صفحه 1:
عنوان: بیسی انواع سازه های
فولادی
د 7 77
صفحه 2:
تاریخچهی سازههای فولادی
انواع سازههای فولادی
مزایای و معایب سازههای فولادی
کاربردهای سازههای فولادی
مصالح مورد استفاده
روشهای ساخت و نصب
استانداردها و کدهای طراحی
نمونههای موفق جهانی
صفحه 3:
سازههای فولادی بهعنوان یکی از مهمترین SSUES CRS IES)
Sas a ga Gk are es as
بهدلیل ویژگیهای متحضر بة فردی ماند مقاومت بالاه انعطاف پذیری و
دوام. به یکی از پرکاربرد ترین مصالح در صنعت ساخت و ساز
است. از ساختمان های بلند و پلهای عظیم گرفته تا سوله های صتعتی و
ogg Sy ae Oa eal
(SaaS EES ea SII (LES GLa SS aga
قابلیت بازیافت گزینه ای پایدار و دوست دار محیط زیست نیز محسوب
میشود. در لین ارلئه. به بررسی انواع سازههای فولادی؛ مزلیا و معلیب آنها:
Bates Lala ay Geen aka silage AU IGS IS
این آسازهها میپرذازيم: هتقتا لین ااشت کهبا شتاحت بهتر لین تتازهها
Caan! وانفتن آنها اهر فونعهی فلهری و عتعتی را درک eS
صفحه 4:
الا
با استفاده کردن از فلزبه عنوان غضوى از مصالح سازداى lacs Lu سازى. ee
متر وبا بهره كيرى از مصالح جدنى؛ در حد فاصل سالهای ۱۷۷۷ تا ۱۷۷۹میلادی آغاز شد و پس از آن رواج پیدا کرد. از
سال ۰۱۸۴۰ چدن معمولی جای خود را در سازهها کم کم به آهن کم کربن با قابلیت شکل پذیری بالا داد. قدیمیترین مثالی
کج Sa lag pas RUT aT aE RMS ESS aR
آنها از نبشیها و ورقهایی از جنس آهن کم کربن استفاده شد.
با ييشرفت صنعت وبا توليد و نورد بروفيلهاى كوناكون از جنس فولاد و جدن: بهره كيرى از لين جو فلز پسیار گیسترش بیدا
25 14 لام اس وج سا
سرانجام به نورد پروفیلهای | شکل در سال ۱۸۷۰ منتهی گردید.
6 مسن ان سس 5
صفحه 5:
های فولادی
در سال ۱۸۵۵ بسمر روش خود را برای تولید فولاد. ارلئه داد که با تکامل و گسترش لین روش در سال ۱۸۷۰ و سرانجام
4 2 ل ا 1 ا 0 2 5 1 1 رضتنا
فشارى) در حدود 56٠ ا ٠٠١ مكاباسكال (٠*؟5 خا 2٠٠٠ كيلوكرم بر سانتى متر مربع) توليد و عرضه مىشود. بهعنوان
نماد استفاده از فولاد در سازههای بلند.
صفحه 6:
از کاربرد سازههای فولادی میتوان به ساخت آسمانخراشهاء پلهای عظیم و سالنهای صنعتی ۰ دکل ها و ..اشاره کرد. مصالح اصلی شامل
تیرآهن, ناودانی» نبشی و ورقهای فولادی است.
O ES Se
صفحه 7:
انواع سازه های فولادی
صفحه 8:
Less در
Oe 1 druss Structure)
سازههای فولادی سبک
Frame -) ل Light
و سر هی 2
صفحه 9:
سازه های قلبی. سازه هایی هستند که از LEA SSG Las ELAS
عمودی) تشکیل میشوندانبه طور کلیآسازههای قاب بندی شده: ترکیبی از دوا ری قات
صفحهای عمود بر هم هستند که منجر به تشکیل قاب فضایی میشوند این قاب ها به صورت
شبکهای از المان های فولادی طراحی میشوند که بارهای ورد شده به سازه را به طور موثر
به قونذاسیون متتقل می ALS
ازمهمترین کاربرذهای سازه قابی فولادی میتوان به موارد زیر اشاره کزد:
لستفاده در ساختمانهایی با ارتفاع زیاد مانند ساختمانهای چندطبقه و آسمانخراشها
قابل استفاده در انبارها
قابل استفاده در ساختمانهای صنعتی
قابل کاربرد در ساختمانهای مسکونی
قابل استفاده در سازههای موقت
Sea an ae Seas
6 اوسا نيدن
ام ]له
صفحه 10:
به مجموعهای که نیروها اجه وسیلهی اکتا قتلقق GSN ان EE Sg ac awa pasa LS
سازهی خرپلیی, صرفا نیروی محوری کششی و فشاری ایجاد میگردد. از ویژگی های خرپا می توان به تحمل لن ها در برابر Gal نیروها لشاره
کرد لین ویزگی سیب می شود ربا تفییر شکل هندسی ندهد؛ لین سازه در دستهسازه های سادة ابر قرر گرفته و از آن جلیی که اجزای
ws oil مفصی به یکدیگر متصل هستنده تیروی گشتاور فآ ها ایری ندار3
از کاربرد خریا ها در ساخت ay سولههای صنعتی: سالنهای ورزشی و سقف ساختمان های صنعتی یک طیقه؛ سقف های پلند. سقن
ساختمان های چند طبقه اشاره نمود.
© و سر هی 2
صفحه 11:
1 ۰ ۰ اجرا شده در
شکل ۷ . نمونه ای از مدل خرپا ها شکل۶ . سازه های خرپایی در زير سقف سوله شکل۵ . سازه خرپایی اجرا ر پل
2 wc as تست موی
صفحه 12:
سازه فولادی پوستهای یکی از انواع سازههای فلزی است SL aS
Galli GAN ees ag Guess ay محعول:
از ورقهای نازک استوائه ای و کره ای ساخته میشود؛ ازاین رو
استفاده از آن باعث میشود وزن سازه به طور قلبل توجهی کاهش پیدا
كر =a ركه فاع
1
سیلوها و موارد نظیر آن انستفاده می گرند:
صفحه 13:
(Suspension Structure) ه معلق
کاربرد لین دسته از سازهها در پلهای با دهانهی بلند و در طرح پوششها (سقفها) میباشد. در لین مدل سازههاء یک اسکلت قابی وجود دارد
كدابه وسیلهی آژیزهلنی از کابلهای کششی اضلی» معلق آشنده انتت: استفاده ازتلین سازهها در ساخت يلها معلق بسيار ير كاريرك میباشد.
همچنین در اسکلت سقف و یا پوششها و عرشهی پل نیز میتوان از آنها استفاده کرد: البتة از لین فناوری برای ساخت انواع سایبانهای فلز
و مسقف کردن پارکینگهای روباز و خطوط لزله نیز استفاده میشود.
كران ترين و طولانى ترين پل ها توسط سازه های معلق ساخته شده است.
شكل5 . بل كلدن تكيث با طول (+ 1١٠ متر) طولائى:
vary
ام [)
پل معلق جهان شهر سان فرانسیسکو
® سب
صفحه 14:
91113
ههای فولادی سبک (- ۲۱6
سازههای فولادی سبک (۸96) یکی !5 EGG) لوین دز ساختوساز انتت که از مقاطع فولادی سره نورد شته تشکیل میشود: سکلت
اضلق نازه ترکیبی از اجزای قولاد گالوانیزه تورد سرد شکل گرفته است: که از پروقیل های ()7: 0 و درالین سیستم استفاده می شوداو
توسط پیچ و مهره یا پیج های سر ویفر (خود حفاری) بهم متصل میشوند. لین سیستم به دلیل وزن کم. سرعت اجرای بالا و مقاومت مناسب
در بولبر زلزله» بهویقه در ساختمانهای کمارتفاع مانند ویلاهاه خانههای پیشساخته. ساختمانهای اداری و تجاری کوچک کاربرد گستردهای
دارد. مقاطع فولادی در لین روش بهصورت پیشساخته تولید شده و در محل پرویه مونتاژ میشوند که باعث افزلیش دقت و کاهش خطاهای
اجرلیی میشود. همچنین. استفاده از لین سیستم موجب کاهش هزینههای فونداسیون و بهینهسازی مصرف انرٍی میشود. یکی از ویژگیهای
مهم لين سازههاه امکان عایقبتدی مناسب و کاهش انلاف انرفی است که تأثیر زیادی در بهرفوری انریق ساختمان داردء با لین حال» سازههای
۴ محدودیتهایی مانند هزینه اولیه نسبتا الا و نیاز به نیروی متخصص برای اجرا دارند.
شکل ۱۰ . تموتهوبلای ساخته شده با سازه (۸018
۱ 5 5 / a
@ ب اتواع سازه فولادى
صفحه 15:
وزن سبک
سرعت اجرای بالا
دقت بالا در اجرا
* مقاومت در برابر زلزله ,=
* قابلیت بازیافت و سازگاری با محیط زیست
کاهش مصرف انرژی بح
معایب:
* محدودیت در ارتفاع ساختمان
هزینه اولیه بالاتر نسبت به برخی روشهای سنتی
نياز به تجهیزات و نیروی متخصص برای اجرا
* محدودیت در تحمل بارهای بسیار سنگین
صفحه 16:
سازه فضاکار یک سیستم ساژه ای سه بعدی است که از تعداد زیادی اعضای فولادی یا آلومینیومی تشکیل شده و به صورت شبکهای در
جهات مختلف به هم متصل میشوند. فرم پلیه ای خرپای فضلیی از ۶ عضو و * گره تشکیل شده. لین نوع سازه به دلیل شکل شبکهای خود.
قاذر بها تحمل بازهای استگین با خداقل مصرف مصالح است. از ویوگیهای بارز سازة فضاکار میتوان به وزن سبک» استحکام بالاء قابليت
پوششدهی دهانه های وسیع بدون ستون های میلنی و انعطاف پذیری در طراحی اشاره کرد. لین سیستم در ساخت سقف های وسیع مانند
استادیومها. سالن های نمایشگاهی, آشیانه هواپیماءپایانههای فرودگاهی و مراکز تجاری بزرگ کاربرد گستردهای دارد. سازههای فضاکار معمولاً
از اتصالهای پیچ و مهرهای بهره میبرند که امکان مونتاژ سریح را فراهم میکند. با وجود مزایای زیاد اجرای لين سيستم نياز به دقت بالا در
طراحی و نصب دارد و هزینه اولیه آن نسبت به روشهای سنتی ممکن لست بیشتر باشد.
۵ Saas
صفحه 17:
پلهای فولادی یکی از مهمترین انواع پلها در مهندسی عمران هستند که به 5لیل انتتحکام بالاهآنترعت اجزای متاسب و
دوام طولانی» در پروژههای حملونقل و زیرساختی مورد استفاده قرار میگیرند. اين پلها از فولاد بهعنوان ماده اصلی
سازهای بهره میبرند و معمولا برای عبور از رودخانههاه درهها. جادهها و مسیرهای ریلی به کار میروند. یکی از مزیتهای
مهم پلهای فولادی نسبت به پلهای بتنی» وزن کمتر و قابلیت اجرای دهانههای طولانی بدون نیاز به ستونهای میانی
سر ل سح
که بسته به شرایط محیطی» میزان بارگذاری و طول دهانه. از روشهای مختلف طراحی و اجرا در آنها استفاده میشود.
انواع پلهای فولادی:
پل خرپایی :از اعضای فولادی مثلثیشکل تشکیل شده و برای دهانههای متوسط تا بزرگ استفاده میشود.
* .پل معلق :دارای کابلهای فولادی اصلی است که وزن عرشه را تحمل میکنند و مناسب برای دهانهای بسیاربلند است.
*_پل کابلی :دارای کابلهایی است که مستقیما از روی پایهها به عرشه متصل شدمند و در پلهای با دهانههای طولانی به کار میرود.
* _ پل تیرورقی :از تیرهای ورقی جوششده یا پرچشده ساخته میشود و برای دهانههای کوتاه و متوسط مناسب است.
* پل قوسی :دارای یک قوس فولادی است که بخشی از نیروهای وارده را به پایهها منتقل میکند و در دهانههای متوسط تا بزرگ
استفاده میشود.
صفحه 18:
(Steel Bridge Structures) سازه بلهاى فولادى
۱۳
شكل 1١ : بزركترين بل قوسى فولادى بر روى رودخائه كا
® ی
۵
صفحه 19:
دکلهای فولادی یکی از مهمترین انواع سازههای فولادی هستند که برای انتقال یرو ارتباطات مخابرلتی» روشنلیی و سایر
eS ee ee eas که فا 312277155552751
زیرساختی نقش کلیدی دارند. دکلهای قولادی معمولا از مقاطع فولادی نظیر لوله. نبشی و پروفیلهای قوطی ساخته
میشوند و به روشهای پیچ و مهرهای یا جوشی مونتاژ میشوند. بسته به نوع کاربری, شرلیط محیطی و میزان بارگذاری
طراحی و اجرای دکلها بهصورت متفاوت انجام میشود.
انواع دکلهای فولادی:
*_دکل مشبک :دارای ساختار خرپایی سبک است و در خطوط انتقال نیرو و مخایرات استفاده میشود.
دکل خودایستا : بدون نیاز به مهار جانبی» روی فونداسیون مستقر میشود و در دکلهای مخابراتی و تلویزیونی کاربرد دارد.
* دکل مهاری : دارای کابلهای مهاری برای تثبیت تعادل بوده و بیشتر در ایستگاههای مخابراتی و رادیوبی به کار میرود.
*_دکل مونوپل : بهصورت تکپایه و بدون خرپا طراحی شده و در مناطق شهری و فضاهای محدود استفاده میشود.
* دکل انتقال نیرو :مخصوص حمل خطوط برق فشار قوی طراحی شده و معمولاًبهصورت مشبک اجرا میشود.
صفحه 20:
شکل ۱۵ . نمونه ای از دکل مشبک انتقال برق
شکل ۱۶ . نمونه ای از دکل مخابراتی خود ایستا
شکل۱۴ . بلندترین دکل مهارشده (۶۲۹ متر)ارتفاع. دکل (KVLYSTV) 9 نزدیکی بلانچرد.,وقع در داکوتای شمالی ایلات متحده آمریکا میباشد.
صفحه 21:
مزاياى و معايب سازدهاى فولادى
مصالح مورد استفاده
تاریخچه مت ديد
صفحه 22:
* استحکام و مقاومت Wh مقاومت عالی در برابر نیروهای کششی و فشاری.
* سبکی نسبی: وزن کمتر نسبت به بتنء کاهش بار مرده و هزینههای قونداسیون,
* سرعت اجرا: قطعات پیشساخته. نصب سریعتر و کاهش زمان پروژه
انعطاف پذ پری: مقاومت بهتر در
ابر نيروهاى ديناميكى مانند زلزله.
* قابلیت بازیافت: بازیافت آسان و دوستدار محیط زيست.
* دوام و طول عمر بالا: با پوشش محافظتی. مقاوم در برابر خوردگی و عوامل جوی.
صفحه 23:
نیاز به تخصص در نصب خوردگی هزینه اولیه بالا ضعف در برابر آتش
نصب سازههای فولادی نیاز به نیروی
برابر رطوبت و عوامل. هزینه تهیه و ساخت سازههای در دمای WL فولاد مقاومت
محیطی دچار زنگزدگی فولادی نسبتاً بالاست. Gol خود را از دست میدهد. نیاز به
میشود. محافظت مستمر از مسئله میتواند برای برخی
کار ماهر و تجهیزات خاص
ممکن است در برخی مناطة
به آنها دشوار باشد.
مقاوم حرارتی
سازههای فولادی ضروری است. . پروژهها محدودیت ایجاد کند. هزینه را اقزایش میدهد.
9 سيمت 9 sco
صفحه 24:
فولاد ساختمانی پروفیلهای فولادی
فولادهای 5137 و 5152 در تیرآهن, ناودانی ۰ نبشی ۰ قوطی و لوله
ساختمان ساری پرکاربرد هستند. این ستون فقرات سارهها هستند. این
فولادها مقاومت کششی بالایی دارند. پروفیلها در ابعاد و اندازههای متنوعی
تولید میشوند.
ورقهای فولادی
ورقهای گالوانیزه و رنگی در نمای ساختمان استفاده میشوند. ورقهای ضخیم برای کف
سازی و دیوارهای برشی مناسب هستند.
صفحه 25:
روشهای ساخت و نصب و محافظت
سازههای فولادی
و
صفحه 26:
حمل ونقل
انتقال قطعات به محل پروژه با تجهیزات مخصوص
اتصال و جوشکاری
استفاده از روشهای نوین: چوشکاری و
اتصالا
ره دولادیٍ میسیب [ مساح مورد استناده_ روش ساخت و
انواع سازه فولا: مز ایا و معا مصالح مور
صفحه 27:
اف ری Fare
3 چند 8 در ها age نیاز به 5 لبط اشد الات د, فولادی». قسمت
جهت وه ان يك يا جند قطعه در ساختمان هاى فولادىء نياز به يك قطعه رلبط میباشد اتصالات در ساختمان هاى فولادى. لعضا و
های مختلف سازه (اعم از تیرآهن و ستون) را به هم متصل کرده و نیروها را بین این اعضا تقسیم میکند.
انواع اتصالات در ساخت اسکلت فلزی را میتوان به ضورتهای زیر طبقهبندی کرد:
سا انواع (تصالات در اسکلت فلزی برحسب فن اتصال
سا انواع اتصالات در سازههای فولادی بر حسب میزان صلبیت آن
الآ انواع اتصالات در اسکلت فلزی بر حسب نیروی انتقالى
الما انواع اتصالات در سازههای فولادی بر حسب شکل هندسی
انواع اتصالات در اسکلت فلزی بر حسب نوع عضو اتصالی
تست سس 65
صفحه 28:
Sees
بيج و مهره جوشی
اتصال آسان و سریع, . هزینه اتصال دائمى و قوى. م دقت و نیرو
اتصال قدیمی و مقاوم
VAIS تمونه ای از اتصال پیج ومازه تیر
لک تست ال سس ورس 9
صفحه 29:
انواع اتصالات ساختمانی فولادی
الا صلب
لا نيمه صلب
الا مفصلى
BA SIGS هت
صفحه 30:
TC يت
انواع اتصالات ساختمانی فو لادی(اتصالات منصلی)
اتصال نبشی نشیمن اتصال ورق نشیمن با سخت کننده اتصال جفت نبشی جان
— ۴ a eee
وج ۳۳ 7 65
صفحه 31:
انواع اتصالات ساختمافی فولادی(اتصالات کیردار)
اتصال ورق بالاسری و يايين سرى اتصال ثير با مقطع كاهش (RBS) aid,
صفحه 32:
ات در سازه های فولادی
خرابي در انصالان فولادى (ادامه)
۳ ساك و د @
لاد | مزایاه معایب ۱ مصالح مورد استفاده ,وش ساخت و نصب
فولادى مزایا و معایب الج
اتواع سازه فوا
صفحه 33:
حفاظت از سازه های فولادی در برابر خوردگی بسیار مهم است. رنگ آمیزی. گالوانیزه و پوشش های بتنی ۰ فلزی ۰ بو
قیری و پلاستیک از روش های رایج هستند. بازرسی و نگهداری از سازه ها برای جلو گیری از خوردگی ضروری
رنگ آمیزی ۱
۳ گالوانیزه
پوشش بتنی ۳
75 پوشش قیری
صفحه 34:
چشم انداز. سامانه هاى نوين و جالش هاى
سازه های بلند و استاندار ها
صفحه 35:
بهبود مقاومت پایداری محیطی
توسعه آلیاژهای فولادی جدید با مقاومت بالاتر و افزایش استفاده از فولاد بازیافتی و
وزن کمتر کاهش انتشار کرین
هوشمندسازی چاپ سه بعدی
ادغام سنسورها در سازه برای پایش وضعیت و تولید قطعات پیچیده فولادی با
هشدار خرابی فناوری چاپ سهبعدی
آینده سازههای فولادی با فناوریهای نوظهور پیوند خورده است . هوش مصنوعی امکان طراحی بهینهتر را فراهم میکند.
نانوتکنولوژی خواص فولاد را بهبود میبخشد. ساختمانها به سمت پایداری بیشتر و سازگاری با محیطزیست حرکت میکنند.
لعب | .)0 2525 رن
صفحه 36:
فناوریهای جدید مقاومت سازهها در برابر باد و زلزله را افزایش دادهاند. سیستمهای قاب
سیستمهای مقاوم
خمشی و مهاربندی پیشرفتهتر شدهاند.
اتصالات نوين
اتصالات پیشرفته, انعطافپذیری و مقاومت سازه را بهبود میبخشند. این اتصالات در
برابر نیروهای لرزهای عملکرد بهتری دارند.
مصالح کامپوزیت
ترکیب فولاد با بتن و سایر مصالح. عملکرد سازه را بهبود میبخشد. سقفهای
کامپوزیت نمونهای از این پیشرفت هستند.
BU Se اد سد
صفحه 37:
Be ee)
(Frame Tube System) be OU aikls
در لین سامانه. کل نمای خارجی ساختمان بهصورت یک قاب فولادی لولها
شکل طراحی میشود. ستونها نزدیک به هم قرار میگیرند و
نها :را اجه هتم متعل امیکنتد: لین انشامالة براق مقاومت ادر برابر بازفاق
جانبیمانند با وزلزله متاشب انتت:
شکل۱۸ . برج جان هنکاک در شیکاگو, آمریکا: و دویچه بانک در فرانکنو
سامانه لوله (Tube in tube System) ag) jo :
واكنش اين سامانه در مقلبل بار هاى جانبى DESAI
صلب و دیوار برشی است . در نوع لوله در لوله (©5ل]1-1أ- ©1806 ): یک لوله
داخلی (هسته مرکزی) و یک لوله خارجی با هم کار میکنند. در لولههای
soy) al ae Bundled Tube) alts به هم متصل میشهند تا
8
pl PS 9 Sippy SANS TOWED ay ey. AIS شکل ساختمان را تشکیل دهند
(int) انواع سازه فولادی مزایا و معایب مصالح مورد استفاده سامانة هاى نوين ea
صفحه 38:
: (Mega-Bracing System) wx yo)! sls
از مهاربتدهای بزرگکت وا قوی در تمای خارجی با داخل ساختمان استفاده
میشود. لین مهازبندها بهصورت قظرزی یا ختربد ری قرار میگیرندا قا سختی و
مقاومتاتازه را ذر بزابرآبازهاق تجانبی افزایشن ذهند.
Belt Truss System) (4b 5 115 ills
در این سامانه. خرپاهای افقی (کمربند) در چندین طبقه دور ساختمان قرار
میگیزند: aly lati aS Gul خارجی و هستهامرکزی رانبه هنم متضل ES Got
تا مقاومت ساژه را افزلیش دهند.
انواع سازه فولادی مزایا و معایب مصالح مورد استفاده سامانه های نوين (tay)
صفحه 39:
سامانه های نوین در سازه
سامانه هسته مرکزی Core System)
یک هستة مرکزی (معمولاً از جنس بتن مسلح لیا قولان) (Glal pate Siew
مقاوم در برایر بارهای جانبی عمل میکند. لین هسته معمولاً محل قرارگیری
سامانه ترکیبی (5۷5۲6۲ ۲۱۷۵۲۱۵ :
ترکیبی از چند سامانه مختلف (مانند قاب محیطی؛ لولهای» هسته مرکزی و
کمربند خرپلیی) برای افزایش مقاومت و انعطافپذیری سازه. این سامانه برای
ساختمانهای بسیار بلند و پیچیده استفاده میشود.
شکل ۰۲۳ برج (Burj Khalifa) aids در دبی. مرات. و برج
Tr 200 8۳38 ۳5 8
صفحه 40:
2 مدا
Pa a, } 130
i 33 1
3 34 + 110
ae ye i
2 3 % مه
a 3 3 ع
3 3
BU Se اد سد
صفحه 41:
استانداردهای بینالمللی
۰۵0۵۵۵۵ 0۳۱۵۵
استاندارد 09/050
مرجع معتبر جهانی. طراحی سازه های فولادی
مبحث دهم مقررات ملی
اصلیترین مرجع در ایران
۹ 4 الزامات لرزهای
ضوایط خاص مناطق زلزلهخیز
این استانداردها در طراحی و اجرای سازههای فولادی الزامی است. آییننامه ها ضامن ایمنی و پایداری سازهها هستند.
2 | ند 0
صفحه 42:
fo
سح
92