طراحی سازه‌های فولادی (جلد پنجم) - به روش حالات حدی (LRFD-ASD) ویرایش سوم

پيشگفتار مؤلفین

استقبال و ابراز لطف بزرگوارانه دانشجويان عزيز، مهندسان گرامي و همكاران ارجمند نسبت به مجموعه كتب طراحي سازه ‌هاي فولادي مشوقي بود تا نسبت به ویرایش جلد حاضر تحت عنوان "طراحي سازه‌هاي فولادي به روش حالات حدي" اقدام كنيم.

ویرایش اول جلد حاضر که در اردیبهشت 1393 تقدیم عزیزان شد و طی مدت سه سال
سیزده بار تجدید چاپ گردید ضمن تأکید بر اصول طراحی به روش حالات حدی و مزایای آن، بر شیوه­ی طراحی اعضا بر مبنای روش ضرایب بار و مقاومت (LRFD) استوار بود.

ویرایش دوم کتاب حاضر بر مبنای آیین ‌نامه ‌های AISC 360-2016 و ویرایش چهارم مبحث دهم از مقررات ملی ساختمان ایران تنظیم و تحت عنوان چاپ چهاردهم تا چاپ بیست و دوم عرضه شد.

با توجه به تغییرات آیین‌ نامه‌ های طراحی جلد حاضر بر مبنای آیین ‌نامه ‌های AISC 360-2022 ویرایش پنجم مبحث دهم از مقررات ملی ساختمانی ایران تنظیم شده است.

در این جلد هر دو شیوه ‌ی طراحی به روش‌ های ضرایب بار و مقاومت (LRFD) و مقاومت مجاز (ASD) در طراحی به روش حالات حدی مورد توجه قرار گرفته است. تلاش نویسندگان در ویرایش جدید جلد حاضر که تحت عنوان چاپ بیست و سوم عرضه می‌ شود، تشریح مطالب براساس تجربیات مؤلفان برای درک بهتر و منطقی‌ تر مطالب مورد نیاز دانشجویان و دانش ‌آموختگان براساس آیین‌ نامه‌ های مذکور است.

ویرایش سوم كتاب حاضر در هفت فصل بدین شرح تنظيم شده است:

در فصل اول، ضمن بيان مقدمه ‌اي بر زيربنا و مزاياي روش حالات حدي و ارائه تشابهات و تفاوت ‌هاي آن با روش تنش مجاز، اصول كلي اين شيوه طراحي مورد توجه قرار گرفته است.

فصل دوم به "طراحي اعضاي كششي" به شيوه‌ ي حالات حدي اختصاص يافته است. در اين فصل ضمن ارائه ضوابط و مباني نظري و آيين ‌نامه‌ اي، مثال ‌هاي متنوعي نيز ارائه شده است.

در فصل سوم، "طراحي اعضاي فشاري"، مباني نظري پايداري ستون ‌هاي منفرد و متشكل از چند نيمرخ براساس معيارهاي كمانش خمشي، كمانش پيچشي و كمانش خمشي ـ پيچشي ارائه مي ‌شود. همراه با بيان ضوابط و روابط آيين‌ نامه ‌اي، جهت تبيين بهتر موضوع، مثال‌ هايي در هر مورد ارائه شده است. هم­ چنین ضوابط مربوط به اعضای فشاری دارای اجزای لاغر به همراه مثال­ هایی در ارتباط با آن، به این فصل اضافه شد.

فصل چهارم كتاب، "طراحي اعضاي خمشي"، به ارائه مباني نظري و آيين‌ نامه ‌اي طراحي انواع تيرها با اشكال گوناگون مقاطع با توجه به پديده‌ هاي كمانش موضعي، كمانش جانبي، كمانش جانبي ـ پیچشی و تسليم اختصاص دارد. در اين فصل نيز در هر مورد مثال ‌هاي متنوعي ارائه شده است. علاوه بر آن در ویرایش جدید کتاب حاضر، ضوابط مربوط به مقاطع دارای بال لاغر و نحوه محاسبه مقاومت اعضای خمشی دارای بال لاغر به مطالب این فصل اضافه شده است.

 فصل پنجم كتاب، "طراحي تيرورق ‌ها"، اصول كلي و مباني طراحي نظري و آيين ‌نامه ‌اي تيرورق ‌ها با نگرش ضرائب بار مقاومت و مقاومت مجاز را ارائه مي ‌نمايد. در اين فصل علاوه بر تأكيد بر روابط نظري حاكم بر تيرورق ‌ها مثال ‌هاي متنوعي نيز بیان گردیده است. هم­چنین براساس تغییرات گسترده ­ای که در آیین ­نامه برای محاسبه ظرفیت برشی مقاطع انجام گرفته است، کلیه روابط مربوطه و مثال­ ها بازنویسی شده ­اند.

فصل ششم كتاب، "طراحي تير ـ ستون ‌ها"، به ضوابط و اصول نظري و آيين‌ نامه‌ اي اعضاي تحت اثر توأمان لنگر خمشي و نيروي محوري اختصاص يافته است. در اين فصل نحوه تحليل مرتبه اول و دوم بيان و مثال‌ هاي گوناگوني نيز در هر مورد ارائه خواهد شد.

فصل هفتم كتاب به" طراحي اعضاي خمشي و فشاري با مقطع مختلط" اختصاص داشته و در آن ضمن تبيين مقاومت فشاري و خمشي اين اعضا، ضوابط آيين ‌نامه ‌اي طراحي ستون ‌ها، تيرها و تیر ـ ستون ­های با مقطع مختلط همراه با مثال ‌هاي متعدد ارائه شده است. هم­چنین ضوابط مربوط به کنترل تغییر مکان و ارتعاش اعضای مختلط و طراحی برش­ گیرها به همراه ضوابط مربوط به اعضای مختلط دارای اجزا لاغر به مطالب این فصل اضافه گردیده است.

مراحل تألیف و نشر این کتاب جز با تلاش و همراهی عزیزانی که به اختصار به زحمات ایشان اشاره می ­شود ممکن نبود.

جناب آقای مهندس علی کرمی هرستانی و سرکار خانم اکرم ملایی ترسیم کلیه­ی شکل ‌های مجموعه کتب طراحی سازه ­های فولادی از جمله این اثر را با حوصله دقت و تلاش تحسین برانگیزی به عهده گرفتند. مؤلفان مراتب سپاس و تشکر صمیمانه خود را تقدیم این عزیزان می‌ کنند.

سرکار خانم مهندس مهسا غفاری، سرکار خانم دکتر آلا ترابیان عضو هیأت علمی دانشگاه تهران و آقای مهندس دانیال امینی دانش­ آموخته­ ی ممتاز دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی اصفهان تلاش های تحسین برانگیزی را در بازخوانی و کنترل مثال­ های ویرایش ­های اول و دوم کتاب بر عهده داشتند، مؤلفان صمیمانه از ایشان تشکر می­ کنند.

از همراهی جناب آقای مهندس مسیح هنرمند جهت انتخاب اشکال روی جلد و سرکار خانم نفیسه اورک شیرانی و سرکار خانم حمیده ختمی پناهی به خاطر طراحی و تنظیم جلد کتاب نیز تشکر و قدردانی می­ کنیم.

از جناب آقای مهندس محمد ترابیان مدیریت محترم انتشارات ارکان دانش که نسبت به چاپ، نشر و توزیع کتاب عنایت ویژه ­ای مبذول داشتند و نیز سرکار خانم نسرین مختاری به خاطر مدیریت ایشان در مراحل مختلف و کنترل نهایی کتاب و سرکار خانم فاطمه چلمقانی که در مراحل تنظیم، ویرایش و صفحه­آرایی کتاب اهتمام ورزیدند، صمیمانه سپاسگزاری می ­شود.

هر چند تمام تلاش مؤلفان بر آن بوده که با بازخوانی ­های مکرر سعی شود کتاب از حداقل اشتباهات برخوردار باشد، لیکن باور داریم این اثر از اشتباهات و لغزش­ ها مصون نیست و پیشاپیش از خوانندگان محترم به لحاظ احتمال وجود اشتباهات و اشکالات از نظر دور مانده صمیمانه پوزش می­ خواهیم.

دریافت نقطه ­نظرات، پیشنهادات و رهنمودهای همکاران محترم، دانشجویان ارجمند و مهندسان گرامی موجب سپاسگزاری و امتنان است.

مجتبی ازهری: استاد دانشگاه صنعتی اصفهان

حسین عموشاهی: دانشیار دانشگاه اصفهان

سیدرسول میرقادری: استاد دانشگاه تهران

فصل اول: مبانی روش ­های طراحی سازه ­های فولادی

1- 1- مقدمه

1- 2- اصول طراحی سازه­ ها

1- 3- بارهای وارده بر سازه ­ها

1- 4- مقاطع اعضای سازه ­های فولادی

1- 5- انواع روش ­های طراحی

1-5-1- اساس طراحی

1-5-2- حالات حدی

1-5-3- طراحی به روش ضرایب بار و مقاومت

1-5-4- طراحی به روش مقاومت مجاز

1-5-5- طراحی به روش پلاستیک (خمیری)

1- 6- مقایسه روش حالات حدی و  روش مقاومت مجاز

1-6-1- آیین­ نامه AISC آمریکا یا مبحث ششم

1-6-2- مبحث دهم از مقررات ملی ساختمان ایران ویرایش 1387

1- 7- تحلیل سازه­ های فولادی

1- 8- مصالح فولادی

1-8-1- منحنی تنش ـ کرنش فولاد

1-8-2- تنش­ های پسماند

1-8-3- رفتار فولاد تحت تنش ­های مرکب

1-8-4- خستگی

1- 9- جمع­ بندی

مراجع

فصل دوم: طراحی اعضای کششی

2- 1- کلیات

2- 2- مقاومت اسمی عضو کششی

2-2-1- سطح مقطع خالص

2-2-2- اثر سوراخ­های زیگزاگ در سطح مقطع خالص

2-2-3- سطح مقطع خالص در نبشی ­ها و ناودانی ­ها

2-2-4- سطح مقطع خالص مؤثر

2- 3- ضوابط طراحی اعضای کششی

2-3-1- انتقال بار در اتصالات پیچی یا پرچی

2-3-2- کنترل لاغری

2-3-3- کنترل برش قالبی

2- 4- اعضای کششی مرکب

2- 5- اعضای کششی با اتصالات لولایی               

2- 6- طراحی کابل­ ها، میل مهارها و قطعات دندانه شده تحت کشش

مراجع

فصل سوم: طراحی اعضای فشاری           

3- 1- کلیات

3- 2- پدیده ناپایداری یا کمانش ستون ­ها

3- 3- کمانش خمشی

3-3-1- ضریب طول مؤثر ستون­ های دارای شرایط تکیه ­گاهی مشخص

3-3-2- ضریب طول مؤثر ستون­ های موجود در قاب­ های ساختمانی

3-3-3- تنش بحرانی کمانش خمشی

3- 4- کمانش پیچشی و کمانش خمشی ـ پیچشی

3-4-1- کمانش پیچشی مقاطع دارای حداقل دو محور تقارن

3-4-2- کمانش خمشی ـ پیچشی مقاطع دارای یک محور تقارن

3-4-3- کمانش خمشی ـ پیچشی مقاطع نامتقارن (فاقد محور تقارن)

3- 5 - ضوابط تعیین مقاومت فشاری مقاطع نبشی تک

3- 6- کمانش مقاطع مرکب ساخته ­شده از دو یا چند نیم­رخ و ورق

3-6-1- مقاطع ساخته شده از نیم­رخ­ها و ورق­های سرتاسری

3-6-2- ستون­ های ساخته شده با لقمه

3-6-3- ستون­ های ساخته شده با بست

3-7-  تعیین ظرفیت فشاری اعضای دارای اجزای لاغر

مراجع

فصل چهارم: طراحی اعضای خمشی        

4- 1-  کلیات

4- 2-  ناپایداری موضعی ورق­ ها

4- 3-  تئوری خمش پلاستیک

4- 4-  کمانش جانبی ـ پیچشی تیرها

4-4-1-  معادله­ دیفرانسیل حاکم بر کمانش جانبی ـ پیچشی

4-4-2-  ضریب اصلاح کمانش جانبی ـ پیچشی (یکنواختی لنگر)

4- 5-  طراحی مقاطع فولادی تحت خمش

4-5-1- مقاطع I- شکل دارای دو محور تقارن دارای جان فشرده تحت خمش حول محور قوی

4-5-2- مقاطع I- شکل دارای دو محور تقارن با جان غیرفشرده

4-5-3- مقاطع I- شکل دارای یک یا دو محور تقارن با جان فشرده یا غیرفشرده تحت خمش حول محور قوی

4-5-4- مقاطع ناودانی با مقطع فشرده تحت خمش حول محور قوی

4-5-5- خمش مقاطع I- شکل و ناودانی حول محور ضعیف

4-5-6- خمش مقاطع قوطی شکل حول محور قوی و یا ضعیف

4-5-7- خمش مقاطع لوله ­ای

4-5-8- خمش مقاطع سپری و جفت نبشی حول محور عمود بر محور تقارن

4-5-9- خمش اعضای تک­نبشی

4-5-10-  خمش مقاطع توپر دایره­ای و چهارگوش              

4- 6- تقویت بال تیرهای I- شکل

4- 7-  کنترل برش

4-7-1-  مقاومت برشی اسمی مقاطع غیرلوله­ ای

4-7-2-  مقاومت برشی اسمی مقاطع لوله ­ای

4- 8-  کنترل تغییر مکان (افتادگی یا خیز) تیرها

4- 9-  کنترل ارتعاش در تیرها

4 – 10-   کنترل­ های جان و بال تیرها تحت اثر بار متمرکز

4-10-1- کنترل خمش موضعی بال در برابر نیروی متمرکز کششی

4- 10- 2- کنترل تسلیم موضعی جان در برابر نیروی متمرکز کششی و فشاری

4-10-3-  کنترل لهیدگی جان (چروکیدگی) در برابر نیروی متمرکز فشاری

4-10-4-  کنترل کمانش جانبی جان در برابر نیروی متمرکز فشاری

4-10-5- ورق ­های سخت­ کننده در برابر نیروهای متمرکز

4- 11-  تیرهای تحت اثر خمش دو محوره

4-12- جداول مشخصات تکمیل شده نیم­رخ ­های نوردشده

مراجع  

فصل پنجم: طراحی تیرورق­ ها

5- 1- کلیات

5- 2- اصول و کلیات طراحی

5- 3- طراحی تیرورق­ ها براساس کنترل خمش

5-3-1- ظرفیت خمشی مقاطع I- شکل دارای دو محور تقارن با جان غیرفشرده

5-3-2- ظرفیت خمشی اسمی مقاطع I- شکل با جان لاغر

5- 4- کنترل برش در تیرورق­ ها

5-4-1- محاسبه ظرفیت برشی اسمی مقطع I- شکل بدون در نظر گرفتن عمل  میدان کششی

5-4-2- طراحی ورق­ های سخت­ کننده عرضی جان               

5-4-3- محاسبه ظرفیت برشی اسمی تیرورق­ ها با در نظر گرفتن حوزه میدان کششی

5-4-4- طراحی ورق­ های سخت­ کننده عرضی جان با در نظر گرفتن عمل میدان کشش

5- 5- کنترل ­های تیرورق در محل بارهای متمرکز

5- 6- ارتفاع بهینه تیرورق

مراجع

فصل ششم: طراحی اعضای تحت ترکیب نیروی محوری و لنگر خمشی

6- 1- کلیات

6- 2- آثار تحلیل مرتبه دوم

6- 3- آثار تحلیل مرتبه دوم

6- 4- روش­ های تحلیل مرتبه دوم

6- 5- الزامات روش­ های تحلیل سازه­ های فولادی

6-5-1- روش تحلیل مستقیم

6-5-2- روش طول مؤثر

6- 6- طراحی اعضای تحت ترکیب نیروی محوری و لنگر خمشی

6-6-1- طراحی اعضای با مقطع دارای حداقل یک محور تقارن تحت اثر نیروی محوری کششی و لنگر خمشی

6-6-2- طراحی اعضای دارای حداقل یک محور تقارن تحت اثر نیروی محوری فشاری و لنگر خمشی

6-6-3- طراحی اعضای با مقطع نوردشده فشرده دارای دو محور تقارن تحت اثر نیروی محوری فشاری و لنگر خمشی یک محوره

مراجع

فصل هفتم: طراحی اعضای با مقطع مختلط

7- 1- کلیات

7- 2- محدودیت­ ها و روش ­های تعیین مقاومت اسمی

7-2-1- محدویت ­های مصالح

7-2-2- طبقه ­بندی مقاطع از نظر کمانش موضعی

7-2-3- روش­های تعیین مقاومت اسمی مقاطع مختلط

7- 3- اعضای با مقطع مختلط تحت نیروی محوری

7-3-1- مقاومت کششی اعضای مختلط

7-3-2- مقاومت فشاری اعضای مختلط محاط در بتن

7-3-3- مقاومت فشاری مقاطع مختلط پرشده با بتن

7- 4- اعضای با مقطع مختلط تحت لنگر خمشی

7-4-1- نحوه اجرای اعضای مختلط خمشی

7-4-2- انواع اعضای خمشی مختلط و طراحی دال بتنی

7-4-3- ظرفیت خمشی اسمی مقاطع مختلط شامل تیرچه فولادی و دال بتنی متکی بر آن

7-4-4- ظرفیت خمشی اسمی مقاطع فولادی و دال بتنی به همراه ورق­های فولادی شکل داده شده

7-4-5- مقاومت خمشی اسمی مقاطع مختلط محاط در بتن

7-4-6- ظرفیت خمشی اسمی مقاطع پرشده با بتن

7-4-7- کنترل برش در اعضای مختلط تحت خمش

7-4-8- کنترل تغییر مکان (خیز) در اعضای خمشی مختلط

7-4-9- کنترل ارتعاش در اعضای مختلط تحت خمش

7-5- اعضای با مقطع مختلط تحت ترکیب نیروی محوری و لنگر خمشی

7-6- انتقال بار و برش ­گیرها در اعضای مختلط

7-6-1- ظرفیت برشی اسمی برش­ گیرهای از نوع گل میخ

7-6-2- ظرفیت برشی اسمی برش ­گیرها از نوع ناودانی

7-6-3- نحوه انتقال بار و طراحی برش­گیرها در اعضای مختلط تحت خمش

7-6-4- نحوه انتقال بار در اعضای مختلط تحت نیروی محوری

پيوست: محاسبه ظرفيت خمشي تيرهاي با دال بتني متکي بر آن

مراجع

واژه­ یاب          

• تغییرات
  محسن | ۰۱/۱۰/۰۴

  ★ ★ ★ ★ ★
  آیا کتاب بر اساس ویرایش جدید مبحث دهم (1401) ویرایش شده است؟ اگر خیر، کی این کار انجام میشود؟ با تشکر

  پاسخ دهید
• عدم اصلاح پیشگفتار
  سهراب سوزنده | ۰۳/۰۷/۰۴

  ★ ★ ★ ★ ★
  با سلام. احتراما به استحضار می رساند پیشگفتار ویرایش سوم کتاب بدون تغییر نسبت به پیشگفتار ویرایش دوم در سایت می باشد بنابراین نمی توان به تغییرات ایجاد شده در این ویرایش آگاهی حاصل نمود.

  پاسخ دهید

نظر شما راجع به این محصول چیست؟

طراحی سازه‌های فولادی (جلد پنجم) - به روش حالات حدی (LRFD-ASD) ویرایش سوم

چه امتیازی به این محصول میدهید.

★ ★ ★ ★ ★

نام شما

عنوان نظر شما

متن نظر شما

ذخیره انصراف