تحقیق مقاله سیستم های جانبی - ساختمان های فولادی

معرفی :

فولاد در ساختمان های بلند

معماری تاریخی و طاق نصرت های ساختاری روزهای گذشته ، مانند اهرام کشور مصر ، معبدهای یونان ، پل های بتنی رم ، از سنگ یا برخی از بناهای ساختمانی ، ساخته شده اند آرشیتک ها و مهندسان امروزی ، از موادی در ساختمان استفاده می کنند که برتری و مزیت دارند فولاد ساختاری ساختاری ، بطور مثال یکی از این مواد است که مدت زمان طولانی است که از آن استفاده می کنند این ها ( فولاد ساختاری ) متنوع و اقتصادی هستند در دو دهه گذشته تولید کنندگان فولاد ، برای آرشیتک ها  و طراحان ساختاری طیف وسیعی از فولاد را برای آنان تهیه و در شکل های متنوع که دارای درجات بالایی از مقاومت تولید شده اند فولادهای هوازده شده که از خودشان محافظت کرده و در برابر فرسایش مقاوم هستند که ؟ آن بیشتر از همه ، مورد استفاده قرار می گیرد تکنیک های محافظت در برابر آتش و متدهای جدیدی بکار گرفته شده در تولید و ساخت آنان که دلائلی می باشد جهت استفاده کردن از فولاد در ساختارهای متنوع در مکانهای کم ارتفاع مانند پارکینگ ها و آسمانخراش های 100 طبقه ، اساساً ، سیستمهای ساختاری جدید فولاد ، در برابر زلزله و نیروی باد و لرزش و تکان مقاوم هستند در بسیاری از موارد طراحی های خوب ، زیبایی و استقامت فولاد را به نمایش می گذارد اگر چه کاربرد فولاد را در ساختارها ، می توان به سال 1856 ارجاع داد زمانیکه فرآیند ساخت فولاد بسمر (Bessemer) ، معرفی شد و برای ساختارهای بلند مورد استفاده قرار گرفت مثلاً در برج ایفل که در سال 1889، ساخته شده است بعد از آن در قرن 19(نوزدهم ) چندین ساختمان بلند ، ساخته شد ( فوت 286 یا 87 متر ارتفاع) مانند ساختمان Flatiron (فلاتیرون ) در سال 1902 با ( فوت 1046 یا 319 متر ارتفاع) یا ساختمان Chrysler (کریسلر) که در سال 1929 در قسمت مرکزی شهرهای شیکاگو و منمهتن ، ساخته شد رکورد بلندترین ارتفاع بوسیله ساختمان امپایر استیت در سال 1931 ، شکسته شد با (فوت 1250 یا 381 متر ارتفاع) و همین طور برجهای دو قلوی یا ساختمانهای مرکز تجاری دنیا در سال 1972 ( با 1450 فوت و یا 412 متر ارتفاع ) و بدنبال آن بلافاصله برج Sears(سیرز) در شیکاگو ساخته شد در سال 1974 با (1450 فوت یا 442 متر ارتفاع ) اما هنوز هم معماران در پی ساخت بلندترین ساختمانها هستند شاید برای اینکه پیش بینی کنیم آیا بلندترین ساختمان فولادی در این دهه ساخته خواهد شد یا نه ، باید به توپ کریستال (مخصوص فال بین ها) خیره شویم نمایش قابل قبول و مناسب فولادها در ساخت ساختمان های بلند ، ارائه وعرضه شده است نقش فولاد فقط در ساختارهای اولیه به انتقال دادن بارگذاری نیروی ثقل ، ارجاع شده جهت شامل کردن سیستمهای بادی و سیستمهای ساختاری جدید و تنظیم کردن قاب بندی ، برای ساختارهای لوله مانند .

امروزه تولید و ساخت بهبود یافته و تکنیک های فرسایشی با تکنیکهای تحلیلی پیشرفته ترکیب شده که توسط کامپیوترها طراحی شده و در ساخت فولادها استفاده می شود البته فقط در سیستمهای ساختاری درست و منطقی برای ساختمانهای بلند .

مزیت های ساختمان فولادی :

آیا استفاده از فولاد ، انتخاب مناسبی برای قاب بندی ساختماهای چند طبقه می باشد ؟

این تصمیمی است که همواره نیازهای مطالعات تطبیقی را بهبود می بخشد در اینجا برخی از دلائلی که بطور طبیعی با مزیتهای رقابتی فولاد و بتن ارتباط دارند ذکر شده اند :

سرعت ساخت ، بویژه همراه با ، مدت زمان میزان سوددهی بالا .قاب بندی فولادی بسیار سریع صورت می گیرد که هزینه های مالی ساخت را بطور محسوسی کاهش می دهد و بدنبال آن درآمد زیادی تولید می شود بطور مثال ، 20 میلیون دلار وام با 5/13 درصد سود ، موجب صرفه جویی (حدوداً) 250 هزار میلیون دلار سود و هزینه انتقال (حمل و نقل ) می شود در هر ماه و همینطور زمان تکمیل پروژه کاهش می یابد.

قابلیت استفاده از فولاد در طبقات و شکل های مختلف ، برای قاب بندی اقتصادی فواصل دو تکیه گاه تیر ( دهانه ) کوتاه و بلند ، مناسب می باشد.

بکارگیری طرح اقتصادی و پیشنهادهای فولاد ، برای بهبودسازی و احیاء پروژه ها مفید است فولاد می تواند براحتی تغییر شکل دهد بسط داده شود یا در آینده نیازهای مالکان و مستأجران را برطرف کند بهمین خاطر ، یک قاب بندی فولادی ، اغلب بعنوان یک قاب بندی قابل تغییر مورد استفاده قرار می گیرد.

در موقعیتهای فونداسیون مشکل ، امکان دارد ساختمان فولادی هزینه های فونداسیون را بدلیل وزن سبک آن ، کاهش دهد قاب بندی فولاد ، بطور نرمال و طبیعی 25 تا 35 درصد سبک تر از قاب بندی بتنی است و می توان با استفاده از فولاد سیستمهای گران فونداسیون را ارزان کرد مثلاً در مرکز شهر هوستون ، اساس و شالود با خاک رس نرم و متراکم شده می باشد که این ساختمان بلند دارای سیستم فونداسیون با مواد سخت می باشد اینوع فونداسیون نیاز دارند تا وزن خاک حذف شود در نتیجه زیربنای ساختمان نباید کمتر از درصد بارگذاری باشد که برای خاک بوسیله ساختار کامل شده بکار گرفته شده است یعنی ساختار واقعی سنگین تر است و بطور افزایشی مقدار آن بیشتر از خاکی می باشد که حذف شده بدلیل ؟ فشار خالص بر خاک با ساختمان بتنی ، بطور نمونه ساختمانهایی که حدوداً 5/1 میلیون فوت مربع از فضا در یک ساختمان 50 طبقه دارند تقریباً کمتر از 3 درجه سطوح نیاز دارند با تغییر دادن سیستم قاب بندی بتنی برای فولاد ، بطور نمونه فقط ، نیاز به دو پی ( پی ساختمان) می باشد با اینکار نه تنها هزینه های زیر بنا کاهش می یابد بلکه نصب سیستم نگهدارنده و هزینه های آب گیری نیز کاهش می یابد.

افزایش یافتن پذیرش بوسیله بدنه های کد – کنترل کننده متدهای صحیح برای طراحی کردن با فولاد ساختمان ظاهری (بیرونی ) ایمن از آتش ، این متدها ، شیوه هایی را برای محاسبه کردن انتقال گرما و تعیین کردن دمای فولاد در نقاط حساس توصیف می کنند .

در شرایط آب و هوای سرد ، قاب بندی فولاد ساختاری ترجیح داده می شود بخاطر شرایط های بد جوی یعنی شرایط برفی و یخی . البته باید در اینجا متذکر شد که برای محافظت از سرمای زمستان و همچنین باد نیاز به گرمای مصنوعی است که دمای فولاد را حداقل 45 F ( فارنهایت ) افزایش دهد یعنی در اینجا اسپری ضد آتش را می توان بکار برد این دما حداقل 24 ساعت دوام دارد حتی با استفاده از اسپری ضد آتش .

یستمهای ساختاری در فولاد :

یکی از سؤالات اساسی مهندسی ساختاری پاسخ به این پرسش است که آیا سیستم ساختاری برای ساختمان از نظر اقتصادی دارای اهمیت است با یک ارزیابی مقدماتی این واقعیت آشکار می شود که هزینه ساختاری ساختمانهای فولادی ، نه تنها در تناژ ( وزن کلی بار ) فولاد مورد استفاده قرار می گیرد بلکه هزینه های فرسایش و ساخت نیز در نظر گرفته می شود اگر چه هزینه فرسایش و ساخت فولاد گران است اما این هزینه ها می توانند بر هزینه های دیگر مشابه نقشه ها یا طرحهای ساختاری مختلف نیز تأثیر گذارند البته اینکار آسان یا سهل انگاشتن شرایط واقعی است اما نقطه آغاز گزینش یا انتخاب طرح ساختاری است بنابراین ، هدف پیدا کردن یک سیستم ساختاری است که برای مقدار مینیمم فولاد بدون در نظر گرفتن گرانی آن ، استفاده می شود در قانون کلی ، چیزهای دیگر مساوی است در ساختمانهای بلند نیاز بیشتر جهت تعیین کردن سیستم مناسب برای مقاومت بارگذاری جانبی می باشد این پروژه اولین بار توسط معماران در اصطلاح ضمنی بکار گرفته شد یعنی تعیین کردن شکل کلی ساختمان ، با تعداد تقریبی طبقات و سایز (اندازه ) و مکان یابی . مهندسی ساختاری ، در این مرحله یک سیستم اختیاری را آشکار می کند که نه تنها یک ساختار اقتصادی است بلکه با ؟ خاصی همراه است نیازی نیست که بگوییم ، هر ساختمان یک محصول از سری توافق بین کشمکشها و درخواست ها  ،گزینش نقشه یا طرح ساختاری می باشد.

با تعیین کردن سیستم قاب بندی اقتصادی ، ضروری است که سیستم قاب بندی طبقه افقی و عناصر عمودی قاب بندی ساختاری ارزیابی شود به سیستمهای قاب بندی جانبی که در این فصل شرح می دهیم توجه کنید البته قاب بندی طبقه ، در بخش های بعدی این کتاب توصیف شده اند . ساختارهای بلند ، معمولاً دفاتر کاری یا ساختارهای مسکونی (آپارتمانها ، هتل ها ) می باشند و یا در برخی از موارد ترکیب هر دو .

اغلب اوقات آنها ، شامل گاراژها و پارکینگ ها هستند مطالعات صورت گرفته بر سیستم های ساختاری در ارتباط با ساختارهای ویژه نشان می دهد که نتایج حاصل شده در شرایط های مشابه کافی نیستند امروزه ، سیستمهای فولادی ساختاری زیادی وجود دارند که می توانند برای مهار بندی جانبی ساختمانهای بلند مورد استفاده قرار گیرند البته اینکار بیهوده است که سعی کنیم همه این سیستمها را طبقه بندی کنیم بصورت مجزا ، هر چند ، برای این اهداف ارائه شده ، سیستمهای ساختاری مختلف بطور معمول در طراحی ساختمانهای بلند استفاده می شوند که بصورت ذیل طبقه بندی شده اند :

قاب بندی های نیمه سفت

قاب بندیهای محکم

قاب بندیهای مهار بندی شده

قاب بندی محکم و قاب بندی مهار بندی شده با اثر متقابل

سیستمهای تسمه ای و خرپا (نیمه مشبک ) پایه

ساختارهای لوله ای قاب بندی شده با لوله هایی به شکل منظم

ساختارهای لوله ای قاب بندی شده با لوله هایی به شکل نامنظم

لوله های مهار بندی شده بیرونی (خارجی ) با شکل های منظم

لوله های مهاربندی شده بیرونی (خارجی ) با شکل های نامنظم

10- ساختارهای لوله ای روزنه دار

11- ساختارهای مگاباتی

توصیف کردن هر سیستم و کاربرد آنان در بخش های بعدی ، ارائه شده است .

4.2 . قاب بندیهای نیمه سفت (سخت ):

معرفی :

استفاده از قاب بندیهای اصلی ، که از اجتماع یا مجموع تیرها و ستونهای تشکیل شده اند یکی انواع بسیار متداول سیستم های مهاربندی است که در طراحی ساختمانهای بلند مورد استفاده قرار می گیرد بدلیل مینیمم ممانعت یا جلوگیری برای طراحی معماری بوجود آمده توسط این سیستم در ساختمانهایی که ارتفاع معمولی و ارتفاع بلند دارند این ساختارها ، زیاد سست و ضعیف نیستند و احتمال دارد که نیروهای جانبی مقاوم از طریق خمش تیرها و ستونها ، صورت می گیرد برای عملکرد ماکزیمم قاب بندی ، اتصالات در محل تقاطع تیرها و ستونهای مورد نیاز باید محکم باشد بدین صورت که هر تغییر شکلی در اتصالات باید جزیی باشند در ساختمانهای بلند ، حدوداً 30 طبقه و یا بیشتر معمولاً اقتصادی است که قاب بندی جهت مقاومت کامل قاب بندی توسعه و گسترش یابد زمانیکه قاب بندیهای مقاومت گشتاور ، بعنوان مهاربندی باد ، مورد استفاده قرار می گیرند چنین اتصالات با قاب بندیهای محکم ، معمولاً در ساختمانهایی با قاب بندی سفت و محکم (خشک ) استفاده می شوند هر چند برای ساختمانهایی که کمتر از 25 تا 30 طبقه دارند به قاب بندی محکم نیازی نیست این بدلیل عناصر اتصالات سنگین تر است که به تنهایی با جوشکاری ایجاد شده اند یا اتصال کننده های بزرگ که نیاز به تثبیت ثابت شده دارند علاوه براین گشتاور ثقل (گرانش) موجب می شود که ستونهای داخلی بارگذاری شده بصورت نامتقارن خمیده شوند که این مزیت خمیدگی تیرها را کاهش داده و همینطور وزن تیرها نیز کاهش می یابد از طرف دیگر در انتهای طیف دیگر قاب بندی ساده و خیلی کوچک صورت می گیرد با هر مقاومتی که جهت خمیدگی مورد نیاز باشد مشروط بر اینکه ، بارگذاری جانبی در یک ساختمان بلند انجام گیرد هر دیوار برشی ، قاب بندیهای مهاربندی شده و یا برخی از سیستم های مهاربندی جانبی دیگر ، نیاز به طراحی ساختمان دارد اتصالات نیمه محکم (نیمه سفت)  می توانند بعنوان اتصالاتی توصیف شوند که وضعیت بینابینی بین اتصالات ساده و کاملاً محکم باشد چنین اتصالاتی از محدودیتها جلوگیری بعمل می آورند جهت گشتاور انتهایی و اینکار می تواند بقدر کافی گشتاور فضای میانی را در تیر بارگذاری شده ثقل کاهش دهد هر چند آنها ، بقدر کافی محکم نیستند ولی می توانند مانع چرخش انتهای تیر شوند اگر چه وضعیت واقعی مربوط به اتصال پیچیده است ولی روشهای ساده و تغییر یافته ای نیز وجود دارند که در طراحی چنین اتصالاتی بکار گرفته می شوند البته چندین ویژگی مانند AISC ، بریتش و کدهای استرالیایی ، برای اتصال نیمه محکم پیشنهاد شده اند که طراح بدلیل مشکل بدست آوردن یک مدل تحلیلی معتبر جهت پیشگویی واکنش پیچیده اتصالات قبلاً مورد استفاده قرار داده است هر چند موفقیت منطقی و ؟ با انواع دیگر اتصالات نسبتاً محکم نیز بدست آمده که آن AISC است نوع 2 با اتصال باد ، همراه با شروط مشابه پیدا شده در بریتش و کدهای استرالیایی . در بخش های بعدی یک توصیف کوتاه از وضعیت هر نوع از اتصالات ارائه شده که بر طراحی نوع 2 اتصال بادی تأکید می کند .

4.2.2. مروری بر وضعیت اتصالات :

در طراحی فولاد ساختاری ، انواع مختلف طرحهای فرضی ارائه شده اند که بستگی به محکمی اتصالات مورد استفاده در ساخت دارند بطور مثال انسیتوی آمریکایی ساختن فولاد (AISC) ، ویژگیها و مشخصات قاب بندیهای اصلی دارند که به سه نوع مختلف طبقه بندی شده اند :

1- قاب بندی ساده که در اتصالات برشی ساده مورد استفاده قرار می گیرند که اتصالات نوع 2 AISC نامیده می شود.

2- قاب بندی کاملاً سخت (محکم ) که در اتصالات محکم تیر به ستون استفاده می شود بنام اتصالات نوع 1 AISC

3- قاب بندی های نیمه محکم که نسبتاً محکم هستند و در اتصالات تیر به ستون استفاده می شوند ، بنام اتصالات نوع 3  AISC.

طبقه بندی بر مبنای درجه محدودیت فراهم شده توسط اتصال در محل بهم پیوستن (اتصال) تیر به ستون صورت می گیرد اتصالات در قاب بندیهای ساده ، فقط برای انتقال برش عمودی طراحی شده اند که فرض شده هیچگونه خمیدگی گشتاور در محل اتصال وجود ندارند اتصالات در قاب بندیهای کاملاً محکم جهت گسترش یا توسعه کامل مقاومت برای هر دو گشتاور خمیدگی یا برشی می باشد که بقدر کافی محکم است تا هیچگونه تغییری در زاویه های اصلی بین اعضای اتصال یافته صورت نگیرد قاب بندیهای نیمه محکم ، وضعیت اتصالشان بینابین اتصال ساده و کاملاً محکم است وضعیت کاملاً ساده و کاملاً محکم ، البته شرایط ایده آلی هستند که می توانند مورد استفاده قرار گیرند اساساً ضروری است که برخی از ایده ها ، کمتر مورد قبول واقع شود و در اینجا عملکرد قاب بندیهای ساختاری واقعی در بعد وسیعی بین عملکرد مورد حمایت کاملاً ساده و محکم مورد استفاده قرار می گیرند مثلاً در نظر بگیرید اتصال تیر به ستون ، از یک اتصال جان تیر دو زاویه ای تشکیل شده همانطور که در تصویر شماره 4.1 مشخص شده است زوایای قاب بندی متداول که برای جان تیر ، بسته شده اند معمولاً برای انعطاف پذیری کامل در نظر گرفته می شوند در واقع آنها محدودیت محدود شده را برای گشتاور و جهت مخالف در برخی از چرخش های وسیع در انتهای تیر ، پیشنهاد می کنند روابط بین گشتاور بکار گرفته و چرخش یک اتصال ، بطور کلی با تجربه تعیین می شود زمانیکه چرخش جایگزین می شود قسمت بالایی اتصال دارای کشش است در حالیکه قسمت یا بخش پایینی در مقابل ستون فشرده شده است چرخش با تغییر شکل زوایا تطبیق داده می شود بنابراین ، مینیمم (حداقل) محدودیت چرخشی در زاویه ها باید تا حد ممکن ظریف یا کم باشد .

اتصالات تیرهای جای گرفته و محکم نشده ،در تصویر 4.2 مشخص شده اند که برای حمایت و پشتیبانی از انتهای تیرهای نامحدود در نوع 2 ساخت مورد استفاده قرار می گیرند وضعیت زاویه پایه بطور خلاصه در تصویر 4.3 نشان داده شده عملکرد یا فعالیت زاویه پایین (انتها) ، مانند یک تیر سر آزاد یا پیشامدگی است به استثنای اینکه با ، بال یا لبه (تیرآهن) انتهای تیر محدود و به آن متصل شده است ویژگیهای چرخشی گشتاور اتصال زاویه پایه ، بستگی به عمق تیر ، محکم بودن زاویه بالا ، محکم بودن کمربندهای اتصال زاویه بالا به ستون و محکم بودن لبه یا بال (تیرآهن) ستون به زاویه بالای متصل شده دارد اتصالات زاویه پایه ، بطور نمونه سفت تر از اتصالات زاویه جان تیر می باشد اما هنوز اتصالات آن انعطاف پذیری ساده ای دارند با ترکیب کردن هندسی زاویه جان تیر و اتصالات بالا و پایین زاویه ، امکان توسعه اتصال وجود دارد که بزرگتر از مقاومت گشتاور است تا اتصالات قبلی که توصیف کردیم زاویه های بالا و پایین ، گشتاور را جایی (انتقال) می کند و زاویه های جان تیر را بررسی می کند اگر چه توزیع بار ، احتمالاً بنظر اختیاری است مانند تقسیم کردن تولید مناسب عملکرد اتصالات متناسب .

از ساختارهای عمودی استفاده شده در مکان بالا و پایین زاویه های مربوط به اتصال زاویه پایه و انعطاف پذیر نتیجه مهمترین اتصال محکم انواع نیمه محکم آن است افزایش محدودیت چرخشی ، بدلیل بالایی رخ می دهد که در کشش بارگذاری شده و عملکرد و فعالیت آن بر پایه است بدون نیروی خروج از مرکز ، در حالیکه زاویه های بالا بطور غیر معمولی بارگذاری شده اند و نتیجه آن تغییر شکل بزرگ است .

4.2.3 مفاهیم ضمنی خط (لاین ) تیر :

یکی از متدهایی که موجب درک وضعیت اتصال تیر به ستون با بارگذاری زیرین  می شود برای بررسی و مطالعه یک طرح از ویژگیهای چرخش – گشتاور در تصویر 4.4 مشخص شده اند محورهای عمودی ، گشتاور انتهایی مربوط به فعالیت تیر را در اتصال تیر- ستون نشان میدهد در نتیجه چرخش در انتهای تیر ، در امتداد محور افقی در رادیان رسم شده است این نمودار تا حدودی مشابه ، یک نمودار کششی – تنشی (استرس) است اضافه شدن این طرح به اصطلاح لاین یا خط تیر ، نامیده می شود که نتیجه گشتاور انتهای M و چرخش   را برای یک تیر بارگذاری شده بطور یکسان و هر محدودیت انتهایی بیان می کند روابط بین گشتاور انتهایی M و چرخش  می تواند با معادله ذیل بیان شود .

این رابطه یک خط – مستقیم است که می تواند با چرخش از یک تیر ساده حمایت شده و گشتاور انتهای فیکس یا ثابت شده از تیر کاملاً محدود شده در نظر گرفته شود نقطه a بروی لاین یا خط تیر ، گشتاور انتهایی است زمانیکه اتصال کاملاً محدود شده است بنابراین در معادله (4.1) ، چرخش =o است که M=  را ارائه می کند نقطه b ، چرخش در انتهای تیر است زمانیکه تیر دارای محدودیت صفر در انتهاها می باشد بعبارت دیگر ، حرکت تیر ، همانند یک تیر ساده حمایت شده است جانشین M=0 در معادله (4.1)  ، اینطور بدست می آید :

نقطه در لاین تیر ، در لاین اتصال ، تقسیم می شود در نتیجه گشتاور انتهایی و چرخش زیرین ، بارگذاری را ارائه می دهد مستقل بودن حرکت تیر ، بر مبنای محکمی یا سفتی اتصالی است که می تواند با استفاده از این نمودار ، مورد استفاده قرار گیرد بنطور می رسد که حرکت مربوط به اتصالات دو انتها ، مشابه است و تیر در معرض بارگذاری و بطور متقارن بر مبنای تیر قرار گرفته . حرکت سه نوع اتصالی که قبلاً نام بردیم یعنی اتصال انعطاف پذیر ، اتصال نیمه سخت و اتصال محکم یا سخت که می توانند با استفاده از نمودار لاین (خط ) تیر استفاده شوند منحنی I ، یک اتصال انعطاف پذیر ارائه می دهد که بطور نمونه از یک اتصال جان تیر زاویه – دول ( دوتایی ) تشکیل شده است در پایین یک بارگذاری یکسان W ، انتهای تیر در سراسر یک زاویه  می چرخد که بطور نسبی با چرخش  از یک تیر کاملاً محدود نشده یکسان می باشد این چرخش بطور تطبیقی یک گشتاور M است که در انتهاها تولید شده و دلالت بر اتصالات به اصطلاح انعطاف پذیر دارد برخی از گشتاور انتهایی آماده یا نصب شده اند بطور طبیعی خمیدگی گشتاور در حدود 5 تا 20 درصد گشتاور کاملاً تثبیت شده را گسترش داده است منحنی 2 ، یک اتصال نیمه محکم را ، نشان می دهد مانند تصویر 4.5 که از یک صفحه اتصال انتهایی تشکیل شده که جزئیات آن بر مبنای بارگذاری ، الاستیکی آن جهت بهبود بخشیدن چرخش ضروری اتصال است اگر چه ، تیر چرخش یکسان را برای  متحمل می کند گشتاور  بطور چشمگیری برای چرخش  منطبق شده و در انتهای تیرها ، گسترش می یابد محدودیت پیشنهاد شده با اینوع اتصال می تواند با یک درصد کم مثلاً 20 درصد برای یک ارتفاع از 90 درصد کاملاً ثابت ، اختلاف داشته باشد در اینجا ، گشتاورهای انتهایی می توانند 20 تا 90 درصد از گشتاور تولید شده در یک تیر کاملاً ثابت ، را تولید کنند منحنی 3 ، ویژگیهای چرخش – گشتاور را ، از یک اتصال محکم با جزئیات آن شرح می دهد که واقعاً در انتهای آنها هیچگونه چرخشی مجاز نیست تصویر 4.6 یک نمونه از اتصالات جوش داده شده تیر به ستون را نشان می دهد که بطور طبیعی برای بدست آوردن اتصالات کاملاً محکم استفاده می شود گشتاورهای باد ، برای اتصالات نیمه محکم و انعطاف پذیر برخی از مشکلات قطعات تقویتی را ، ارائه می دهند زیرا ، برخی از شیوه ها یا روشها ، این گشتاورها را انتقال می دهند و باید در این اتصالات فراهم شوند که فرض می شود انعطاف پذیر باشند محدودیت اضافی برای جابجا کردن بارگذاری باد ، در نتیجه افزایش در گشتاور انتهایی بدلیل نیروی ثقل بارگذاری می باشد یک راه حل ریاضی صحیح برای اتصالات انعطاف پذیر و نیمه سخت ، امکان پذیر نیست اما بر مبنای عملکرد ساختمانهایی است که از اینوع اتصالات استفاده می کنند AISC ، برای دو راه حل تقریبی فراهم شده است در اولین متد ، اتصال برای گشتاور طراحی شده که بوسیله ترکیب شدن بارگذاری با دو ثقل از یک سوم افزایش در استرس های (تنش های) مجاز استفاده می کند در متد دوم ، اتصال برای القای گشتاور ، فقط با بارگذاری باد ، طراحی شده اند با استفاده از یک سوم افزایش در استرس (تنش) مجاز باید اتصال برای بازدهی (محصول) بطور شکل پذیر برای هر ترکیب ثقل و گشتاورهای باد ، طراحی شده اند هر گشتاور اضافی ، می تواند در انتهای آن رخ دهد و گشتاور های باد را بدلیل بازدهی مربوط به اتصال ، آزاد کند اینوع اتصال ، ضروری است و الاستیک ، اما تغییر شکل خود محدود شده مربوط به صفحه اتصال است بدون استرس (تنش) زیادی .

اصطلاح تغییر شکل(دفرمه) خود محدود شده شامل وضعیتی است برای جلوگیری از استفاده اتصالات نیمه محکم برای تیرهای پیشامدگی که خمش هایی هستند که با چرخش اتصال ، محدود نشده اند اما احتمالاً این برنامه ادامه خواهد داشت در نتیجه چنین اتصالاتی با شکست همراه هستند اگر چه ویژگی  AISC به طراحان اجازه می دهد که از مزیت کاهش در گشتاور فضای میانی یک تیر با اتصالات نیمه محکم استفاده کنند علاوه بر این ، این شیوه بدلیل کمبود تکنیکهای تحلیلی معتبر هنوز قابل پذیرش نیست نوع 2 ، اتصال بادی است که اساساً مهاریته ها برای بارگذاری و ثقل ، نادیده گرفته می شود ولی نوع 2 ، بیشتر طرفدار دارد راجع به نوع 2 (اتصال بادی) در اینجا صحبت می کنیم .

4.2.4 اتصال بادی نوع 2 :

اگر چه ، طراحی نوع دوم ، یک شیوه تجربی است و بطور چشمگیری در ساختمانهای بلند این تکنیک بکار گرفته می شود بهترین مثال جالب توجه برای نوع 2 ، ساختمان امپایر استیت است که قبلاً برای سالهای متمادی ، بلندترین ساختمان بود باید اشاره کنیم که پایدار و استحکام در اینگونه ساختمانها با یکدیگر تثبیت و تلفیق شده بوسیله روکارسنگی بیرونی و مهار بندی داخلی ، ساختاربندی شده اند مهمترین ساختمانهای دیگر که از ساخت نوع دوم استفاده کرده اند ساختمان دبیرخانه سازمان ملل متحد و ساختمان کریسلرchrysler هستند که هر دو در نیویورک می باشند و همینطور ساختمان Alcoa (الکوآ) در پترزبورگ .

اتصال بادی نوع دوم تلفیقی از دو چیز می باشد یعنی اتصال نوع (1) و کمبود مهاربندی مربوط به اتصال ساده نوع دوم (2) .

بررسی اینوع از مهاربندی برای ساختمانهایی که ارتفاع نه چندان بلند دارند امکان دارد که ارزشمند باشد و می تواند هزینه اتصالات گشتاور را بین تیرها و ستونها ، کاهش دهد همانطور که قبلاً متذکر شدیم غیر ممکن است که بتوان حد و مرز عملی و دقیق را بین انواع اتصالات مشخص کرد اکثر اتصالات که در ساختارهای طراحی شده همانند اتصالات ساده یافت می شوند در واقع نیمه محکم هستند طراحی اتصالات بادی نوع 2 برای ساختمانهای بلند ، بر مبنای این است که گشتاورهای انتهای تیرهای بوجود آمده با یک پایداری اتصال برای بارگذاری ثقل ، نادیده گرفته شود در حالیکه کنترل کردن از طریق اتصال مشابه برای پایداری گشتاور بادی محاسبه شده از طریق فرضیات و وضعیت کاملاً محکم (سفت ) صورت می گیرد.

این شیوه یک امتحان یا تست زمان است و در واقع ایمنی را فراهم کند در گشتاور انتهایی و واقعی (اساسی) که می تواند بلندتر از گشتاور طراحی شده باشد اما نمی تواند استرس (تنش) بیشتری داشته باشد اتصالات طراحی شده تحت نظر این شیوه ، بطور کلی نیمه سخت (محکم ) هستند همراه با مؤلفه هایی (سازه هایی) که با دفرمه شدن(تغییر شکل یافتن و بطور غیر الاستیکی مانع چفت و بست می شوند بنابراین محاسبه واقعی گشتاور ترکیب شده در اتصالات ، دشوار می باشد اما این اطمینان باید با شکل بندی و بهم پیوستن خاصیت کش آمدن (کش پذیری ) حاصل شود پس اتصال بادی نوع 2 می تواند بعنوان یک نوع اتصالی توصیف شود که پایداری جانبی را در سراسر اتصالات بادی ویژه توسعه دهد و برخی از محدودیت ها را برای انتهای یک تیر ساده طراحی شده را فقط برای بارگذاری ثقل فراهم کند اساساً طراحی بادی نوع 2 نیاز به اتصالی دارد که باید قابلیت دفرمه شدن غیر الاستیک کافی را برای اجتناب از تنش یا استرس زیاد اتصال دهنده تحت نظر بارگذاری کامل ، داشته باشد زمانیکه هیچگونه مزیتی برای انتهای محدودیت و کاهش وزن تیر وجود ندارد پایداری قاب بندی در اینجا نسبتاً غیر قابل تغییر می ماند هر چند بدون مزیت مهاربندی و یا دیوارهای برشی (برش دیوارها) ، رانه (؟ drift ) بطور طبیعی نیاز به کنترل ارتفاع دارد و این سیستم می تواند برای مزیتهای بسیاری مورد استفاده قرار گیرد اگر چه یک تنوع از فاکتورهای (عوامل) تکنیکی مانند انواع ساخت ها ، زبانه ها یا قفل ها ، محل اتصال جوشکاری همراه با شکل بندیهای مختلف اتصالی وجود دارند که همگی در دسترس هستند انتخاب یا گزینش بهینه اتصال باد نوع 2 ، بر مبنای یک ارزیابی عملی  و دقیق هنوز بصورت عملی و روتین صورت نمی گیرد در حقیقت ، طراحی اتصال باد نوع 2 تجربی است عملکرد ساختاری مربوط به اتصال در ساختمانهای بلند بطور زیاد بر بارگذاری افقی و ثقل ، تأثیر می گذارد و پیشنهاد شده که خود جزئیات اتصال ، در اتفاع ساختمان فرق می کند زمانیکه تأثیر نسبی ثقل و نیروی جانبی در سرتاسر ارتفاع ساختمان متفاوت است برای درک اتصال بادی نوع 2 ، باید اثر حرکت یا وضعیت آن را در ترتیب کامل بارگذاری تعیین کرد باید از بارهای ثقل برای بارگذاریهای بادی معکوس شروع کرد تصویر 4.4 یک منحنی چرخشی – گشتاور را برای یک تیر با یک ویژگیهای چرخشی – گشتاور نشان می دهد شکل منحنی بستگی به طراحی اتصال و دامنه تغییرات از تثبیت تقریباً کامل ساخت قاب بندی محکم نوع 1 ، برای ساخت قاب بندی ساده نوع 2 دارد در تصویر 4.4 نقطه 1 در محل تقاطع مربوط به منحنی اتصال و لاین (خط ) تیر ab را نشان می دهد و همینطور گشتاور ثقل  و تطبیق چرخش   را در انتهاها ، بدلیل یکسانی بار توزیع شده W .

گشتاور انتهایی در سمت دست چپ مربوط به شاه تیر ، در جهت خلاف عقربه ساعت است در حالیکه گشتاور انتهایی بر منبای سمت دست راست در جهت عقربه های ساعت را نشان می دهد در نموداری بدون بدنه تیر در تصویر 4.7 محل تقاطع نقاط  و  درتصویر4.9 ، کاربرد بارگذاری عمودی را فقط برای تیر ، نشان می دهد در اینجا هیچگونه فعالیت گشتاور باد بر مبنای اتصال و یا تیر ، وجود ندارد فرض کنید که قاب بندی در ارتباط با فعالیت بارهای بادی از سمت چپ به راست باشد که این در تصویر a4.8 نشان داده شده تیر در واقع در معرض گشتاورهای انتهایی می باشد و عملکرد آن در مسیر عقربه های ساعت است و با نموداری بدون بدنه مربوط به تیر ، تصویر b4.8 را نگاه کنید بادگیر یا خلاف جهت باد و یا عملکرد گشتاور انتهایی سمت چپ در یک مسیر مخالف برای گشتاور ثقل است در حالیکه در انتهای – سمت راست و یا در عملکرد گشتاور باد پناه همانند گشتاور ثقل می باشد گشتاور ثقل در انتهای سمت چپ کمک کننده است البته بوسیله عملکرد باد ، در حالیکه گشتاور ثقل انتهای سمت – راست ، گشتاور بادی را افزایش می دهد بدلیل گشتاور اضافی ، اتصال انتهای – سمت راست از نقطه اصلی  به  حرکت می کند البته در امتداد منحنی اتصال .

سپس گشتاور انتهای سمت چپ نیز رو به پایین حرکت می کند از  به نقطه  بدلیل کاهش در گشتاور ثقل گشتاور بادگیر یا خلاف جهت باد نمی تواند مجدداً در امتداد مسیر منحنی  اثر گذارد اما حرکت آن بر مبنای یک لاین یا خط موازی به سمت شیب مربوط به منحنی است بیاد داشته باشید که ویژگیها یا مشخصه ها ، برای نمودار تغییر شکل نسبی – استرس (تنش) از یک مواد مانند فولادی که در معرض بارگذاری معکوس است مشابه می باشد کاهش در گشتاور ، در امتداد یک لاین مستقیم رخ می دهد زیرا گشتاور کاملاً در این منطقه الاستیک است چرخش ها در انتهاهای تیر ، مشابه هستند تیر ، بوسیله میزان مشابهی می چرخد تا گشتاور بادی بطور کامل بین نقاط L,R توسعه یابد در تصویر 4.9. ملاحظه می کنید.

زمانیکه بار در حال انتقال است ما تصور می کنیم در این شرایط فعالیت قطع شده بر مبنای ساختار فقط بارها بروی تیر ، مشابه بارهای ثقل هستند برای شرایطی که ما آن را شروع و آغاز کردیم بجز زمانیکه گشتاور در انتهاها نمی تواند به  برگردد زیرا در خلال چرخه بارگذاری اتصال متحمل چرخش های غیر الاستیک می باشد اتصال انتهایی سمت چپ از  به  می رود و اتصال انتهایی سمت راست از  به  می رود هر دو اتصال به سمت یک لاین (خط ) موازی الاستیک ، برای شیب اولیه حرکت می کنند تعادل ایستا ، نیاز به گشتاور در هر انتها دارد تا مشابه شود در نتیجه ، گشتاور کمتر از  است .

در نظر بگیرید الان فعالیت یا عملکرد باد در مسیر راست به چپ است در تصویر a . 4.1 می بینید اتصال انتهای – چپ گشتاور اضافی را دریافت کرده و از  به  حرکت می کند بخشی از این چرخش غیر الاستیک و بخشی از آن الاستیک است در تصویر a. 4.9 مشاهده می کنید اتصال انتهای سمت راست تا حدودی گشتاور را مرور(مجسم ) می کند و به سمت پایین نقطه  حرکت می کند تصویر b. 4.9 . هر دو اتصال در سراسر زاویه مشابهی می چرخند تا گشتاور کامل توسعه یابد تصویر a4.9 و b ، حرکت را نشان می دهد زمانیکه باد قطع شده و فقط بارها ، بارهای ثقل هستند اتصالات از  به  و  به   حرکت می کند هر دو انتها ، گشتاور مشابه دارند جهت تعادل ایستایی مناسب . گشتاور ها ، با  و  منطبق هستند و به نظر می رسد که کمتر گشتاور ثقل در نقاط  دارند البته فقط تحت نظر بادهای ثقل.

این پدیده کاهش در گشتاور بدلیل چرخه بارگذاری است که می توان به آن Shakedown (آزمایش فنی نهایی ) نامید گشتاور ثقل در واقع Shakedown در نظر گرفته می شود از این نقطه اتصال ، کاملاً مانند اتصال الاستیکی است علیرغم مسیر باد ، ماکزیمم گشتاور بر مبنای اتصال است و نمی تواند هرگز متجاوز از نقاط  و  شود بطور مثال می توان گفت اتصال ، متحمل یک Shake down کامل است بعد از shake down ، ماکزیمم (حداکثر) گشتاور رخ می دهد در اتصال که بنظر کوچکتر از حرکت ثقل اصلی است یک خلاصه کوتاه مربوط به اتصالات در انتهای سمت راست و چپ در جدول 4.1 ارائه شده است .

یکی از نقاط ضعف یا ایراد برای قاب بندیهای نیمه سفت (محکم) کمبود اطلاعات قابل دسترسی کافی برای طراحان در مورد روابط چرخش – گشتاور است ویژگیهای چرخش – گشتاور از یک اتصال بستگی به پارامترهای فیزیکی بسیاری دارد مانند نوع اتصال ، سایز یا اندازه های زاویه ها انتهای صفحات ، بالا و پایین زاویه ها و گیج gauge(اشل اندازه گیری) برای مکانه چفت و بست – خلاصه اینکه ، یک رابطه دقیق می تواند فقط با راهنمایی و هدایت تجارب بدست آید هر چند ، Lothars(نام – لودرس) در مقاله خویش (طراحی پیشرفته در فولاد ساختاری) فرمول هایی را برای پارامتر Z ارائه کرد جهت توصیف روابط بین گشتاور و چرخش برای اتصالات . عامل یا فاکتور Z برای یک اتصال آنالوگی است برای عامل سفتی یا محکمی 4EIL که جهت چرخش در انتهای ؟ ، کاربرد دارد منطبق است شیب مربوط به رابطه چرخش – گشتاور ، یک روشی است که پارامتر Z را توصیف می کند اگر چه ، ویژگیهای چرخش – گشتاور برای بهترین نوع اتصالات بدون خطی یا طولی و برای طیف کامل الاستیک و دفرمه شدن غیر الاستیک هستند حرکت یا رفتار آنان در دامنه طراحی می تواند الاستیک در نظر گرفته شود تانژانت (مماس) اولیه و دو جانبه (متقابل) برای منحنی چرخشی – گشتاور می تواند دقیق باشد برای تعیین کردن مقدار Z.

بیانات یا اظهارات تئوری یا نظری ، بوسیله Lothers(لودرس) توصیف شده ، زمانیکه Z را پیدا کرد و با Rathbaris توافق کرد این مقدارها برای 4 نوع اتصال بطور تقریبی توصیف شده توسط Defalco (دی فالکو) و Marino(مارینو) که آنها جدولی را برای اتصالات با زاویه ضخیم و سایزهای متناسب ، ارائه دادند این اتصالات و مقدار آنان با  Z می باشد که مجدداً با کسب اجازه از مجله مهندسی AISC که در آوریل 1960 منتشر شد که انواع D,C,B,A در تصویر 4.11 و 4.14 نشان داده شدند نوع اتصال A ، شامل یک اتصال زاویه – دوبل است که در تصویر 4.11 ملاحظه می کنید در حالیکه نوع B در  تصویر 4.12 مشخص است شامل یک اتصال زاویه ای بریده شده (برش خورده ) می باشد نوع C ، در تصویر 4.13 است مشابه نوع B به استثنای اینکه قابلیت برش تیر را دارد که بوسیله چفت کردن دو زاویه برای شاه تیر ، تیر ، افزایش می یابد نوع اتصال D ، یک اتصال بنشی نشیمن است همراه با اتصال صفحه بالایی در تصویر 4.14 ملاحظه کنید مهمتر از همه ظرفیت گشتاور اصلی (نهایی ) است که سفتی یا محکمی اولیه مربوط به منحنی را دارد و بوسیله شیب منحنی   در مبدأ مشخص شده سفتی یا سختی چرخشی اتصال ، مانند Z انتخاب شده و یک مقدار صفر را برای یک اتصال سنجاق – انتهایی و نامحدود مربوط به تیر کاملاً ثابت شده ارائه می دهد تجزیه و تحلیل قاب بندیهای که با اتصالات نوع 2 بادی و نیمه سفت (نوع 3 ) ترکیب شده اند باید شامل چنین ملاحظاتی شوند:

قابلیت شکل پذیری اتصالات

ارزیابی ویژگیهای ارائه (یخرف drift) قاب بندیهایی که کمتر اتصالات کاملاً محکم دارند

تأثیر محدودیتهای نسبی بر ستونها و قاب بندیهای پایدار و با ثبات.

طرح اصلی طراحی برای اتصالات بادی نوع 2:

محاسبه کردن واکنش انتهایی مجاز بدلیل ثقل بارها

تعیین کردن اندازه گشتاور باد برای پایداری در انتهای تیر . این محاسبه با تجزیه و تحلیل کردن الاستیک به دست می آید فرض کنید عملکرد قاب بندی سفت و محکم است .

فرض کنید که نوع اتصال نیمه محکم بر مبنای این پروژه مورد استفاده قرار گرفته . این اتصال می تواند هر نوع اتصال استاندارد باشد مانند زاویه – دوبل ، زاویه – جداگانه (تک ) برش صفحه بار یک جداگانه ، زاویه نشیمن و بالا و یا اتصال صفحه هدر . حدسهای اولیه بر مبنای ابعاد مختلف و ضخامت مواد اتصال است .

استفاده از این اطلاعات برای تعیین کردن ویژگیهای چرخش – گشتاور مربوط به اتصال برای تعیین کردن مقدار Z . بطور معمول داده ها یا اطلاعات قابل دسترس نمی توانند شامل انواع امکانپذیر یا تصور کردنی اتصالات باشند چیزهایی قابل دسترس هستند که طرحهای اتصال را برای خمیدگیهای  محدود کنند کد AISC اجازه می دهد هر اتصال استفاده شود بشرطی که وضعیت یا حرکت آنرا بتوان بوسیله تست ها و یا تجزیه و تحلیل منطقی نشان داد.

عملکرد یا اقدام هر کاری بر مبنای فرضیه می گوید مقدار Z برای انتخاب اتصال قابل دسترسی است طرح خمیدگی چرخشی – گشتاور بر مبنای لاین (خط) تیر ست رابطه خط – مستقیم برای چرخش تیر و انتهای گشتاور براحتی بوسیله محاسبه کردن نقاط لاین تیر b,a بدست می آید و اینها با گشتاور انتهای یک تیر فیکس یا ثابت شده و چرخش یک تیر حمایت شده با بارهای عمودی ، منطبق هستند .

چک و کنترل کنید اتصال را برای گشتاور باد ، بوسیله محاسبه کردن چفت و بست کردن کشش ، چفت و بست برش ، کشش در اتصال دهنده های زاویه و غیره

اتصال را برای قابلیت شکل پذیری چک و کنترل کنید این مهم نیاز به کل مواد اتصال مانند چفت و بست (زبانه) جوشکاری و صفحات دارد که نمی توانند تحت تنش باشند.

بنابراین در شروع و آغاز ، ما فرض می کنیم تجزیه و تحلیل باد را انجام داده و اتصالات کاملاً محکم هستند مراحل از 1 تا 7 و طرح محافظه کاری صورت گرفته اگر نیاز بود طرح اتصال می تواند با ترکیب شدن تأثیر اتصالات غیر سفت (محکم) در تجزیه و تحلیل باد ، تغییر یابد این کار می تواند با استفاده از کاهش خمیدگی سفتی برای تیر محاسبه شود برای کمتر از 100% . سفتی اتصال تکرار مراحل 2 تا 8 ، نتایجی را ارائه می دهد که تقارن آن راه حل بهینه است بنابراین اتصالات نیمه سفت کمتر قاب بندی محکمی را پدید می آورد تا اتصالات کاملاً محکم (سفت ) در اینجا ضروری است تا از یک شاه تیر (تیرمرکب) تغییر یافته استفاده شود که با عامل یا فاکتور Z ترکیب شده بدین صورت :

=سفتی یا سختی تغییر یافته تیر

I=گشتاور اینرسی مربوط به تیر

L= دهانه تیر

اگر چه ، استفاده از سفتی یا محکمی کاهش یافته تیر در تعیین کردن گشتاورهای باد اختیاری است اما مهم است که کاهش در سفتی برای تعیین کردن رانه (یخرفت drift) جانبی و تأثیرات P-D محاسبه شود.

4.2.5 تفسیر نتیجه گیری :

علیرغم گزارش های موفقیت آمیز در مورد ساختن بسیاری از ساختمانها با استفاده از اتصالات بادی نوع 2 ، هم آرایی کمی در این عقاید  و در مورد قابلیت اجرا برای ساختمانهای بلندتر از 5 طبقه وجود دارد مهندسان ، کسانیکه ساختمانها را بر اساس اتصالات بادی نوع 2 طراحی می کنند بطور اتوماتیک در موقعیت دفاعی قرار می گیرند و پارادوکس های (ضدیت ) را در مورد عملکرد پیوستگی مانند سفتی یا سختی برای بارگذاری باد و بارگذاری ثقل بیان می کنند یک کاربرد مستقیم مربوط به متد برای قاب بندی می تواند ناشی از ساختارهایی باشد که ستونهای آنان تنش یا استرس زیاد دارند و نوسانات خمیدگی ها در مقدار محاسبه شده افزایش می یابند شیوه های دیگر که در این زمینه در نظر گرفته می شود نرمی نسبی اتصالات توسط چندین کاوشگر مطرح شده اما کاربرد کلی آن در طراحی بکار گرفته نشده ، بنابراین در این جا هیچگونه بحثی در مورد آن نمی کنیم .

4.3 قاب بندیهای سفت و محکم

4.3.1 معرفی :

اتصالات سفت و سخت آنهایی هستند که بقدر کافی محکم می باشند و زوایا را بین اعضای اصلی و غیر قابل تغییر تحت نظر بارگذاری نگه می دارند یک قاب بندی که شامل اتصالاتی است که توصیف شده اند مانند یک قاب بندی سخت و یا قاب بندی مهار نشده . قاب بندیهای محکم ، پایدار که براحتی تغییر شکل نمی یابند البته در محل اتصال در محل تقاطع ستونها و شاه تیرها . بطور کلی ، قاب بندیهای محکم تشکیل شده از یک مستطیل سخت تیرهای افقی و ستونهای عمودی با سطوح مشابه که بطور محکم متصل شده اند احتمالاً قاب بندی در سطوح هموار داخلی دیوار ساختمان و یا در سطوح هموار نمای بیرونی ساختمان صورت می گیرد بدلیل پیوستگی اعضا در محل اتصال ، قاب بندی محکم  و سخت ، واکنش بارگذاری جانبی و اصلی بوسیله خمیدگی تیرها و ستونها می باشد که بصورت خلاصه در تصویر 4.15 ، مشخص شده است این ویژگی پیوسته قاب بندی سخت ، بستگی به پایداری چرخشی اتصالات عضوی دارد که هنوز مجوز اینکار داده نشده است .

4.3.2 ویژگیهای خمیدگی :

مؤلفه های (سازه ها) خمیدگی جانبی یک قاب بندی سخت ، می تواند بعنوان دو مؤلفه مشابه برای مؤلفه های خمیدگی یک تیر ، تیر سر آزاد (پیشامدگی) در نظر گرفته شود یک سازه یا مؤلفه می تواند شبیه خمش خمیدگی و دیگری خمیدگی برش تیر شود بطور طبیعی برای اعضای Prismatic(منشوری) زمانیکه نسبت دهانه به عمق است بزرگتر از 10 یا بیشتر ، خمش خمیدگی با مؤلفه غالب و مسلط صورت می گیرد خمیدگیهای برش ، یک بخش کوچک هستند که به خمیدگی کمک می کنند و بطور کلی در محاسبه خمیدگی تیرها و ستونهای متناسب طبیعی و نرمال ، نادیده گرفته می شوند از طرف دیگر ویژگیهای خمیدگی یک قاب بندی سخت ، برعکس هستند به آنالوگ مؤلفه یا سازه برای خمیدگی برش تیر ، توجهی نمی شود تصویر خمیدگی و مقدار آن مثلاً 80% مربوط به کل خمیدگی می باشد در حالیکه 20% باقیمانده مربوط به خمش (خم شدن ) مؤلفه است خمش و مؤلفه های برش خمیدگی ، معمولاً همانند خمش تیرآزاد و توری مشبک (racking) قاب بندی است و هر کدام با روش خمیدگی مجزا عمل می کنند.