در این مبحث مبنای طراحی سازه ها بررسی و کنترل آنها در حالت های حدی مقاومت و بهره برداری با رعایت ملاحظات طراحی خاص هر سازه یا عضو سازه ای است.
۱-۲-۱-۱۰ حالت های حدی
حالت های حدی به شرایطی اطلاق میگردد که اگر تمام یا بخشی از سازه به هر یک از آن حالت ها برسند، دیگر قادر به انجام وظایف خود نبوده و قابلیت استفاده را از دست می دهند. مطابق این مبحث پیکربندی ابعاد و مشخصات اجزای سازه باید چنان باشد که سازه شامل اجزاء و اتصالات آن تحت اثر ترکیبات بارگذاری محتمل به هیچ یک از حالت های حدی زیر نرسد :
الف) حالت های حدی مقاومت
حالت های حدی مقاومت حالت هایی هستند که سازه شامل اعضاء اجزاء و اتصالات آن پس از رسیدن به آن حالت ها تحت اثر هر یک از ترکیب های بارگذاری با وقوع خرابی هایی نظیر تسلیم گسیختگی کمانش و غیره مقاومت و شکلپذیری مورد نیاز خود را از دست می دهند.
ب) حالت های حدی بهره برداری
حالت های حدی بهره برداری حالت هایی هستند که سازه شامل اعضاء و اتصالات آن با وقوع آنها نظیر تغییر شکل لرزش و .... قابلیت نگهداری شرایط ظاهری دوام و کارایی خود را از دست. می دهند و دیگر قادر به انجام وظایف و تأمین آسایش بهره برداران نخواهند بود.
۲-۲-۱-۱۰ طراحی بر اساس حالت های حدی مقاومت
در طراحی بر اساس حالتهای حدی مقاومت به شرح زیر رعایت الزامات بندهای ۱۰-۱-۲-۲-۱ الی ۱۰-۱-۲-۲-۳ ضروری است :
۱-۲-۲-۱-۱۰ مطابق این مبحث برای تأمین الزامات حالتهای حدی مقاومت، استفاده از روش ضرایب بار و مقاومت (به اختصار LRFD) یا روش مقاومت مجاز (به اختصار ASD) قابل قبول بوده لیکن در یک سازه فولادی به کارگیری هم زمان دو روش مورد اشاره قابل قبول نیست .
در طراحی به روش ضرایب بار و مقاومت (LRFD) دو دسته ضرایب ایمنی به شرح زیر در تحلیل و طراحی منظور میگردد :
الف) ضرایب بار (γ)، که مقدار آنها به میزان عدم اطمینان در برآورد مقدار بارها و ایجاد بحرانی ترین شرایط در ترکیبات بارگذاری بستگی دارد مقدار این ضرایب بار باید مطابق با ترکیبات بارگذاری ارائه شده در مبحث ششم مقررات ملی ساختمان باشد. این ضرایب اکثراً بزرگتر از یک و ندرتاً برابر یک یا کوچک تر از یک هستند.
ب) ضرایب کاهش مقاومت (Φ)، که مقدار آنها با توجه به دقت تئوری های مقاومت مصالح مورد استفاده نوع حالت حدی مقاومت تغییرات احتمالی مشخصات مصالح و رواداری های ابعادی مقطع تعیین میگردد. مقادیر ضریب کاهش مقاومت (Φ) در فصلهای ۱۰-۲ و ۱۰-۳ این مبحث برای هر عضو اتصال یا جزء سازه ای ارائه شده اند. این ضرایب عموماً کوچک تر یا حداکثر مساوی یک هستند.
در طراحی به روش مقاومت مجاز (ASD) نیز دو دسته ضرایب ایمنی به شرح زیر در تحلیل و طراحی منظور میگردد :
الف) ضرایب بار (γ) که از ترکیبات بار معرفی شده در مبحث ششم مقررات ملی ساختمان برای روش طراحی مقاومت مجاز به دست می آیند. این ضرایب اکثراً مساوی یک و ندرتاً کوچک تر از یک هستند.
ب) ضرایب اطمینان (Φ) که مقادیر آنها با توجه به عدم قطعیت های طراحی نوع حالت حدی مقاومت و اهمیت عضو اتصال یا جزء سازه ای در فصل های ۱۰-۲ و ۱۰-۳ این مبحث معرفی شده است. مقادیر Φ عموماً بین ۱/۵ تا ۲/۰ در تغییر هستند.
۲-۲-۲-۱-۱۰ در طراحی برای حالت های حدی مقاومت حالت های حدی تسلیم گسیختگی کمانش تشکیل مکانیزم خمیری ناپایداری و واژگونی باید مورد کنترل قرار گیرند. معیارهای کنترل حالت های حدی مقاومت در فصل های ۱۰-۲ و ۱۰-۳ این مبحث ارائه شده است. همچنین حالت های حدی خستگی ترد شکنی جداشدگی لایه ای خزش و جمع شدگی بتن در مقاطع مختلط باید مطابق با مراجع معتبر کنترل شوند .
۳-۲-۲-۱-۱۰ مقاومت های موجود و مورد نیاز
در طراحی به روش LRFD منظور از مقاومت موجود همان مقاومت طراحی است که به صورت ΦRn معرفی میشود. در طراحی به روش ASD منظور از مقاومت موجود همان مقاومت مجاز است که به صورت Rn٫Ω معرفی میشود. منظور از مقاومت مورد نیاز در واقع همان نیروهای داخلی به دست آمده از تحلیل سازه تحت اثر ترکیبات بارگذاری هر یک از روش های طراحی فوق است که در طراحی به روش LRFD با Ru و در طراحی به روش ASD با Ra نشان داده میشود.
در طراحی به روش ضرایب بار و مقاومت طراحی اعضاء اتصالات و اجزای مختلف سازه باید چنان صورت پذیرد که مقاومت طراحی آنها (ΦRn) بزرگتر یا مساوی مقاومت مورد نیاز (Ru) به دست آمده از تحلیل سازه تحت اثر ترکیبات بارگذاری مربوطه باشد.
(۱-۲-۱-۱۰) Ru≤ΦRn
در طراحی به روش مقاومت مجاز طراحی اعضاء اتصالات و اجزای مختلف سازه ای باید چنان صورت گیرد که مقاومت مجاز آنها (Rn٫Ω) بزرگتر یا مساوی مقاومت مورد نیاز (Ra) به دست آمده از تحلیل سازه تحت اثر ترکیبات بارگذاری مربوطه باشد.
Ra≤Rn٫Φ (۲-۲-۱-۱۰)
در روابط فوق
Rn= مقاومت اسمی که مقادیر آن در فصلهای ۱۰-۲ و ۱۰-۳ ارائه شده است.
Ru= مقاومت مورد نیاز در طراحی به روش ضرایب بار و مقاومت (LRFD)
Ra= مقاومت مورد نیاز در طراحی به روش مقاومت مجاز (ASD)
Φ=ضریب کاهش مقاومت در طراحی به روش ضرایب بار و مقاومت است که مقدار آن برای اعضا اجزاء و اتصالات به تفکیک در فصل های ۱۰-۲ و ۱۰-۳ این مبحث ارائه شده است.
Ω= ضریب اطمینان در طراحی به روش مقاومت مجاز است که مقدار آن برای اعضا اجزاء و اتصالات به تفکیک در فصل های ۱۰-۲ و ۱۰-۳ این مبحث ارائه شده است.
ΦRn= مقاومت طراحی در طراحی به روش ضرایب بار و مقاومت
Rn٫Ω= مقاومت مجاز در طراحی به روش مقاومت مجاز
۳-۲-۱-۱۰ طراحی بر اساس حالت های حدی بهره برداری
حالت های حدی بهره برداری نظیر تغییر شکل ارتعاش پیش خیز و .... باید مطابق ضوابط بخش ۱۰-۲-۱۰ مورد کنترل قرار گیرند.
۴-۲-۱-۱۰ حفاظت در برابر آتش
مقاومت سازه در برابر آتش باید با پیش بینی تمهیدات خاص تأمین شود. در این مورد رعایت ضوابط مبحث سوم مقررات ملی ساختمان و ضوابط پیوست ۶ این مبحث الزامی است.
۵-۲-۱-۱۰ ترکیبات بارگذاری
ترکیبات بارگذاری مورد استفاده در طراحی برای حالت های حدی مقاومت و بهره برداری باید مطابق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان در انطباق با روش طراحی مورد استفاده در این مبحث باشد. در صورتی که این مبحث به صراحت ترکیبات بارگذاری متفاوتی را برای کنترل حالت های حدی خاص یا اعضای خاصی در نظر داشته باشد این ترکیبات بارگذاری در کنار ترکیبات مبحث ششم مقررات ملی ساختمان باید مورد استفاده قرار گیرند.