خرابی در تیرهای فولادی :
شایان به ذکر می باشد که عمده خرابی تیر های فلزی شامل کمانش کلی و موضعی بال و جان و گسیختگی در محل درزها و وصله ها می باشد و این موضوع یکی از نگرانی های تمام مهندسان می باشد و به همین دلیل مهندسان در پی آن هستند که تیرها و همچنین ستون های فولادی را به گونه ای طراحی کنند که دچار کمانش نشوند اما اگر در تیر های فولادی خرابی رخ دهد لازم است که آن را با روش هایی مقاوم سازی کرد ( البته لازم به ذکر است که این روش ها باید به گونه ای باشد که دیگر المان های سازه ای سازه های فولادی دچار آسیب نشود ).
از آنجایی که قسمتی از مقطع تحت فشار است، خطر کمانش در این ناحیه وجود دارد و یکی از علل مهم انجام مقاوم سازی تیر فولادی این نوع خرابی می باشد. این کمانش به دو صورت ممکن است رخ دهد که در زیر به آن ها اشاره شده است :
بدین ترتیب که بال و یا جان نیمرخ به طور موضعی در مقابل تنش های فشاری کمانش کند.
بدین ترتیب که ناحیه فشاری مقطع، همانند ستون تحت فشار به صورت کلی دچار کمانش شود.
دلایل اصلی این خرابی ها که در اعضای فولادی رخ می دهد به صورت زیر می باشد :
اگر سطح مقطع تیر کم باشد در تیرهای فولادی خرابی هایی رخ می دهد. نکته بسیار مهم این است که یک محدودیت عملی در میزان افزایش ارتفاع تیر وجود دارد؛ به دلیل آن که در صورت افزایش بیش از حد نسبت ارتفاع به عرض سطح، پایداری جانبی تیر کاهش می‌یابد. از این‌رو، یک تیر با سطح مقطع مستطیلی خیلی باریک، بیشتر به دلیل کمانش جانبی می شکند (نه به دلیل مقاومت کم).
باید بیان شود که اگر لاغری تیرها و ستون های فولادی از حدی بیشتر شود، سبب می شود که تیرها یا ستون ها دچار خرابی و کمانش شوند و این موضوع بسیار آسیب زا می باشد. دلیل اینکه استفاده از اعضای لاغر در سازه مجاز نیست این است که اجزای آن خیلی نازک اند و وقتی تحت نیروی فشاری بزرگ قرار بگیرد، تغییرشکل های جانبی آن زیاد بوده و قبل از آن که تنش ایجاد شده در عضو به حد تسلیم یا ظرفیت عضو برسد، عضو به علت کمانش های جانبی کلی در عضو، تخریب شده و ناپایداری در سازه ایجاد می شود.
مقاطع فشرده به نسبت حالت های دیگر، مقاطع ضخیم تری دارند و در بخش های سازه که تحت نیروی زلزله قرار ندارند، استفاده از آن مجاز است مانند تیرهای ساده و ستون های غیر دهانه مهاربندی. طبق بند 2-2-2-2-10 مبحث دهم، در مقاطع فشرده اولاً باید بال ها به طور سراسری و پیوسته به جان ها متصل باشند، ثانیاً نسبت پهنا به ضخامت اجزای فشاری آن از λp که در جداول 10-2-2-3 و 10-2-2-4 آمده است کمتر باشد.
می توان اذعان داشت که یکی از مهم ترین وظایف بازرس یا تیم کنترل کیفی جوش، ارزیابی حقیقی جوش ها به منظور بررسی مناسب بودن آن ها در شرایط بهره برداری و در واقع تعیین هر گونه کمبود و نیز نامنظمی در جوش یا قطعه جوشکاری شده که عموماً ناپیوستگی نامیده می شود، می باشد. در حالی که یک ناپیوستگی، هر گونه اختلال در ساختار یکنواخت را بیان می کند، یک عیب ناپیوستگی ویژه است که مناسب بودن سازه یا قطعه را زیر سئوال می برد. شکل ناپیوستگی را می توان به دو گروه کلی خطی و غیر خطی تقسیم نمود. ناپیوستگی های خطی طولی به مراتب بیش از پهنا دارند. زمانی که در جهت عمود بر تنش اعمالی قرار گیرند، یک ناپیوستگی خطی نسبت به غیر خطی شرایط بحرانی تری را ایجاد می کند، به دلیل آن که احتمال اشاعه و در نهایت تخریب آن بیشتر خواهد بود.
لازم به ذکر می باشد که اگر سطح فولاد در طولانی مدت با آب و رطوبت تماس داشته باشد، دچار زنگ‌زدگی خواهد شد. به همین دلیل است که ورق های گالوانیزه، بهترین انتخاب برای مناطق مرطوب هستند. تأکید می کنیم که از انبار کردن طولانی مدت تیر آهن و سایر مقاطع فولادی خودداری کنید و در صورتی که مجبور به این کار شدید، تمهیدات ویژه‌ای را برای انبار کردن این مقاطع فولادی در نظر بگیرید.
-
ایجاد ناحیه متأثر از حرارت بر اثر جوشکاری زیاد
یک نکته بسیار مهم که درباره جوش مقاطع فولادی باید در نظر داشته باشید، ذوب ناقص می باشد. ذوب ناقص یک ناپیوستگی در جوش است که ذوب شدن بین فلز جوش و سطوح ذوب و یا لایه های جوش رخ نداده باشد. بعلت خطی بودن و انتهای نسبتاً تیز آن، ذوب ناقص از ناپیوستگی های بارز در جوش است و در وضعیت های مختلف در منطقه جوش تشکیل می شود. نفوذ ناقص معرف حالتی است که فلز جوش به طور کامل در سراسر ضخامت ورق گسترده نشده باشد. موقعیت این عیب در مجاورت ریشه جوش است. ذوب و نفوذ ناکافی به علت عدم مهارت جوشکار، شکل نامناسب اتصال یا آلودگی اضافی ایجاد می شود.
می توان اذعان داشت که خستگی در فلزات وقتی اتفاق می افتد که فلز تحت تنش تکرار شونده یا نوسانی قرار گیرد. بنابراین لازم است پدیده خستگی در طراحی تمامی سازه هایی که تحت اثر بارهای تکرار شونده و رفت برگشتی ( نوسانی ) قرار دارند، لحاظ شود و این وظیفه ی یک مهندس می باشد که تمام جزئیات یک عضو را به گونه ای طراحی کند تا لنگر، برش و نیروی محوری اعمال شده در آن عضو در هر تکرار بارگذاری، از محدوده های مجاز آیین نامه ای فراتر نرود و تنش هایی در آن اعمال نشود تا خستگی در سازه را گسترش دهد.
تقویت اعضای فولادی :
زمانی که صحبت از تقویت اعضای فولادی می شود، منظورمان المان های سازه ای سازه است که نقش اصلی باربری را در سازه های فولادی ایفا می کنند. المان های سازه ای همان تیرها، ستون ها، دیوارهای برشی، اتصالات سازهو فونداسیون می باشد. تقويت اعضای فولادی شامل موارد زیر است :
- تقويت تير
- تقويت ستون
- تقويت اتصال
روش هاي تقويت اعضا
از جمله روش های تقویت اعضای فولادی می توان به موارد زیر اشاره داشت :
- زره بتني
- زره فولادي
- پيش تنيدگي خارجي