عوامل مؤثر بر سختی و مقاومت‌ در طراحی سازه‌های فضاکار

بل کنترل است، تنها به تغییرات هوا در خارج سازه اکتفا می‌شود. حرکت‌های ناشی از تغییرات دما و رطوبت همچنین به نوع، اندازه، شکل و موقعیت سازه بستگی داشته و به جز موارد خاص، مستقل از نوع بهره‌برداری است. همچنین آثار وجود یا عدم وجود قیود حرکت‌های حرارتی در ایجاد تنش‌ها و تلاش‌های مربوطه حایز اهمیت خواهند بود. سطوح بارهای ناشی از کنش‌های جوی هم نسبت به زمان و هم نسبت به موقعیت جغرافیایی سازه تغییر می‌نمایند. آثار ناشی از تغییرات دما در سازه‌های با ابعاد بزرگ در پلان و سازه‌های بلند، آثار ناشی از بارهای حرارتی می‌توانند مقادیر قابل ملاحظه‌ای داشته باشند. وضعیت تحت کنترل هوای داخل این سازه‌ها آثار تمایل به حرکت‌های نسبی یا ایجاد تنش‌های ناشی از جلوگیری از حرکت‌ها بین اجزای سازه را کاهش می‌دهد. سازه‌های با دهانه‌های آزاد وسیع و سازه‌های اداری و مسکونی و صنعتی بلند اغلب باید شامل حفاظی از بخش کاملاً محصور شده و عایق بندی شده برای سازه باشند. در هنگام بررسی آثار حرارتی، به طور کلی، طراح سازه فضاکار گزینه‌های زیر را پیش رو دارد. طراحی اتصالات و درزهای لغزشی به منظور ایجاد امکان جابه جایی آزاد. طراحی میزان مصالح مصرفی مطابق با تنش‌های حرارتی حاصله (با فرض آنکه قید موجود در مقابل حرکت‌های حرارتی، از قید کامل به قید پاره‌ای متناسب با سختی بخش‌های دارای اندرکنش سازه بدل شده باشد). تدابیری در جهت خنثی سازی و مقابله نمودن با ایجاد تغییرات دما اندیشیده شود. بارهای ناشی از برف بار برف وارده بر بام بستگی به شرایط آب و هوایی، فرم، نوع، ابعاد، نسبت، ناحیه و جهت استقرار سازه و میزان تصعید حرارت از طریق بام و تفاوت دمای داخل سازه و خارج آن دارد. بار برف یکی از مؤثرترین کنش‌های وارده بر سازه‌های فضاکار، پوشاننده فضاهای وسیع در مناطق سردسیر و معتدل به شمار می‌رود. با توجه به آنکه نسبت بار برف به بار مرده سازه‌های فضاکار در مناطقی از کشور قابل ملاحظه‌است، نحوه توزیع بار برف در این نوع سازه‌ها نقش مهمی در طراحی اجزای سازه فضاکار ایفا می‌نماید. آثار ناشی از اختلاف نشست نشست تکیه‌گاه‌های سازه‌ها معمولاً از سه جنبه مورد بررسی قرار داده می‌شود. نشست مطلق کلی (نشست متجانس). نشست نسبی (اختلاف نشست یا نشست نا متجانس). نشست با تغییرات خطی منجر به دوران مجموعه پی و سازه. آثار ناشی از نامیزانی در بافت، ساخت و نصب و سایر عملیات اجرایی سازه‌های فضاکار اغلب به دو دلیل نامیزانی اتفاق می‌افتد. عدم دقت در ساخت اعضا، اتصالات و پی‌ها. عدم دقت در اجرا (به ویژه پیاده‌سازی محورها). آثار ناشی از پیش تنیدگی پیش تنیدگی در اعضا و اتصالات سازه‌های فضاکار به دو گونه می‌تواند اتفاق بیفتد. اعمال پیش تنیدگی معین اعمال پیش تنیدگی تصادفی ناشی از نامیزانی کنش‌ها و آثار محیطی در طراحی سازه‌های فضاکار توجه به اینکه سازه‌های فضاکار را می‌توان در انواع ساختمان‌ها و ابنیه از قبیل، نمایشگاه‌ها و سالن‌های چند منظوره، سالن‌های اجتماعات، ساختمان‌های صنعتی، دکل‌های انتقال نیرو، سازه‌های دریا‌یی، برج‌های خنک‌کن، پل‌ها، ساختمان‌های مسکونی، اداری و تجاری، بیمارستان‌ها و … به کاربرد‌. کنش‌ها و آثار تابع شرایط محیطی به شرح زیر طبقه بندی می‌شوند. بر اساس ماهیت اعمال بار و پاسخ سازه کنش‌های استاتیکی. کنش‌های دینامیکی. بر اساس منشأ اثر بار کنش‌های مستقیم. کنش‌های غیرمستقیم. اعمال نیرو بر سازه حالت اعمال مستقیم کنش‌، و‌لی اعمال تغییر شکل از پیش تعیین شده‌، شتاب تکیه گاهی، آثار ناشی از تغییرات دما، ناکاملی‌ها، رطوبت، نشست غیرمتجانس شالوده‌ها در زمره حالات اعمال غیرمستقیم این کنش‌ها به شمار می‌روند. بر اساس تغییرات فضایی موقعیت اثر کنش‌ها کنش‌های ثابت. کنش‌های متحرک. بارهای مرده و بارهای تجهیزات ثابت از جمله کنش‌های ثابت و بارهای جرثقیل و قطار از جمله کنش‌های متحرک به شمار می‌روند. در بسیاری از حالت‌ها، ممکن است‌ آثار دینامیکی کنش‌ها را با کنش‌های شبه استاتیکی به نحوی جایگزین نمود که به آثار معادل رفتار واقعی به اندازۀ کافی نزدیک شده باشند. بر اساس وابستگی و تغییرات نسبت به زمان کنش‌های د‌ایمی مانند وزن سازه، بار تجهیزات ثابت، روکاری و کنش‌های غیرمستقیم ناشی از انقباض یا نشست نامتجانس. کنش‌های متغیر مانند سربارها (بارهای زنده)، بارهای باد یا برف. کنش‌های تصادفی مانند اعمال ضربه ناشی از وسایط نقلیه، بارهای ناشی از انفجار. برخی از کنش‌ها مانند زلزله و برف را می‌توان در بیش از یک گروه مذکور در فوق (تصاد‌فی یا متغیر‌) تقسیم بندی کرد که این امر به موقعیت محلی و کنش‌های موثر دیگر بستگی دارد. آثار ناشی از خستگی مدلسازی به منظور بررسی آثار ناشی از خستگی بر اساس معرفت زمان، توصیه‌های طراحی و در صورت فقدان آن بر اساس پژوهش و آزمایش، به منظور تعیین طیف‌های طرح، صورت خواهد گرفت. در ارزیابی این آثار باید کنش‌های محیطی، نوع مصالح، نحوه اعمال بار، ویژگی‌های هندسی و نوع رفتار (بر اساس مکانیک شکست الاستیک خطی یا مکانیک شکست الاستوپلاستیک) و پارامترهایی مانند حیطه تغییرات تنش، تنش متوسط، نسبت تنشی منظور شوند. کنش‌های دینامیکی مدل‌های کنش‌های دینامیکی شامل آثار اعمال شتاب خواهند بود که به صورت مستقیم با اعمال دینامیکی یا به صورت غیر مستقیم از طریق اعمال ضرایب بزرگنما‌یی بر بارهای استاتیکی مشخصه لحاظ می‌شوند. در حالاتی که کنش‌های دینامیکی منجر به ایجاد شتاب قابل ملاحظه سازه فضاکار شوند، تحلیل دینامیکیِ سیستم الزامی است. کنش‌های وابسته به ویژگی‌های ژئوتکنیکی این کنش‌ها بر اساس داده‌های حاصل از مطالعات مکانیک و دینامیک خاک و مشخصه‌های دیگر ژئوتکنیکی ساختگاه تخمین زده می‌شوند. آثار محیطی آثار محیطی مؤثر بر پایایی سازه را باید در انتخاب مشخصات فنی مصالح و طراحی مفهومی و تفصیلی و شیوه ساخت و حفاظت و نگهداری مورد توجه قرار داد‌. در حالاتی که این کنش‌ها قابل کمی شدن باشند، لازم است به بررسی کمی این آثار پرداخت. عوامل مؤثر بر سختی و مقاومت‌ در طراحی سازه‌های فضاکار ترتیب استقرار اعضا و اجزا و واحدهای سازه فضاکار، سیستم سازه اسکلتی (شبکه‌ای) فضاکار را تشکیل می‌دهد. خواص و رفتار سازه فضاکار طبعاً وابستگی زیادی به خواص واحدهای پایه تشکیل دهنده آن و اتصالات این اعضا و واحدها به یکدیگر و نحوه هم‌بندی آنان خواهد داشت. سختی، مقاومت و سایر خواص سازه وابسته به عوامل چندی از جمله فرم هندسی سازه، خواص مصالح، نحوه هم‌بندی اعضا و واحدها، ویژگی‌های شبکه‌بندی، نوع و رفتار پیونده‌ها، اجزا، ادوات و نوع اتصالات، رفتار اعضا، تعداد لایه‌ها و تواتر (یا چگالی) شبکه،خواهند بود. خرپاهای فضاکار خرپاهای فضاکار حالت خاصی از سازه‌های فضاکار هستند که از هم‌بندی اعضای خطی مستوی به صورتی پایدار تشکیل شده باشند. در مورد خرپاهای فضاکار نیروهای درونی در اعضا به طور عمده از نوع محوری (بدون در نظر گرفتن اثر خمش ناشی از وزن اعضا یا بارهای متمرکز احتمالی) خواهند بود. اعضای سازه فضاکار شبکه‌ای را مرجحاً به صورت مستوی و در مواردی که توجیه پذیر باشد، می‌توان به صورت اعضای خطی دارای انحنا اختیار نمود. نوع هم‌بندی ترتیب هم‌بندی اعضای یک شبکه فضاکار یا به صورت هم‌بندی ضلع و گرهی (پیوندهای) یا از اتصال واحدها یا زیرمجموعه‌هایی از سازه (پاره سازه‌ها) صورت می‌پذیرد. در سیستم‌های واحدی یا پاره‌سازه‌ای، در اغلب موارد، هر زیر مجموعه به خودی خود از هم‌بندی چند یا چندین ضلع و گره ایجاد می‌شود. در سیستم‌های ضلع و گرهی در اغلب موارد اتصال عضو به گره به صورت مستقل صورت می‌گیرد. پیونده‌ها و اتصالات سازه فضاکار به طور معمول با توجه به وظایف پیونده‌ها و اتصالات در سازه فضاکار، شیوه انتقال تنش‌ها از طریق پیونده‌ها پیچیده است.در مواردی که اطلاعات کافی در مورد رفتار آنها موجود نباشد، مطالعات تحلیلی و طراحی به کمک آزمایش باید مورد توجه قرار گیرد. با توجه به اهمیت پیونده‌ها، نوع اتصال اغلب سیستم‌های تجاری، نقطه عطف سیستم به شمار رفته و به ثبت رسانده می‌شوند. اجزای اتصالات و پیونده‌های فولادی را می‌توان از فولاد تراش داده شده، فرم داده شده در حرارت بالا، پرس شده یا فولاد ریخته‌گری با مصالح مناسب ساخت. اتصالات سازه‌های فضاکار، ا