ضوابط مقاطع سازه ای میان تهی (HSS)

در این مقاله ضوابط مقاطع سازه ای میان تهی (HSS) را خواهید خواند.در ابتدا مقاله ترجمه شده را مشاهده خواهید کرد .برای دریافت اصل مقاله به لینک انتهای صفحه مراجعه فرمایید.

ضوابطی برای HSS 

ضوابط مقاطع سازه ای میان تهی (HSS) در مشخصات AISC2005 برای فولاد سازه ای ساختمانی در مقایسه با مشخصات قبلی به میزان زیادی بسط داده شده است.

در سال 1997، AISC آئین نامه طراحی مقاطع فولادی میان تهی (HSS)  را بعنوان ضمیمه ضوابط آئین نامه LRFD1993 منتشر کرد. این سند حاوی ضوابط دقیقی بود برای طراحی HSS که شامل اطلاعاتی در زمینه اتصالات خرپای HSS به HSS نیز می شد. کتابچه راهنمای اتصال مقاطع فولادی میان تهی همراه آن در 1997 بوسیله AISC منتشر شد. این کتابچه شامل مثال های طراحی، جداول، و دیگر داده های کاربردی مفید در زمینه طراحی سازه های HSS می باشد. ضوابط HSS در سال 2000 به روز رسانی شد.

با انتشار آئین نامه جدید در سال 2005، ضوابط مشخصات HSSبه آئین نامه اصلی AISC پیوست و جایگزین تمام نسخه های پیشین مشخصات HSS شد.

چندین به روز رسانی و الحاقیه به ضوابط HSS موجود در آئین نامه 2005 وجود دارد که شامل:

أ‌.         قالب تمام آئین نامه ها برای تطابق با آئین نامه جدید ASD/LRFD 2005 تغییر داده شده اند. این امر اجازه استفاده از ضوابط HSS را هم برای تنش مجاز (ASD) و هم حالت حدی (LRFD) می دهد.

ب‌.    حد فشردگی مقطع b/tبرای جان های HSS در خمش به میزان زیادی کاهش یافته است.

ت‌.    حدود فشردگی و غیرفشردگی b/tبرای جان های HSS در ترکیب فشار محوری و خمش حذف شده است.

ث‌.     محاسبه پهنای موثر ستون های HSS مربعی و مستطیلی با اجزای لاغر اصلاح شده است تا نیازی به استفاده از بار طراحیP_u نباشد.

ج‌.      بخش K اکنون فقط به اتصالات HSS اختصاص دارد. به روزرسانی در این قسمت شامل:

1. اصلاحاتی بر ضوابط اتصالات خرپائی HSS به HSS و بارهای متمرکز بر HSS داده شده است.
2. ضوابط جدید برای اتصالات K برای HSS به HSS رویهم رفته
3. افزودن یک بخش اصلی جدید طراحی اتصالات خمشی HSS به HSS.

HSS با نام‌های دیگر...

همانطور که در آئین نامه 2005 آمده، HSS یک دسته کلی است که به هر شکل مربع، مستطیل، یا دایره ای "تولید شده مطابق مشخصات لوله" اشاره می کند. جداول کتابچه راهنمای AISC، کلمه HSS را بعنوان بخشی از نام مقاطع مربع، مستطیل، و لوله‌ای استفاده می کند، نظیر “HSS10X10X”، اما باید مدنظر داشت ضوابط HSS در آئین نامه به "لوله های فولادی" و دیگر محصولات مشابه هم اعمال می شود.

جدار نازک

همچنین نکته قابل ذکر ضرورت استفاده از "ضخامت جداره طراحی" در محاسبات مقاومت HSS است. برای توضیح روش‌های متداول به تولیدکنندگان لوله، ضخامت جداره طرح لوله های جوش شده مقاوم در برابر الکتریسیته (ERW) باید 93% ضخامت اسمی آن درنظرگرفته شوند.

ریچارد سی کالر نایب رئیس طراحی کامپیوتری سازه , S. C و در کمیته 4 AISC در زمینه طراحی اعضا و کمیته 2 AISC در زمینه ویراستاری فعالیت می کند.

ضوابط نبشی‌های تک

LeRoy A. Lutz, Ph.D., P.E., S.E.

قبل از سال 1989 هیچ ضابطه ای مشخصی برای طراحی نبشی های تک در ضوابط AISC ASD و LRFD وجود نداشت به جز عبارت Q_Sکه به کاهش مقاومت بدلیل کمانش موضعی تحت بار محوری اشاره می داشت. برای کمک به طراحی سازه هائی از نبشی های تک تحت بار محوری با خروج از مرکزیت خمش کلی و نیروی محوری قرار دارند، آئین نامه ای مختص طراحی نبشی های تک با استفاده از روش طراحی تنش مجاز در سال 1989 پدید آمد. این بخش به عنوان یک سند مجزا همراه با بخش یادداشت ها در کتابچه راهنمای ویرایش نهم AISC ASD وارد شد.

این آئین نامه به کشش، فشار، خمش و برش در نبشی های تک هم با ساق مساوی و هم غیرمساوی اعمال می شود.  این ضوابط بارگذاری را حول محورهای هندسی نبشی های تک با ساق مساوی، و نیز حول محورهای اصلی خمشی هر نوع نبشی در نظر می‌گیرد. ضوابط کمانش فشاری، کمانش خمشی-پیچشی، و کمانش موضعی تحت بارهای محوری یا خمشی فراهم شده است. یک عبارت اندرکنشی نیز برای اثرات ترکیبی خمش و فشار معرفی شد.

متعاقبا در سال 1993، یک نسخه LRFD مشخصات نبشی تک و تفاسیر آن ارائه شده و بعنوان یک سند مجزا در کتابچه راهنمای ویرایش دوم AISC LRFD وارد شد. این مشخصات، با چندین اصلاح در ویرایش سوم کتابچه راهنمای LRFD ظاهر شد.

این ضوابط طراحی تک نبشی ها در آئین نامه AISC 2005 طراحی ساختمان های فولادی نیز وارد شده اند. این ضوابط ذاتا مشابه همان ضوابطی هستند که در ویرایش سوم وجود داشت. تنها به منظور رعایت چینش جدید مطالب مرتب شده اند.

هر چند، یک ضمیمه مهم در ضوابط آئین نامه 2005 وجود دارد: رویکردی برای طراحی اعضای خرپائی فشاری که در انتهایشان به یکی از ساق های نبشی متصل شده اند، معرفی شده است. این اعضای فشاری که معمولا اعضای جان خرپاهای صفحه ای یا فضائی هستند، اکنون می توانند بعنوان اعضای محوری با ضریب لاغری اصلاح شده طراحی شوند. بعضی از مهندسین شاید با رویکرد طراحی مشابهی در طراحی برج های انتقال آشنا باشند. این رویکرد که اثر گیرداری انتهائی را بر لاغری و مقاومت درنظر می گیرد، یک روش اقتصادی و بسیار ساده برای طراحی این نوع از اعضای با نبشی تک فراهم می کند.

LeRoy A. Lutz, نایب رئیس کمیته طراحی کامپیوتری سازه s.c. می باشد و در کمیته 4 AISC در زمینه طراحی اعضا و کمیته 10 AISC در زمینه پایداری فعالیت می کند.

ترجمه شده توسط تیم خبری 808 

منبع: