اعضای محوری در قاب‌های فولادی

‌اعضای محوری

عضو محوری، عضوی را گویند که بتواند تنها نیروی محوری بصورت کششی یا فشاری موجود در دو انتهای خود را تحمل کند. اعضای محوری در سازه‌های متعددی مانند ساختمان‌های چندطبقه، پل‌های معلق، خرپاها و مخازن هوایی به عنوان اعضای اصلی تحمل کننده بار و اعضای فرعی مهار کننده جانبی به کار می‌روند تا پایداری سازه را تامین کنند.

اعضای محوری در قاب‌های فلزی ساختمان‌های چند طبقه به عنوان عضو قطری یا مهاربند برای تحمل بارهای جانبی ناشی از باد و زلزله و کنترل کننده حرکت جانبی قاب، در پل‌های معلق و کابلی ایستا به صورت آویز و درخرپاها و سازه‌های فضایی و منابع هوایی به عنوان اعضای باربر اصلی و فرعی استفاده می‌شوند.

مقاطع مورد استفاده برای اعضای محوری

به صورت خلاصه می‌توان اعضا‌ی محوری را از نظر سطح مقطع به چهار دسته زیر تقسیم کرد.

1. ‌سیم‌ها، مفتول‌ها، کابل‌های ساختمانی و طناب‌ها که اغلب با مقاومت‌های گسیختگی بسیار زیاد بوده و در ساخت مهاربندی دکل‌های بلند و پل‌های معلق به کار می‌روند. این اعضا باید در هنگام بهره برداری کاملاً کشیده شوند تا قادر به تحمل بار باشند، در غیر این صورت تحت اثر وزن خود خمیده شده و قادر به باربری نخواهند بود.
2. میلگردها، تسمه‌ها، نبشی‌ها و ناودانی‌های تک که به عنوان اعضای با نیروی محوری کم در سازه‌های مختلف به کار می‌روند.
3. مقاطع نورد شده به صورت زوج نبشی، سپری، ناودانی و پروفیل‌های I شکل که معمولاً در مهاربند ساختمان و یا در ساخت خرپاها به عنوان اعضای اصلی به کار می‌روند، که علاوه بر نیروی کششی تحت نیروی فشاری نیز قرار می‌گیرند.
4. ‌مقاطع مرکب از نیمرخ‌های نورد شده و ورق که برای تحمل نیروهای بزرگ محوری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در اعضای محوری که تحت نیروی کششی هستند، پدیده ناپایداری به صورت کمانش کلی و موضعی در عضو پدید نمی‌آید، بنابراین انتقال نیرو در یک سازه فولادی به صورت کشش، بهترین نوع انتقال نیرو است. علاوه بر آن فولادهای با مقاومت بالا و کابل‌های چندرشته‌ای که دارای مقاومت گسیختگی زیاد هستند قادرند بدون وقوع ناپایداری، نیروهای کششی بسیار بزرگ را انتقال دهند. این مزیت در طراحی و ساخت پل‌های معلق و کابلی ایستا که کابل‌های با مقاومت بالا از اعضای تشکیل دهنده این نوع سازه‌ها هستند، به نحو چشمگیری مورد توجه و استفاده طراحان قرار گرفته است.

لاغری به عنوان معیار طراحی

اعضای کششی که لاغری‌ آن‌ها از حد مجاز تجاوز می‌نماید، تحت وزن خود شکم داده و حالت شل به خود می‌گیرند و علاوه بر اینکه آماده جذب نیروی کششی ناگهانی نیستند، در اثر نیروی باد ممکن است به لرزش درآیند. به همین دلیل لاغری اعضای کششی نباید از ۳۰۰ بزرگتر باشد. در اعضای کششی لاغر مثل میلگردها، می‌توان آن‌ها را پیش تنیده نمود. در این راستا، میله مهارها را تحت مقداری کشش اولیه قرار می‌دهند. این کشش اولیه، اولاً شل شدگی میله مهار را از بین برده و آن را آماده جذب نیرو می‌نماید، ثانیاً بر سختی سازه می‌افزاید و از لرزش آن در مقابل نیروهای باد و زلزله جلوگیری می‌کند.