آیا استفاده از مقاطع تیرآهن دوبل یا ۲IPE ممنوع شده است؟

بنام یگانه مهندس هستی

 

 

آیا استفاده از مقاطع تیرآهن دوبل یا ۲IPE ممنوع شده است؟

فهرست

• مقدمه
• انواع اتصال  در مقاطع دوبل
• مقطع فشرده از نظر مبحث دهم
• بکارگیری مقاطع دوبل IPE  در قاب های خمشی
• جمع بندی
• منابع

 

 

مقدمه:

با افزایش ساخت ساز شهری و غیرشهری و همچنین تورم روز افزون کشور ما ، هرینه های ساخت‌وساز به مراتب بیشتر از گذشته است در نتیجه  موضاعاتی مثل بهینه سازی مقاطع و صرفه جویی در هزینه های ساخت در کنار کارایی آن بیشتر از هرموقعی حائز اهمیت می‌باشد.

یکی از این مواردی که به صورت مستقیم جز هزینه های کلان ساخت محسوب می‌شود هزینه اسکلت سازه می‌باشد.اسکلت سازه ها می‌توانند بتنی ، فولادی یا ترکیب این دو باشند.

در سازه های فولادی یکی از مهم ترین اجزا اسکلت ستون‌ها هستند ، که نقش گرفتن بار ها از تیرهای اصلی و انتقال آنها به فونداسیون را دارند.پس باید توجه ویژه ای به آنها داشت.

به صورت کلی چند دسته ستون فولادی با توجه به مقطع آنها وجود دارد:

• مقاطع باکس
• مقاطع IPE
• مقاطع دوبلIPE و سوبل IPE (IPE2 و IPE3)
• مقاطع دایره‌ای

         و ….

 

که رایج‌ترین آنها مقاطع باکس و دوبل IPE  هستند.

یکی از حسن های ستون های باکس ممان اینرسی برابر دو دوجهت و ساختن مقاطع با ضخامت‌های‌ دلخواه در کارخانه می‌باشد اما یکی از معایب آنها هزینه به نسبت بالا می‌باشد به همین جهت در بسیاری از موارد برای سازه های متداول شهری از مقاطع دوبل IPE  استفاده می‌شود.

در این مقاله به برسی مقاطع دوبل IPE  و ممنوعیت آن و ضوابط آیین نامه ای این مقاطع می‌پردازیم.

علت استفاده از مقاطع دوبل IPE  به جای IPE

همانطور که می‌دانید یک مقطع تیرآهن به صورت تک دارای دو محور X و Y  عمود بر هم می‌باشد که یکی از این محور ها محور قوی و محور عمود به آن محور ضعیف می‌باشد.اصولا خمش حول محور قوی تحت نیروی بیشتری از خمش حول محور ضعیف رخ می‌دهد.

 

 

با توجه به تصویر بالا محور قوی محور  X و محور ضعیف Y می‌باشد.

پس در نتیجه ممان اینرسی حول محور قوی بیشتر از ممان اینرسی حول محور ضعیف می‌باشد(برای درک بهتر این موضوع پیشنهاد می‌کنیم مقاله ممان اینرسی را مطالعه بفرمایید)(لینک مقاله).

 

حال با کنار هم قرار دادن دو IPE  و جوش دادن آنها به یکدیگر می‌توان ممان اینرسی حول دو محور و مساحت ها را افزایش چشمگیری داد.

 

با توجه به تصویر به راحتی متوجه خواهید شد که ممان اینرسی حول محور های قوی و ضعیف افزایش یافته است.

نکته : هرچه دو تیرآهن از هم فاصله بیشتری داشته باشد و از هم دورتر شوند مصالح از تارخنثی فاصله بیشتری گرفته در نتیجه ممان اینرسی بیشتر خواهد شد.

بهینه ترین حالت برای این مقاطع به صورتی است که این فاصله(a) را طوری درنظر بگیریم که ممان اینرسی حول دو محور عمود برابر شود.در نتیجه شعاع ژیراسیون نیز برابر شده و ظرفیت مقطع افزایش پیدا می‌کند.

 

 

دوبل کردن IPE  می‌تواند به دو صورت پاباز و به هم‌چسبیده و بدون فاصله یا اصطلاحا فیت اجرا شود.

که در تصاویر زیر مشاهده می‌کنید.

 

ستون های دوبلIPE  که به صورت پاباز با بست های موازی متصل شده است

 

ستون های دوبلIPE  که به صورت فیت با جوش‌های منقطع به یکدیگر متصل شده است.

 

 

انواع اتصال  در مقاطع دوبل

• اتصال پاباز با بست های موازی
• اتصال پاباز با بست های مورب
• اتصال فیت با جوش سرتاسری و منقطع
• اتصال پاباز با ورق سرتاسری

اتصال پاباز با ورق سرتاسری

 

 

 

مقطع فشرده از نظر مبحث دهم

مطابق مبحث دهم مقاطع مورد استفاده در سازه های فولادی باید فشرده باشد.

فشردگی مقاطع چندین شرط اساسی دارد که یک شرط در زیر اورده شده است.

 

بند ۱۰-۲-۲-۲-۲ مبحث دهم ۱۴۰۱ (صفحه۵۱)

در این بند ذکر شده است که فشردگی مقاطع زمانی حاصل می‌شود که بال ها به صورت سراسری به جان مقطع جوش شده باشد.

در این موضوع اختلاف نظر میان مهندسین وجود دارد عده‌ای بر این عقیده هستند که جوش منقطع در اتصال دو IPEبه یکدیگر این شرط پیوستگی را تامین نکرده و حتما باید جوش به صورت سراسری باشد چه با وجود ورق سرتاسری و چه بدون وجود آن.عده‌ای دیگر بر این عقیده هستند که جوش منقطع فشردگی مقطع را تامین می‌نماید.

البته در اتصال به صورت پاباز با ورق های موازی و مورب این موضوع مطرح نیست و این یعنی استفاده از این مقاطع چون اتصال سرتاسری ندارند به عقیده همه مهندسین فشردگی رو تامین نمی‌کند.

 

 

بکارگیری مقاطع دوبل IPE  در قاب های خمشی

قاب های خمشی در سازه های فولادی سه نوع هستند:

• قاب های خمشی معمولی یا OMF
• قاب های خمشی متوسط یا IMF
• قاب های خمشی ویژه یا SMF

در هر کدام از این قاب ها استفاده از چند نیمرخ متفاوت است که به آن می‌پردازیم.

 

قاب های خمشی معمولی یا OMF

بند ۱۰-۳-۳-۱-۲ مبحث دهم ۱۴۰۱ (صفحه۲۸۴)

مطابق این بند مقاطع بکاررفته در قاب خمشی معمولی باید فشرده و دارای جان غیر لاغر باشد.

همچنین استفاده از چند نیمرخ بست دار،چه بست های موازی و چه بست های مورب مجاز است.

شرطی که باید برای استفاده از مقاطع دوبل تامین گردد علاوه بر شروط بالا این است که خمش حول محور با مصالح اتفاق افتد.

به عبارتی دیگر قاب خمشی باید در وجهی باشد که ستون حول آن محور قوی تر بوده.

همچنین استفاده از اتصال صلب در دل مقطع یا روی جان مجاز نبوده.یعنی اتصال تودلی در این مقاطع مجاز نیست.

 

اتصال قاب خمشی به بال (اتصال تیر به صورت صلب به جان مجاز نمی‌باشد)

 

منظور از چند نیمرخ مقاطع دوبل شده یا سوبل شده می‌باشد مانند ۲IPE می‌باشد

 

قاب های خمشی متوسط یا IMF

 

بند ۱۰-۳-۳-۲-۲ مبحث دهم ۱۴۰۱ (صفحه۲۸۹)

 

دراین بند ازمبحث دهم به صراحت ذکر شده است که استفاده از چند نیمرخ  بست دار به هیچ وجه مجاز نیست.

استفاده از چند نیمرخ با ورق سرتاسری و جوش سرتاسری و بدون ورق سرتاسری اما دارای جوش سرتاسری که فشردگی رو تامین می‌کند مجاز هست.

 

 

قاب های خمشی ویژه یا SMF

 

 

 

مطابق این بند استفاده از چند نیمرخ بست دار به هیچ وجه مجاز نیست.

همچنین اجزای مقطع باید به صورت پیوسته به یلکدیگر متصل باشند.

به عبارتی دیگر اتصال دونیمرخ چه با استفاده از ورق سرتاسری و چه بدون آن باید با جوش پیوسته باشد و جوش منقطع در طول عضو مجاز نیست.

 

شرایط مجاز و غیر مجاز در قاب های خمشی ویژه

 

جمع بندی:

در مجموع استفاده از IPE  های دوبل یا سوبل شده در بسیاری از شهر‌ها ممنوع و درحال منسوخ شدن است و آیین نامه علاقه‌ای به استفاده از آنها ندارد.

استفاده از چند نیمرخ با ورق سرتاسری و جوش سرتاسری و بدون ورق سرتاسری اما دارای جوش سرتاسری که فشردگی رو تامین می‌کند مجاز هست.

 

 

 

 

نویسنده:مهندس پوریا نقوی‌

ناظر علمی:مهندس سید علی ذاکری

 

منابع:

1. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان

 

“امیدواریم این مقاله براتون مفید بوده باشه”