تیرورق با جان موج دار یا سینوسی

• جان فولادی موج دار = Corrugated steel web CSW :

در ساخت تیرورق های فولادی ، پتانسيل براي ناپايداري جان تير، خيز بيش از حد و از هم گسيختگي در فشارهاي ناگهاني وجود دارد ، که میتوان با استفاده از تکنیک موج دار کردن جان تیر ، بر این معایب فائق آمد .

• تیر ورق های سینوسی (sin beam)

تیر ورق های سینوسی یکی از انواع تیر های ورق های فولادی با جان موجدار می باشند ، که در سال های اخیر در کشورهایی همچون ژاپن، ترکیه، برزیل و اکثر کشورهای اروپایی بخصوص به جهت استفاده در قاب های اصلی ساختمان های فولادی کاربرد فراوانی یافته است.

در تیر ورق ما شاهد دو بال و یک جان که بین این دو قرار می گیرد هستیم. ایده تیر ورق با جان سینوسی از قانون فیزیک در خصوص مقاومت بیشتر ورق سینوسی از معولی نشآت گرفت.

روش کار ساده است. در صورتی که یک کاغذ را به صورت عمودی روی لبه آن گذاشته و با دست فشار دهید به راحتی خم می شود. حال اگر کاغذ را به شکل سینوسی در بیاوریم و فشار دهیم نیروی بیشتری برای خم کردن آن لازم است. از همین قانون برای افزایش استحکام تیر استفاده می شود.

• عدم نیاز به استفاده از سخت کننده های عمودی :

در زمان‌هاي گذشته يکي از کاربردهاي تيرورق با جان موجدار براي افزايش استحکام کمانش و سختي خارج صفحه‌اي با حذف کاربرد تقويت کننده‌هاي عمودي بوده است. با گذشت زمان مشخص شد که شاه تيرهايي که با تيرورق جان موجدار هستند ، مقرون به صرفه‌تر بوده و در زيبايي سازه نقش به سزايي دارند.

• پایداری در برابر کمانش با جان موج دار :

-براي کارآمد شدن سطح مقطع در مقاومت نسبت به خمش درون صفحه‌اي ، ضروري است که حداکثر ماده نسبت به محور خنثي دورتر قرار گيرد. با افزايش عمق سطح مقطع، عمق جان تير نيز به همان ميزان افزايش مي‌يابد و لاغرتر مي‌شود که در نتيجه آن ممکن است ، به دليل کمانش جان تير در برش در تیرورق گسيختگي رخ دهد.

-به همين دليل براي کاهش نسبت لاغري که به واسطه افزايش عمق و ضخامت کم جان تير به وجود مي‌آيد به جاي استفاده از تقويت کننده‌هاي تخت، جان تير موج دار استفاده می شود که يک روش عالي براي پايداري در مقابل کمانش الاستیک (elastic buckling) جان تیر می‌باشد.

-جهت افزایش استحکام تیر، یکی از روش‌ها موج‌دار کردن جان آن است . این کار باعث می‌شود تا کمانش جان به صورت موضعی در قسمت‌های مسطح موج اتفاق بیفتد و در نتیجه افزایش در مقاومت نهایی کمانشی جان ایجاد گردد .

در تیرهای با جان موجدار :

• وظیفه تحمل تنشهای خمشی بطور کامل با بالها است .
• و وظیفه تحمل برش با جان تیر است

- به عبارت دیگر هیچ اندر کنشی بین برش و خمش در نظر گرفته نمی شود و در نتیجه ظرفیت خمشی این تیرها برابر با ممان پلاستیک بال است.

مزایای سینوسی کردن جان تیرورق :

-افزایش مقاومت تیر با روش سینوسی کردن می توان جان ورق را از ورق نازک تر انتخاب کرد. این امر سبب کاهش وزن تیر و آهن آلات مصرفی می شود. کاهش وزن تیر برابر با کاسته شدن از قیمت آهن آلات است. یک تیر سینوسی در مقایسه با تیرآهن متداول در مقاومت یکسان بین ۲۰ تا ۴۰ درصد وزن کمتری دارد.

-با حذف کمانش در جان تیر ورق، دیگر نیازی به استفاده از سخت‌کننده‌ها نیست. بنابراین، عملیات اجرایی و نیاز به نیروی فنی نیز کاهش می‌یابد.

-پایداری برشی تیر ورق با جان موجدار نسبت به تیر ورق با جان تخت بیشتر است که باعث می شود فشار بیشتری را هنگام برش بتوانند تحمل کنند

-مقاومت جان موجدار در مقابل بارهای تکراری که منجر به پدیده خستگی می‌شود، نسبت به تیرورق معمولی تا حدود ۵۰ درصد بیشتر است.

انواع موج در تیرورق های موجدار عبارتند از :

• مستطيلي
• ذوزنقه‌اي
• و سينوسي

ساخت تیرورق با جان موج دار :

-قسمت مهم در ساخت این تیرورقها ،  ورق های سینوسی است که برای ساخت آن نیاز به ماشین آلات خاص است. تمامی آهن آلات به مانند روال عادی از بازار تهیه می شوند اما ورق سینوسی باید از شرکت های محدودی که به این کار مشغول هستند ، تهیه شود یا خط تولید خاص آن برای کارخانه تهیه شود. در کارخانه برش کاری انجام شده و قطعات به هم جوش داده می شود. سپس رنگ آمیزی شده و به محل نصب ارسال می شود.

-ورق‌هاي جان تير به صورت رول‌هاي بزرگ در بازار عرضه مي‌شود که به صورت نورد نشده توليد شده و به صورت اتوماتيک توسط ماشين آلات برش بريده مي‌شود. دستگاهي به نام موج ساز (corrugator) ورق را به صورت ورق‌هاي جان تير شکل مي‌دهد.

-امروزه به لطف ماشين آلات نسل جديد مي‌توان تيرورق با جان موجدار سينوسي را توسط يک روند کاملاً اتوماتيک توليد کرد.

• ساخت پل های ترکیبی بتن با تیرورق جان موج دار :

-در 20 سال اخیر، ورقه های موجدار به طور گسترده در تیرورق ها بکار گرفته شده است. این طرح ساختاری در زمینه ی ساخت سازه های فلزی خصوصاً در زمینه ی پل های ترکیبی گسترش یافته است. این یک نوع خاص از پل با کف بتنی و تیر ورق فولادی با جان سینوسی است. اولین پل ترکیبی با تیر ورق با جان موجدار ذوزنقه ای در سال 1986 در فرانسه ساخته شد (Pont de Cognac) و به دلیل مزایای زیاد، این طرح ساختاری به سرعت به کشورهایی همچون ژاپن گسترش یافت که بعدها نمونه های ترکیبی زیادی از روی آن ساخته شدند و یا همچنان در حال ساخت می باشند.

-در این پل های ترکیبی ، جان تیر های بتنی پیش تنیده ی مرسوم با تیرهای فولادی با جان موجدار جایگزین شده اند.

• رفتار کمانش برشی مقطع کامپوزیت پیش تنیده با جان فولادی موجدار :

-از آنجایی که نیروی برشی اعمال شده بر روی یک مقطع کامپوزیت پیش تنیده با جان فولادی موجدار عمدتاً توسط جان ها تحمل میشود و تنش‌ها در جان های موجدار تقریباً تنش‌های برشی خالص هستند، این نوع ناپایداری پل اغلب به کمانش برشی جان های فولادی موج‌دار نسبت داده می‌شود.  پایداری جان فولادی موجدار را می توان با طراحی مناسب فرم و طول موج موجدارها تضمین کرد.  به طور معمول حداقل ضخامت جان با در نظر گرفتن موج‌ها و تنش برشی مجاز مورد نیاز تعیین می‌شود .

سبک‌های گسیختگی پل ترکیبی بتنی با تیر ورق با جان موجدار :

• کمانش محلی
• کمانش عمومی
• و کمانش تعاملی

رفتار پیچشی در پل های ترکیبی بتن و تیرورق موج دار :

-در مقایسه با شاه تیرهای باکسی PC  مرسوم، که دارای سطح مقطع یکسان هستند ، سختی خارج صفحه ای جان تیر فولادی موجدار نسبتاً کم است و صلبیت پیچشی تیرورق با ورق فولادی موج‌دار کاهش می‌یابد ، از این رو سطح مقطع هایی با تیر فولادی با جان موجدار تمایل به اعوجاج دارند و رفتار پیچشی (Torsional Behavior) چنین سازه‌های کامپوزیتی باید توجه بیشتری را به خود جلب کند.

-وقتی سطح مقطع دچار اعوجاج می شود، تنش های پیچشی کاهش می یابند. بنابراین، وقتی پل هایی با شاه تیر جعبه ای PC  با جان تیر فولادی موجدار برای پل های انحنادار یا پیچ دار انتخاب می شوند، لازم است که دیافراگم هایی در فواصل مناسب تعبیه شوند تا اعوجاج سطح مقطع را کنترل کنند.

برای دیدن لیست کامل مطالب داخل این پاورپوینت قسمت "اطلاعات بیشتر" را ملاحظه نمائید.

توجه : اگر به اطلاعات کامل تر و جامع تری در زمینه تیرورقها نیاز دارید ، پاورپوینت 430 اسلایدی " همه چیز در مورد تیرورقها " را از اینجا دانلود نمائید . فایل های کمکی : همراه با پاورپوینت اصلی ، 8 فایل کمکی در فرمت پی دی اف و به زبان انگلیسی در مورد تیرورق ها با جان موجدار با عناوین زیر قرار داده شده است : 1-ارزیابی شکنندگی پل تیرورقی پیوسته کامپوزیت بتنی پیش تنیده با جان های فولادی موجدار 2-بررسی رفتار ارتعاشی خمشی عمودی تیرهای جعبه بتنی پیش تنیده پیوسته با جان فولادی موجدار 3-تاثیر هندسه موج دار جان تیر بر خواص مکانیکی تیر های i شکل 4-تجزیه و تحلیل عملکرد مکانیکی پل تیرآهن جعبه کامپوزیت بتنی پیش تنیده با جان های فولادی موج دار 5-رشد پل های بتنی پیش تنیده با جان های فولادی موجدار در چین 6-تیرها با جان موج دار 7-تکنولوژی سینوسی کردن جان تیرها 8-مقاومت کمانشی برشی در تیرورق با جان موج دار