4.2 تنش های ثانویه در خرپاها
در بسیاری از موارد در طراحی خرپاها و شاهتیرهای مشبک، نیازی به در نظر گرفتن تنش های ثانویه نیست. با این حال، این تنش ها باید برای خرپاهای سنگین مورد استفاده در ساختمان های صنعتی و پل ها محاسبه شوند.
برای خرید و دریافت اطلاعات درباره تیرچه کرومیت به این صفحه مراجعه کنید.
تنش های ثانویه ناشی از:
خروج از مرکزیت در اتصالات
بارهای اعمال شده بین گره های خرپا
لنگرهای ناشی از اتصالات صلب و خیز خرپا.
جزئیات آنها در زیر مورد بحث قرار می گیرند:
- خروج از مرکزیت در اتصالات
ساخت خرپا باید دقیق باشد به طوری که هر دو محور مرکزی اعضای خرپا یا خطوط میان تار اتصالات پیچی در یک نقطه در گره ها به یکدیگر برسند. در غیر این صورت، اعضا و اتصالات باید به گونه ای طراحی شوند تا در برابر لنگرهای خمشی ناشی از خروج از مرکزیت، مقاومت کنند. این لنگرها باید بین اعضایی که در مفاصل به هم می رسند با توجه به سختی های پیچشی آنها تقسیم شوند. تنش های ناشی از خروج از مرکزیت های کوچک اغلب نادیده گرفته می شوند.
- بارهای اعمال شده بین گره های خرپا
لنگرهای ناشی از این بارها و تنش هایی که همراه با آن ها به علت بارهای محوری اولیه ایجاد می شود باید محاسبه شوند؛ به همین دلیل است که باید اعضای مربوطه به عنوان تیر ستون طراحی شوند. این وضعیت اغلب در خرپاهای سقفی رخ می دهد که در آن بارها به اعضای افقی فوقانی از طریق پرلین ها اعمال می شود که ممکن است در گره ها قرار نداشته باشد. روش محاسبه دستی در ابتدا به منظور تجزیه و تحلیل خرپاهایی است که بارهای اعمال شده در گره ها می باشد و باعث ایجاد نیروی محوری در اعضا می شود. سپس یک تجزیه و تحلیل جداگانه برای خمش عضو افقی فوقانی انجام می شود که به عنوان یک تیر پیوسته در نظر گرفته می شود. گره E به دلیل تقارن ثابت می باشد، اما گره A را باید به صورت مفصلی در نظر گرفت؛ در غیر این صورت و اگر اتصال بین خرپا و ستون به صورت مفصلی د رنظر گرفته شود، لنگر خمشی به عضو افقی تحتانی منتقل خواهد شد. عضو افقی فوقانی برای تحمل بار محوری و خمشی طراحی شده است. تجزیه و تحلیل کامپیوتری آن نیز در زیر ذکر شده است.
- لنگر ناشی از مفاصل صلب و خیز خرپا
تنش های ناشی از لنگرهای ثانویه در خرپاها با اعضای ضخیم و کوتاه اهمیت زیادی دارند. یک سری قوانین تقریبی در هنگام انجام این تحلیل ها در نظر گرفته می شوند. اگر لاغری اعضای افقی در صفحه خرپا بیشتر از 50 باشد و در بیشتر اعضای جان بیشتر از 100 باشد، می توان از اثر تنش های ثانویه چشم پوشی کرد. در خرپاهای ساختمانی، بارها عمدتا استاتیکی هستند و لازم نیست این تنش ها محاسبه شوند. حداکثر تنش های ناشی از لنگرهای ثانویه در انتهای اعضا اتفاق می افتد و به احتمال زیاد باعث فروپاشی سازه نمی شود. با این حال، هنگامی که اثرات ناشی از خستگی قابل توجه باشد، این تنش های ثانویه باید مورد توجه قرار گیرند. روش تجزیه و تحلیل لنگرهای ثانویه در زیر آمده است.
4.3 تجزیه و تحلیل الاستیک دقیق
با توجه به روش ماتریس سختی در تجزیه و تحلیل قاب ها، می توان با استفاده از یک روش تحلیل قاب ساده،، یک تیر پیوسته، یک سازه با اتصالات صلب، خرپاهای پیوسته و یا خرپاهایی که بارها در بین گره ها اعمال می شود را تجزیه و تحلیل کرد. همچنین می توان خرپا را با استفاده از خروج از مرکزیت اتصالات مدل سازی کرد. اندازه اعضا باید با استفاده از تجزیه و تحلیل دستی از پیش تعیین شود. تمام اطلاعات مورد نیاز برای طراحی، خروجی هایی نظیر خیز اتصالات است.
مهم است که یک روش سازگار برای تحلیل و طراحی استفاده شود. این به این معنی است که اگر لنگرهای ثانویه نادیده گرفته شوند، نیروهای محوری اصلی که باید در طراحی استفاده شوند، باید از تحلیل ساده خرپا به عنوان یک قاب استخراج شوند. نیروهای محوری حاصل از تجزیه و تحلیل کامپیوتری قاب صلب می تواند به طور قابل توجهی توسط لنگرهای مشترک اصلاح شود.
کمیته استاندارد ساختمان