این بخش به الزامات کمانش موضعی اجزای فشاری اعضای سازه و طبقه بندی آنها و نیز به تعاریف برخی دیگر از مشخصات مقاطع اعضا می پردازد. مقررات این بخش تحت عناوین زیر ارائه می گردد.

 ۱-۲-۲-۱۰ الزامات عمومی

 ۲-۲-۲-۱۰ طبقه بندی مقاطع فولادی از منظر کمانش موضعی

 ۳-۲-۲-۱۰ پهنای آزاد اجزای تقویت نشده

 ۴-۲-۲-۱۰ پهنای آزاد اجزای تقویت شده

 ۵-۲-۲-۱۰ تعیین سطح مقطع کل و خالص در اعضای سازه

 

۱–۲–۲–۱۰ الزامات عمومی

تأمین پایداری کل سازه و تمامی اعضا آن و نیز تمامی اجزای تشکیل دهنده مقاطع اعضا از الزامات تحلیل و طراحی است. پایداری اجزای تشکیل دهنده مقاطع اعضا در صورتی تأمین می شود که الزامات این بخش به نحو موثری در تحلیل و طراحی آنها لحاظ شده باشد.

 

۲–۲–۲–۱۰ طبقه بندی مقاطع فولادی از منظر کمانش موضعی

 ۱–۲–۲–۲–۱۰ طبقه بندی مقاطع فولادی از منظر کمانش موضعی برای فشار محوری

 برای فشار محوری، مقاطع فولادی به دو گروه زیر طبقه بندی می شوند.

 -مقاطع با اجزای غیرلاغر

 -مقاطع با اجزای لاغر

مقاطع با اجزای غیرلاغر به مقاطعی گفته می شوند که در آنها نسبت پهنا به ضخامت اجزای فشاری تشکیل دهنده مقطع عضو از λ_r مشخص شده در جداول ۱-۲-۲-۱۰ و ۲-۲-۲-۱۰ تجاوز ننماید. چنانچه نسبت پهنا به ضخامت هر یک از اجزای فشاری تشکیل دهنده مقطع عضو از λ_r مشخص شده در جداول ۱-۲-۲-۱۰ و ۲-۲ -۲ -۱۰ تجاوز نماید، در این صورت مقطع با اجزای لاغر محسوب می گردد.

تبصره: مطابق مقررات این مبحث، استفاده از مقاطع فولادی با اجزای لاغر در اعضایی که تحت اثر فشار محوری قرار دارند، مجاز نمی باشد.

 

۲–۲–۲–۲–۱۰ طبقه بندی مقاطع فولادی از منظر کمانش موضعی برای خمش

 برای خمش، مقاطع فولادی به سه گروه زیر طبقه بندی می شوند.

 -مقاطع فشرده

 -مقاطع غیر فشرده

-مقاطع با اجزای لاغر

الف) مقاطع فشرده به مقاطعی گفته می شوند که در آنها اولاً بال ها به طور سرتاسری و پیوسته به جان یا جان ها متصل باشند، ثانیاً نسبت پهنا به ضخامت اجزای فشاری تشکیل دهنده مقطع عضو از λ_p مشخص شده در جداول ۳-۲-۲-۱۰ و ۴-۲-۲-۱۰ تجاوز ننماید.

 ب) مقاطع غیرفشرده به مقاطعی گفته می شوند که در آنها نسبت پهنا به ضخامت یک یا چند جزء فشاری از مقطع عضو از λ_p مشخص شده در جداول ۳-۲-۲-۱۰ و ۴-۲-۲-۱۰ تجاوز نموده ولی از  λ_r مشخص شده در جداول ۳-۲-۲-۱۰ و ۴-۲-۲-۱۰ کوچکتر باشد.

 پ) مقاطع با اجزای لاغر به مقاطعی گفته می شوند که در آنها نسبت پهنا به ضخامت حداقل یکی از اجزای فشاری تشکیل دهنده مقطع عضو از λ_r مشخص شده در جداول ۳-۲-۲-۱۰ و ۴-۲-۲-۱۰ بزرگتر باشد.

  تبصره: مطابق مقررات این مبحث، از به کار بردن مقاطع فولادی با اجزای فشاری لاغر در اعضایی که تحت تأثیر تنش فشاری ناشی از خمش قرار دارند، باید خودداری شود، مگر برای جان تیرورق ها که در این صورت الزامات بخش های ۵-۲-۱۰ و ۶-۲-۱۰ باید تأمین گردد.

 

۳–۲–۲–۱۰ پهنای آزاد اجزای تقویت نشده

مطابق الزامات این بخش، اجزای تقویت نشده به اجزایی گفته می شوند که فقط در یک لبه در امتدادی به موازات نیروی فشاری نگهداری شده اند. پهنای آزاد چنین اجزایی باید به شرح زیر تعیین گردد.

الف) برای بال های نیمرخ های I و نیمرخ های سپری (T)، پهنای آزاد (b) برابر نصف پهنای کل بال (b_f) است.

ب) برای ساق های نیمرخ های نبشی((L و بال های نیمرخ های ناودانی (U) و نیمرخ های Z شکل پهنای آزاد (b) معادل کل بعد اسمی بال است.

 پ) برای مقطع ساخته شده از ورق، پهنای آزاد (b) برابر فاصله بین لبه آزاد تا اولین ردیف وسایل اتصال یا خط جوش است.

 ت) برای تیغه (جان) نیمرخ های سپری (T) پهنای آزاد (d) برابر ارتفاع کلی مقطع سپری است.

 

۴–۲–۲–۱۰ پهنای آزاد اجزای تقویت شده

 مطابق الزامات این بخش، اجزای تقویت شده به اجزایی گفته می شوند که در هر دو لبه در امتدادی موازی با نیروی فشاری نگهداری شده اند. پهنای آزاد چنین اجزایی باید به شرح زیر تعیین گردد.

الف) برای جان مقاطع نوردشده یا شکل داده شده، h عبارت است از فاصله بین نقاط شروع گردی ریشه اتصال جان به بال.

 ب) برای جان مقاطع ساخته شده از ورق، h عبارت است از فاصله بین نزدیکترین دو خط وسایل اتصال و چنانچه از جوش استفاده شده باشد، h برابر فاصله خالص بین دو بال است. برای مقاطع با بال های نامساوی، h_c عبارت است از دو برابر فاصله تار خنثای الاستیک تا نزدیکترین ردیف وسایل اتصال در سمت بال فشاری و چنانچه از جوش استفاده شده باشد، عبارت است از دو برابر فاصله تار خنثای الاستیک تا رویه داخلی بال فشاری. همچنین برای مقاطعی با بال های نامساوی h_p عبارت است از دو برابر فاصله تار خنثای پلاستیک تا نزدیکترین ردیف وسایل اتصال درسمت بال فشاری و چنانچه از جوش استفاده شده باشد، عبارت است از دو برابر فاصله تار خنثای پلاستیک تا رویهه داخلی بال فشاری.

 پ) برای مقاطع جعبه ای ساخته شده از ورق، پهنای b و h عبارت از فاصله بین دو خط وسایل اتصال یا دو خط جوش است.

 ت) برای ورق های پوششی (تقویتی) در بال تیرها و ورق های دیافراگم در مقاطع ساخته شده از ورق، پهنای b عبارت است از فاصله بین دو خط وسایل اتصال یا دو خط جوش است.

ث) برای بال های مقاطع توخالی مستطیلی شکل (HSS)، پهنای b عبارت است از فاصله آزاد بین جان ها منهای شعاع گوشه داخلی در هر طرف. برای جان های مقاطع توخالی مستطیل شکل (HSS)، h عبارت است از فاصله آزاد بین بال ها منهای شعاع گوشه داخلی در هر طرف. چنانچه شعاع گوشه ها معلوم نباشد، مقادیر b و h را می توان معادل بعد متناظر خارجی منهای سه برابر ضخامت در نظر گرفت.

 ج) برای مقاطع توخالی دایره ای شکل، D عبارت است از قطر خارجی مقطع دایره ای

 

جدول ۱–۲–۲–۱۰ نسبت های پهنا به ضخامت اجزای فشاری تقویت نشده در اعضای تحت اثر فشار محوری

 

 

 

جدول ۲–۲–۲–۱۰ نسبت های پهنا به ضخامت اجزای فشاری تقویت نشده در اعضای تحت اثر فشار محوری

 

 

جدول ۳–۲–۲– ۱۰ نسبت های پهنا به ضخامت اجزای فشاری تقویت نشده در اعضای تحت اثر خمش

 

 

جدول ۴– ۲–۲–۱۰ نسبت های پهنا به ضخامت اجزای فشاری تقویت شده در اعضای تحت اثر خمش

 

 

 

یادداشت ها:

 [a]

  E =مدول الاستیسیته فولاد

 F_{y =} تنش تسلیم فولاد

 [b] مقدار K_c از رابطه زیر تعیین می گردد.

 [c] برای خمش حول محور قوی در مقاطع I شکل ساخته شده از ورق با جان فشرده و غیرفشرده مقدار F_L از رابطه زیر تعیین می گردد.

  S_xt/S_xc ≥ ۰.۷                                                                    F_L = ۰.۷ F_y برای- 

  S_xt/S_xc < ۰.۷                                                                      F_L = S_xt/S_xc F_y ≥ ۰.۵F_y برای-

که در آن:

S_xt = اساس مقطع الاستیک نسبت به بال کششی

 S_xc = اساس مقطع الاستیک نسبت به بال فشاری

 [d]

  M_y = لنگر تسلیم دورترین تار

 M_p = لنگر خمشی پلاستیک

 

۵–۲–۲–۱۰ تعیین سطح مقطع کل و سطح مقطع خالص در اعضای سازه

 الف) سطح مقطع کلی عضو (A_g) برابر با مجموع سطح مقطع اجزای تشکیل دهنده آن و سطح مقطع هر جزء برابر با حاصلضرب پهنای کلی در ضخامت آن می باشد. برای نیمرخ نبشی پهنای کلی عبارت است از مجموع پهناهای دو بال منهای ضخامت بال.

ب) سطح خالص عضو (A_n) برابر با مجموع حاصلضرب های پهنای خالص اعضاء در ضخامت مربوطه می باشد. پهنای خالص عبارت است از پهنای کلی منهای قطر سوراخ های عضو که به شرح زیر در نظر گرفته می شود.

 ۱- عرض سوراخ پیچ باید به مقدار دو میلیمتر بزرگتر از ابعاد اسمی سوراخ منظور شود. ابعاد اسمی سوراخ در بخش ۱۰-۲-۱۰ تعریف شده است.

۲- اگر سوراخ های متعدد به شکل زنجیره (بصورت قطری یا زیگزاگ) در مسیر مقطع بحرانی احتمالی قرار داشته باشند، برای محاسبه پهنای خالص باید از پهنای کلی مورد بررسی، مجموع قطر سوراخ های مسیر زنجیره را کم و به آن برای هر ردیف گام مورب در زنجیره، یک مرتبه جمله S^۲/۴g را اضافه کرد که در آن:

  s = فاصله مرکز تا مرکز هر دو سوراخ متوالی در امتداد طولی (راستای نیرو) زنجیره مورد نظر

  g = فاصله مرکز تا مرکز هر دو سوراخ متوالی در امتداد عرضی (راستای عمود بر امتداد نیرو) در زنجیره مورد نظر

 ۳- در مقطع نبشی گام عرضی برای سوراخ های واقع در روی دو بال متعامد، عبارت خواهد بود از جمع فواصل سوراخ ها تا پشت نبشی منهای ضخامت آن.

 تبصره :۱ مقطع خالص بحرانی، مقطعی است که سوراخ های مسیر زنجیره مربوط به آن، کمترین مقاومت کششی اسمی را به دست می دهد.

 تبصره :۲ در مواردی که در اتصال انتهایی از نوع جوشی، سوراخ یا سوراخ هایی تعبیه شده باشد (نظیر تعبیه سوراخ جهت استفاده از جوش انگشتانه یا کام)، سطح مقطع خالص عضو باید از مقطعی که از محل سوراخ یا سوراخ ها می گذرد، مورد محاسبه قرار گیرد. به عبارت دیگر، در مقطعی که یک جوش انگشتانه یا کام قطع شود، فلز جوش نباید در محاسبه سطح مقطع خالص عضو منظور شود.