الإنشاءات

تصميم الكمرات الفولاذية (AISC 360-16)

افحص كمرة IPE أو HEA أو HEB على بحر بسيط أو ككابولي وفق AISC 360-16، الانحناء مع الانبعاج الجانبي الالتوائي، والقص، والترخيم، والعصب عند الارتكاز، أو دع الأداة تختار أخفّ مقطع يجتاز الفحوص.

AISC 360-16ASCE/SEI 7-22EN 10365EN 10025-2IBCمتري

مقطع مدرفل من IPE أو HE A أو HE B من كتالوج EN 10365، على بحر بسيط أو ككابولي، تحت حملين موزَّعين ميت وحي، وحتى حملين مركَّزين، ووزنه الذاتي، بكومبينيشنز ASCE/SEI 7-22 البند 2.3 ‏(LRFD) أو البند 2.4 ‏(ASD). ويُصنَّف كل مقطع بالجدول B4.1b من AISC 360-16 ويُفحص للخضوع أو للانبعاج الموضعي للشفة (البندان F2.1 وF3.2)، وللانبعاج الالتوائي الجانبي لكل قطعة غير مقيَّدة مع C_b من المعادلة F1-1 على مخطط عزمها (البند F2.2)، وللقص (البند G2.1)، وللترخيم مقابل حدودك، وعند ارتكاز الكمرة على مسانديها للخضوع الموضعي للعصب وتجعُّده (البندان J10.2 وJ10.3). وتأتي الإجابة أولًا: أي مقطع يجتاز، وبأي نسبة استغلال، وما الذي يحكم، أو أخفّ مقطع يجتاز من سلسلة واحدة أو من السلاسل الثلاث.

الكمرة

كومبينيشنز ASCE/SEI 7-22: البند 2.3.1 لطريقة LRFD والبند 2.4.1 لطريقة ASD.

الأحمال

الأحمال المركَّزة

الحمل المركَّز 1
الحمل المركَّز 2

الموضع a مقيسًا من المسند الأيسر (وفي الكابولي من الطرف المثبَّت). اترك الحمل صفرًا إن لم يوجد.

التقييد الجانبي والترخيم

حدودك أنت. يعطي الجدول 1604.3 في IBC الحد ⁦l/360⁩ تحت الحمل الحي لعناصر الأرضيات، وl للكابولي ضعف طوله.

الفحوص

الفحص الاستغلال

المقطع

مرسوم بمقياس رسم؛ والمحور y-y في التسمية الأوروبية هو المحور الرئيسي (x-x في AISC).
    الخاصيةالقيمة

    الفحوص: البند

    الفحص البند الكومبينيشن المطلوب السعة الاستغلال

    القطع غير المقيَّدة: الانبعاج الجانبي الالتوائي

    القطعة من: إلى m L_b m M_max kN·m M_A / M_B / M_C kN·m C_b المجال الاستغلال

    كومبينيشنز الأحمال

    # الكومبينيشن w kN/m M_max kN·m V_max kN ردود الأفعال kN
    الحساب خطوة بخطوة، بالأرقام وأرقام البنود
    الخطوة البند المعادلة والأرقام النتيجة

    المقاسات الأخف والأثقل

    المقطع kg/m F_y MPa الاستغلال الحاكم

    التصدير

    تحويل الوحدات: الإنشائي والمعدني

    أسئلة يطرحها المهندسون

    كيف تختار الأداة أخفّ مقطع؟

    اختر «تلقائي» في قائمة المقاطع، أو السلاسل الثلاث IPE وHEA وHEB. فيُفحص كل مقاس بالفحوص نفسها مع إضافة وزنه الذاتي وبقيمة F_y الخاصة به، من الأخفّ وزنًا للمتر إلى الأثقل، والأول الذي لا يتجاوز أيٌّ من فحوصه 100٪ هو الإجابة. ويسرد الجدول أسفل النتيجة المقاسات الأخف التي لا تجتاز والمقاسات التالية التي تجتاز، ويمكن اختيار أيٍّ منها بضغطة واحدة.

    كيف يُفحص الانبعاج الجانبي الالتوائي، ومن أين يأتي C_b؟

    توضع القيود عند كل L_b تُدخله بدءًا من المسند الأيسر، أو عند المساند فقط، أو تُعدّ الشفة مقيَّدة تقييدًا مستمرًّا. وتُفحص كل قطعة غير مقيَّدة وفق AISC 360-16 البند F2.2 بطولها ومع C_b من المعادلة F1-1 على جزئها من مخطط العزم في كل كومبينيشن، فيأخذ الحمل المركَّز والكابولي والتقييد عند الأثلاث كلٌّ منها C_b الخاص به. ويأخذ الكابولي الذي طرفه الحر غير مقيَّد C_b = 1.0. وتستخدم L_p وL_r ثابت اللي J وثابت الوربنج C_w للمقطع.

    لماذا يظهر الانبعاج الموضعي للشفة في مقطع HEA من الرتبة S355؟

    لأن شفته نون كومباكت عند إجهاد الخضوع هذا: فنسبة b_f/2t_f في HE 300 A تساوي 10.7، وهي فوق الحد 0.38√(E/F_y) = 9.1 في الجدول B4.1b من AISC 360-16. فيُخفَّض العزم الاسمي حينئذٍ بالمعادلة F3-1 دون العزم اللدن حتى لو كانت الكمرة مقيَّدة تقييدًا كاملًا. أما شفات IPE وHE B فكومباكت في الرتب المعروضة.

    من أين يأتي ثابتا J وC_w لمقاطع IPE وHE؟

    لا يجدولهما EN 10365، فقيمهما من كتالوج ArcelorMittal Orange Book، أي I_T وI_w، لكل مقاس. وقد فُحصت كل قيمة مقابل I_w = I_z (h − t_f)²/4 ومعادلة ثابت اللي مع حدّ جذر الانحناء، وتتفق كلها في حدود 1.1٪.

    أي إجهاد خضوع تستخدمه الأداة للرتبتين S275 وS355؟

    الحد الأدنى لإجهاد الخضوع في EN 10025-2 لسُمك الشفة: S355 بقيمة 355 ميجاباسكال حتى 16 مم و345 ميجاباسكال من 16 إلى 40 مم، وS275 بقيمتي 275 و265، وS235 بقيمتي 235 و225. فيُفحص HE 300 B ذو الشفة بسُمك 19 مم عند 345 ميجاباسكال في الرتبة S355. أما ASTM A36 فقيمتها 250 ميجاباسكال، وA572 رتبة 50 وA992 قيمتهما 345 ميجاباسكال لكل السماكات.

    أي حدود للترخيم تستخدمها الأداة؟

    حدودك أنت: حد تحت الحمل الحي وآخر تحت الحملين الميت والحي، وكلاهما عند مستوى الخدمة. وتبدأ الأداة بالقيمتين l/360 وl/240؛ ويعطي الجدول 1604.3 في IBC الحد l/360 تحت الحمل الحي لعناصر الأرضيات، وتُؤخذ l للكابولي ضعف طوله.

    كيف أتأكد من صحة الأرقام؟

    يستعيد المحرك أمثلة التصميم المنشورة من AISC لمقطع W18×50، φ_bM_n = 379 kip-ft مع تقييد مستمر، وC_b = 1.01 وM_n = 4,060 kip-in. وφ_bM_n = 305 kip-ft مع التقييد عند الأثلاث، وقيمة φ_vV_n = 306 kips لمقطع W24×62 في القص. وكل خطوة من حساب كمرتك، بأرقامها وبندها، تحت «الحساب خطوة بخطوة» وفي التقرير المطبوع.

    هذا عملنا

    المنشآت المعدنية

    أرسلوا إلينا الهيكل. يصلكم نموذج Tekla ومجموعة وصلات مصمَّمة ورسومات يقصّ منها المصنع.