کمانش در سازه‌ها، علل، انواع و روش‌های جلوگیری
کمانش در سازه‌های فلزی، تأثیرات و علل اصلی آن
در صنعت ساخت و ساز و مهندسی سازه، یکی از پدیده‌های مهم و بحرانی که می‌تواند باعث تخریب یک سازه شود، کمانش است. کمانش نوعی ناپایداری مکانیکی است که در اثر بارگذاری فشاری رخ می‌دهد و منجر به تغییر شکل ناگهانی و غیرمنتظره در اعضای فشاری سازه مانند تیرآهن، ستون، و ورق فولادی می‌شود. این پدیده نه‌تنها بر استحکام و ایمنی ساختمان‌ها اثر دارد، بلکه بر قیمت آهن، میلگرد و تیرآهن در بازار نیز تأثیرگذار است. در این مقاله، به بررسی علل وقوع کمانش، انواع آن، روش‌های جلوگیری و همچنین نقش آهن‌آلات و فولاد ساختمانی در کاهش این پدیده می‌پردازیم.
کمانش چیست؟
به پدیده‌ای اطلاق می‌شود که در آن یک عضو سازه‌ای تحت بار فشاری بیش از حد دچار اعوجاج و تغییر شکل ناگهانی می‌شود. این تغییر شکل می‌تواند منجر به خرابی کلی یا جزئی سازه شود. به‌طور معمول، کمانش در اعضای بلند و باریک مانند ستون‌های فولادی و پروفیل‌های فلزی رخ می‌دهد که نسبت طول به عرض بالایی دارند.
علل اصلی کمانش
- افزایش بار فشاری بیش از حد مجاز
- نسبت طول به قطر نامناسب در ستون‌ها
- عدم استفاده از مقاطع مقاوم مانند تیرآهن‌های قوی‌تر
- عیوب سازه‌ای و وجود نقص در مواد اولیه
- عدم طراحی مناسب در برابر بارهای جانبی مانند زلزله و باد
- استفاده از فولادهای بی‌کیفیت و غیر استاندارد
تأثیر عوامل محیطی مانند خوردگی و زنگ‌زدگی در کاهش مقاومت مقاطع فولادی
انواع کمانش در سازه‌ها
کمانش الاستیک
در این نوع، سازه قبل از رسیدن به حد تسلیم مواد دچار تغییر شکل می‌شود. این نوع کمانش معمولاً در سازه‌های فولادی و بتنی سبک که از ورق فولادی نازک استفاده شده است، مشاهده می‌شود.
کمانش غیرالاستیک
این نوع کمانش زمانی اتفاق می‌افتد که ماده سازه‌ای وارد ناحیه پلاستیک شده و تغییر شکل‌های دائمی در آن ایجاد می‌شود. در این شرایط، بازیابی شکل اولیه سازه امکان‌پذیر نیست.
کمانش جانبی-پیچشی
این نوع در تیرآهن‌ها و تیرهای فولادی رخ می‌دهد که باعث ترکیبی از چرخش و جابه‌جایی جانبی در مقاطع می‌شود.
کمانش موضعی
در این نوع، یک بخش از مقطع عضو فشاری (مانند جان یا بال تیرآهن) دچار تغییر شکل موضعی می‌شود که معمولاً به دلیل استفاده از پروفیل‌های نازک‌تر یا عدم وجود تقویت‌کننده‌های کافی رخ می‌دهد.
کمانش دینامیکی
در این نوع، بارگذاری‌های متناوب و دینامیکی مانند بارهای ناشی از زلزله، بادهای شدید یا بارهای ضربه‌ای باعث تغییر شکل ناگهانی در اعضای فشاری می‌شوند.
کمانش حرارتی
ناشی از تغییرات دما که می‌تواند در سازه‌های فلزی و فولادی تحت تنش‌های گرمایی و سرمایی رخ دهد و به مرور زمان موجب کاهش استحکام مقاطع شود.
روش‌های جلوگیری از کمانش در سازه‌های فلزی
افزایش مقاومت مقاطع فولادی
استفاده از مقاطع قوی‌تر مانند تیرآهن IPE یا HEB و همچنین میلگردهای آجدار می‌تواند مقاومت فشاری سازه را افزایش داده و احتمال وقوع این پدیده را کاهش دهد.
کاهش نسبت طول به قطر در ستون‌ها
هرچه طول ستون بیشتر باشد، احتمال این پدیده نیز افزایش می‌یابد. بنابراین، طراحی مناسب با استفاده از پروفیل‌های فولادی ضخیم‌تر و کاهش این نسبت، تأثیر مهمی در جلوگیری از کمانش دارد.
استفاده از بادبندها و دیوارهای برشی
بادبندهای فلزی می‌توانند در برابر نیروهای جانبی مقاومت ایجاد کرده و جلوی تغییر شکل‌های ناگهانی را بگیرند. استفاده از ورق‌های فولادی تقویت‌شده نیز در کاهش کمانش مؤثر است.
بهبود اتصالات سازه‌ای
اجرای جوشکاری دقیق و استفاده از اتصالات پیچی استاندارد در تیرها و ستون‌ها می‌تواند توزیع یکنواخت بار را بهبود داده و از وقوع کمانش جلوگیری کند.
استفاده از فولاد با مقاومت بالا
بهره‌گیری از فولادهای آلیاژی و میلگرد A4 که دارای مقاومت بیشتری هستند، سبب افزایش تحمل فشاری سازه شده و احتمال این اتفاق را کاهش می‌دهد.
کنترل خوردگی و زنگ‌زدگی در مقاطع فولادی
استفاده از رنگ‌های ضدزنگ، پوشش‌های گالوانیزه و نگهداری اصولی از فولادهای ساختمانی به افزایش عمر مفید مقاطع و جلوگیری از کاهش مقاومت آن‌ها کمک می‌کند.
خرید آهن و فولاد مقاوم در برابر کمانش از “آهن یک دو سه”
شرکت آهن یک دو سه با ارائه میلگرد، تیرآهن، پروفیل و ورق فولادی، یکی از معتبرترین تأمین‌کنندگان آهن در ایران است. این مجموعه، محصولات فولادی استاندارد و مقاوم در برابر این اتفاق را با قیمت مناسب و ارسال فوری عرضه می‌کند.
مزایای خرید از آهن یک دو سه:
دسترسی به قیمت لحظه‌ای میلگرد و تیرآهن
امکان سفارش آنلاین و تحویل سریع
تنوع در انواع مقاطع فولادی مناسب برای کاهش این پدیده
مشاوره تخصصی برای انتخاب بهترین مقاطع فولادی
برای مشاهده قیمت میلگرد، تیرآهن 18 ذوب آهن اصفهان و ورق فولادی و ثبت سفارش، به وب‌سایت آهن یک دو سه مراجعه کنید.
چگونه کمانش را در سازه‌های فلزی کاهش دهیم؟
این پدیده یکی از مشکلات اساسی در طراحی سازه‌های فلزی است که می‌تواند منجر به تخریب ساختمان شود. انتخاب مقاطع مناسب مانند تیرآهن‌های مقاوم، میلگردهای آجدار و ورق‌های فولادی مستحکم نقش مهمی در کاهش این پدیده دارد. همچنین، استفاده از بادبندها، کاهش نسبت طول به قطر ستون و اجرای دقیق اتصالات از راهکارهای مؤثر برای جلوگیری از کمانش محسوب می‌شوند. برای تأمین آهن‌آلات استاندارد و مقاوم، آهن یک دو سه بهترین گزینه برای خرید محصولات باکیفیت و تحویل فوری است.
بسیار عالی
ممنون از توضیحات کامل و دقیقتون🙏
سپاس از نگاه شما