روش های طراحی دستی تیر فولادی کدام هستند؟
به منظور طراحی دستی تیر فولادی معمولا یکی از دو روش «طراحی حالت حدی» (Limit State Design) یا «طراحی تنش مجاز» (Allowable Stress Design) مورد استفاده قرار می گیرند.
در ادامه، به معرفی خلاصه ای از اصول این روش ها می پردازیم.
طراحی حالت حدی یا طراحی ضرایب بار و مقاومت چیست؟
طراحی بر اساس حالت حدی، یکی از روش های طراحی در مهندسی سازه است. حالت حدی، وضعیتی است که با گذر از آن، مشخصات سازه دیگر در معیارهای طراحی صدق نمی کند.
این وضعیت می تواند به میزان و نحوه بارگذاری بر روی سازه ارتباط داشته باشد؛ در حالی که معیارهای طراحی به یکپارچگی سازه، مطابقت با کاربری، دوام و دیگر الزامات طراحی مربوط می شوند.
به طراحی در حالت حدی، «طراحی با ضرایب بار و مقاومت» (Load And Resistance Factor Design) یا به طور خلاصه «LRFD» نیز می گویند.
در این روش طراحی، مقدار مقاومت مورد نیاز برای طراحی دستی تیر فولادی بر اساس ترکیبات بارگذاری مختلف محاسبه می شود.
مطابق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان (بند 6-2-3-2 در ویرایش 1398)، در طراحی به روش ضرایب بار و مقاومت، سازه ها، عضوها و شالوده های آن ها باید به گونه ای طراحی شوند که مقاومت طراحی آن ها، بزرگ تر یا برابر با اثرات ناشی از ترکیب بارهای ضریب دار زیر باشد:
1.4D
1.2D + 1.6L + 0.5(Lr یا S یا R)
1.2D + 1.6(Lr یا S یا R) + (0.5(1.6W) یا L)
1.2D + 1.6W + L + 0.5(Lr یا S یا R)
1.5D + E + L + 0.2S
0.9D + 1.6W
0.9D + E
طراحی تنش مجاز چیست؟
طراحی بر اساس تنش مجاز، یکی از روش های طراحی سازه ها با توجه به بار سرویس (بهره برداری) است.
در این روش، طراحان با استفاده از مفهوم ضریب ایمنی، از قرارگیری رفتار سازه در محدود الاستیک اطمینان حاصل می کنند.
به کارگیری این روش، مگر در موارد خاص، با روش ضرایب بار و مقاومت جایگزین شده است. مطابق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان (بند 6-2-3-3 در ویرایش 1398)، طراحی به روش های تنش مجاز باید با در نظر گرفتن ترکیب بارهای زیر انجام شود:
D
D + L
D + (Lr یا S یا R)
D + 0.75L + 0.75(Lr یا S یا R)
D + W
D + 0.75L + 0.75W + 0.75(Lr یا S یا L)
D + 0.7E
D + 0.75L + 0.75(0.7E) + 0.75S
0.6D + W
0.6D + 0.7E