تيرچه هاي فولادي

تاريخچه تيرچه‌هاي فولادي

اولين تيرچه فلزي با جان باز، تيرچه با جان باز Massillon بود كه براي اولين بار در سال 1923 ساخته شد. اين سيستم تيرچه شامل يك شبكه پيوسته در يك پيكربندي خرپايي از نوع وارن بود و شامل دو نوار افقي در بالا و دو نوار قطري در پايين بود. ماهيت بدون مانع اولين تيرچه با جان باز، يك طراحي كارآمد ارائه مي‌داد كه مي‌توانست به راحتي ويژگي‌هاي الكتريكي / مكانيكي را در صفحه قاب سقف جاي دهد.

انستيتوي تيرچه‌هاي فولادي پنج سال پس از توليد اولين تيرچه فولادي با جان باز تشكيل شد. در سال 1929، يك سال پس از تاسيس موسسه Steel Joist، اولين جدول بارگذاري تيرچه فولادي با جان باز ايجاد شد. جداول بارگذاري به يكپارچه سازي استانداردهاي طراحي و از بين بردن سردرگمي در بين معماران، مهندسان، سازندگان كمك كرده است. اگرچه تيرچه فولادي با جان باز مدرن از المان‌هاي زاويه‌دار فولادي و ميله‌ها يا فقط المان‌هاي زاويه‌دار فولادي تشكيل شده، اصطلاح "تيرچه نواري" از ابتدا براي اين محصول در نظر گرفته شده و هنوز هم به عنوان نامگذاري استاندارد مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

از زمان تاسيس انستيتوي Steel Joist، تيرچه‌هاي فولادي با جان باز يكي از ويژگي‌هاي مهم ساختماني در صنعت ساخت و ساز هستند كه طرح‌هايي با وزن و مصالح كارآمد، دهانه‌هاي طولاني، ساخت و نصب ساده و طراحي بدون محدوديت ارائه مي‌دهند كه امكان عبور تاسيسات الكتريكي و مكانيكي را فراهم مي‌كنند در حال حاضر سالانه هزارن تن عرشه و تيرچه فولادي در جهان توليد مي‌شود. در حال حاضر ميلياردها فوت مربع از هر دو سازه بام و كف در دنيا وجود دارد كه با استفاده از تيرچه فولادي با جان باز ساخته شده‌اند.

پيشينه تحقيق

براي مهندس سازه، تيرچه‌هاي فولادي با جان باز مي‌توانند يك چالش ايجاد كنند زيرا به منزله اصلاح يك ساختمان موجود است تا بتواند بارهاي بيشتري تحمل كرده، داراي عملكرد بهتري در تراز كف بوده و داراي بازشوهايي در كف / سقف‌هاي جديد باشد. يكي از دلايل عمده براي اصلاح و بهبود تيرچه فولادي با جان باز، نياز به نصب تجهيزات جديد در بام است كه ظرفيت طراحي سازه‌هاي پشتيبان را افزايش مي‌دهد. در صورت عدم وجود تيرچه‌هاي فولادي با جان باز، سازه قادر به تحمل بارهاي جديد نخواهد بود، كه به دليل عدم وجود فضاي لازم براي قرار دادن  تيرچه جديد در حفره‌هاي موجود، امكان استفاده از تيرچه‌هاي كامل وجود نخواهد داشت.

از نظر تاريخي، برخي از مهندسان سازه به اصلاح به خلاقيت مهندسي خود روي آورده‌اند تا بتوانند يك سيستم قاب فولادي با جان باز طراحي كنند. برخي از اصلاحات شامل جوشكاري صفحات فولادي، المان‌هاي زاويه‌اي، كانال‌ها و استفاده از المان‌هاي افقي در تراز تيرچه‌ها است كه در نهايت منجر به افزايش مدول الاستيسيته مقطع مي‌شود.

اگرچه اين رويكرد داراي مزاياي زيادي است، اما اغلب اين واقعيت را در نظر نمي‌گيرد كه نقطه ضعف ممكن است در المان جان يا اتصالات جان به المان‌هاي افقي باشد. به همين ترتيب، اتصالات جوش داده شده به دليل مشكلات مربوط به جوشكاري در المان‌هاي افقي و يا نگراني‌هاي كيفي مربوط به جوشكاري در محل، نمي‌توانند گزينه موفقي در نظر گرفته شوند.

رويكرد ديگر كه در ساختمان‌هاي موجود مشاهده شده است، نصب تيرچه‌هاي فولادي عريض در مجاورت يك تيرچه فولادي با جان باز موجود است. در محلي كه اين نوع اصلاحات اعمال شده باشد، انتهاي تير فولادي در عمق 2.5 اينچي قرار مي‌گيرد و شبكه فولادي تقويت مي‌شود. اين روش ممكن است مشكلات مشابه با نصب تيرچه فولادي با جان باز با طول كامل را داشته باشد زيرا يك تيرچه فولادي عريض اغلب بيش از حد طولاني و دست و پا گير است و به سختي مي‌تواند در دهانه موجود نصب شود.

گاهي اوقات ممكن است تيرچه به صورت دوگانه با يك اتصال خمشي در مركز دهانه طراحي شود. اگرچه اين رويكرد داراي مزايايي زيادي است، اما اندازه تيرچه فولادي معمولا در مقايسه با تيرچه‌هاي مجاور بسيار زياد خواهد بود. اين اقدام ضروري است تا اطمينان حاصل شود كه تيرچه به راحتي مي‌تواند بارگذاري پيشنهادي را بدون رسيدن به حد تسليم تحمل كند كه در غير اين صورت ممكن است منجر به خرابي زودرس تيرچه فولادي با جان باز مجاور شود.

اگرچه ممكن است به طور گسترده‌اي شناخته شده نباشد، يك رويكرد بهتر براي تقويت سيستم قاب‌هاي داخلي تيرچه فولادي موجود با جان باز، نصب تيرچه‌هاي فولادي با ضخامت جديد است كه توسط توليد كننده تيرچه طراحي شده است. صفحات اتصال پيچ و مهره شونده در محل، نسبتا سبك هستند و نيازي به اصلاح سيستم مهاربندي موجود ندارند و ممكن است با كمي تغيير، نصب تاسيسات مكانيكي / لوله كشي / برقي موجود به راحتي در محل خود قابل نصب باشند.