری ساخته شده با همان مقطع و طول دهانه ولی بدون ورق میانی که دارای ارتفاع کمتری است ، به علت وقوع کمانش جانبی - پیچشی جان و متعاقبا گسیختگی در محل جوش ، کاهش می‌یابد و لذا در صورت لزوم افزایش مقاومت خمشی، ضرورت دارد به نحوی از وقوع کمانش جانبی - پیچشی جان با تامین تکیه‌گاه جانبی یا تقویت مناسب جان، جلوگیری می‌شود. همچنین مقایسه نتایج حاصله از این آزمایشها و نتایج روشهای موجود ارائه شده توسط دیگران نشان‌دهندهء عدم جوابگوئی روشهای موجود در پیش‌بینی بار کمانش جانبی - پیچشی جان این تیرها می‌باشد. با توجه به استفاده زیاد از تیر آهن لانه زنبوری ساخته شده از پروفیل "IPE180" در کشور، نتایج بدست آمده از آزمایشها، راهنمای مناسبی در زمینه مقاومت این پروفیل در مقابل کمانش جانبی - پیچشی جان برای طراحی این تیرها می‌باشد. در عین حال از طریق روش تفاضلهای محدود و روش انرژی و روشهای تقریبی بار الاستیک کمانش جانبی - پیچشی جان محاسبه گردیده است که مقدمات لازم را برای تحقیقات گسترده‌تر جهت تعیین ظرفیت نهائی باربری جان تیر لانه‌زنبوری در مقابل این اثر به دست می‌دهد. با توجه به نتایج تنجش سنج‌ها مشخص گردیده است که کمانش جانبی - پیچشی جان تیراستاندارد ایران در حیطه الاستوپلاستیک رفتار مصالح و در ترکیب با اثرات سخت‌شدگی تنجشی اتفاق می‌افتد. برای جلوگیری از کمانش جانبی - پیچشی جان در مقاطع بحرانی می‌توان، در امتداد قطرهای فشاری تسمه‌هائی به طول وجه گوه به سطح جان اتصال داد، یا تسمه را در قسمت لبه گوه طوری قرار داد که دو سمت جان تسمه به لبه گوه جوش می‌شود و یا از ورق‌های پرکنندهء موضعی یا کلی سوراخ جان بهره گرفت .

تیرچه فلزی بدون شمع

برای انجام این کار ابتدا مروری بر وظایف و عملکرد کشها در ساختمانها انجام میدهیم . از عمده عملکرد کشها میتوان سه مورد زیر را نام برد :

۱. بکار گیری در هنگام نصب اسکلت برای شاقول کردن ستونها .
۲. بعنوان عضوی از دیافراگم سقف برای تحمل کشش در مقابل نیروهای زلزله .
۳. بعنوان تکیه گاه جانبی برای ستونها و نهایتاً تعریف کردن طول کمانش آنها .

برای حذف این عضو از سیستم سقف باید برای کلیه موارد فوق جایگزینی مناسب تعبیه نمود .

- در خصوص بند یک میتوان با استفاده از نصب اعضای موقت ، ستونها را شاقول نموده و پس ازانجام عملیات اجرای سقف اعضای فوق را در قسمتهای دیگر ساختمان استفاده نمود .

- در مـورد بنـد دو ، بـررسی کفایت مقطع دیـافراگم سقف یکبار بـدون حذف کشها و یکبار بـا حذف کشها و جـایگزینی بـال تحتانی تیرچه هـا در فواصـل ۷۵ cm نشان میدهد کـه ظرفیت بـاربری مقطع دیـافراگم بـا جایگزینی تیرچه های فلزی و جوش دادن آنها به پلها بیشتر از حالتی است که تنها کشها را در محاسبات منظور مینماییم ضمناً این نکته نیز قابل توجه میباشد که مقطع کشها هنگامی میتوانند بعنوان عضو کشش در دیافراگم عمل نمایند که طول جوش و تکیه گاه مناسب داشته باشند در صورتیکه دراین سقف بـا توجه به اینکه سطح مقطع بال تحتانی تیرچه ها محدود و تعداد آنها قابل توجه میباشد ، همیشه طول جوش تکیه گاه بـرای عملکرد بال تحتانی در کشش کفایت میکند .

فهرست

عنوان صفحه

کمانش جنوبی 1

تیرچه فلزی بدون شمع 3

سقف تیرچه فلزی بدون شمع چیست ؟ 6

سازه های فلزی 15

شاهتیرها 17

پلهای مرکب 18

مزایای ساختمان فلزی 25

معایب ساختمانهای فلزی 30

سقف کرومیتی 31

منابع

تحقیق مزایای ساختمان فلزی

مقاومت زیاد: مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر است ، به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع ، ساختمانهائی که برزمینهای سست قرارمیگیرند ، حائز اهمیت فراوان میباشد .

خواص یکنواخت : فلز در کارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه میشود ، یکنواخت بودن خواص آن میتوان اطمینان کرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجی تحت تاثیر قرار نمی گیرد ، اطمینان در یکنواختی خواص مصالح در انتخاب ضریب اطمینان کوچک مؤثر است که خود صرفه جو یی در مصرف مصالح را باعث میشود .

دوام : دوام فولاد بسیار خوب است ، ساختمانهای فلزی که در نگهداری آنها دقت گردد . برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود .

خواص ارتجاعی : خواص مفروض ارتجاعی فولاد با تقریبی بسیار خوبی مصداق عملی دارد . فولاد تا تنشهای بزرگی از قانون هوک بخوبی پیروی مینماید . مثلآ ممان اینرسی یک مقطع فولادی را میتوان با اطمینان در محاسبه وارد نمود . حال اینکه در مورد مقطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشد .

شکل پذیری : از خاصیت مثبت مصالح فلزی شکل پذیری ان است که قادرند تمرکز تنش را که در واقع علت شروع خرابی است ونیروی دینامیکی و ضربه ای را تحمل نماید ،در حالیکه مصالح بتن ترد و شکننده در مقابل این نیروها فوق العاده ضعیف اند. یکی از عواملی که در هنگام خرابی ،عضو خود خبر داده و ازخرابی ناگهانی وخطرات ان جلوگیری میکند.