مقاله سازه های فولادی
ساختمانهای فلزی و سازه های فولادی و معماری و فولادی
فولاد ، آلیاژی از آهن و کربن است که کمتر از 2 درصد کربن دارد. در فولاد ساختمانی عموما” در حدود 3 درصد کربن و ناخالصیهای دیگری مانند فسفر ، سولفور ، اکسیژن و نیتروژن و چند ماده دیگر موجود می باشد . ساخت فولاد شامل اکسیداسیون و جدانمودن عناصر اضافی و غیر ضروری موجود در محصول کوره بلند و اضافه کردن عناصر مورد نیاز برای تولید ترکیب دلخواه است. برای ساخت فولاد ، از چهار روش اصلی استفاده می شود. این روشها عبارتند از : روش کوره باز ، روش دمیدن اکسیژن ، روش کوره برقی ، روش خلاء . آنچه فولاد را به عنوان یکمصالح ساختمانی مناسب معرفی کرده می تواند شامل موارد زیر باشد : – تغییر شکل در اثر بارگذاری و ایجاد تنش یکنواخت – وجود خاصیت الاستیک و پلاستیک – شکل پذیری – خاصیت چکش خواری و تورق – خاصیت خمش پذیری – خاصیت فنری و جهندگی – خاصیت چقرمگی – خاصیت سختی استاتیکی و دینامیکی – مقاومت نسبی بالا – ضریب ارتجاعی بالا – جوش پذیری – همگن بودن – امکان استفاده از ضایعات – امکان تقویت مقاطع
طراحی ساختمانهای فولادی
انتخاب نوع مقطع ، روش ساخت ، روش بهره برداری و محل ساخت ساختمان ، خصوصیات و ویزگیهای متنوعی برای ساخت اسکلت باربر یک ساختمان بوجود می آورد. مزیتهای هر سیستم سازه ای و مصالح مورد نیاز آن سیستم را در صورتی می توان بکار برد که خصوصیات و ویژگیهای آن مصالح و سیستمها در مرحله طراحی به حساب آورده شود و طراح باید در مورد هر یک از مصالح به درستی قضاوت کند. این موضوع بویژه در ساختمانهایی که اسکلت فولادی دارند ضروری است. معیارهای سازه ای زیر اهمیت زیادی در طراحی کلی و ستون گذاری ساختمان دارد : – نوع مقطع – آرایش و روش قرار گیری مقاطع – فواصل تکیه گاهی – اندازه دهانه های سقف – نوع مهاربندی – نوع سیستم صلب کننده – محل قرارگیری سیستم صلب کننده
سیستم فضاسازی داخلی
برای استفاده بهینه از خواص مطلوب ساختمانهای فولادی ، سیستم فضاسازی داخلی باید بگونه ای اختیار شود که : – متشکل از قطعات پیش ساخته باشد ، بدین منظور که سرعت بیشتر نصب و برپایی سازه ، موجب کوتاه شدن زمان کلی ساخت می شود. – قطعات سبک باشد تا وزن کلی ساختمان به حداقل ممکن برسد. – نوع سیستم انتخاب شده ، سازگار با سیستم سازه ای انتخاب شده باشد. – با یک روش اقتصادی قابل محافظت در برابر آتش باشد.
فضاهای داخلی ساختمان فلزی معمولا” شامل : – سقفها – بام – دیوارهای خارجی – دیوارهای داخلی – سیستم رفت و آمد ( پله و آسانسور ) می باشد که با هماهنگی دقیق و علمی ، این امکان بوجود می آید که اقتصادی ترین روش ساخت و اجرای ساختمان بدست آید.
طراحی با توجه به روش مهاربندی
تمام ساختمانها باید برای مقاومت در برابر نیروی زلزله و باد و یا دیگر نیروهای افقی صلب شوند سیستم صلب کننده باید :
– نیروهای جانبی را به فونداسیون منتقل کند.
– تغییر مکانهای افقی را محدود کند.
در ساختمانهای بلند باید ملاحظات ویژه ای برای جلوگیری از ایجاد نوسانات ناشی از باد در نظر گرفته شود. بزرگی نیروهای افقی اعمال شده در اثر باد به عوامل زیر بستگی دارد:
– سرعت باد – شکل آیرودینامیکی ساختمان – وضعیت سطح نما – روشهای صلب کردن
یک قاب سازه ای فولادی را می توان به یکی از روشهای زیر مهاربندی کرد : – سیستمهای قاب صلب – سیستمهای قاب بادبندی – دیوارهای بتنی بصورت دیوارهای برشی یا هسته های بتنی
انتخاب روش صحیح مهاربندی ، اهمیت عمده ای در طراحی سازه ای دارد و حتی ممکن است کل اندیشه طراحی یک ساختمان بلند مرتبه را تحت تاثیر قرار دهد. مهار بندی به وسیله اعضای بادبندی یا دیوارهای بتنی به صورت دیافراگم صلب ، نقاط ثابتی را در ساختمان ایجاد می کند ، به گونه ای که آزادی عمل در جانمایی و معماری داخل ساختمان را محدود می کند.