مقاله عملکرد فولاد و اجزای آن تحت بارهای دینامیکی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله عملکرد فولاد و اجزای آن تحت بارهای دینامیکی دارای ۶۱ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله عملکرد فولاد و اجزای آن تحت بارهای دینامیکی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله عملکرد فولاد و اجزای آن تحت بارهای دینامیکی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله عملکرد فولاد و اجزای آن تحت بارهای دینامیکی :

عملکرد فولاد و اجزای آن تحت بارهای دینامیکی

۱-۱- مقدمه
قبل از شروع بحث در مورد طراحی ساختاری بارهای دینامیکی بهتر آن است که در ابتدا، آگاهی خواننده را در مورد خواص مواد به کار رفته محک زده و سطح دانش او را بالا ببریم. این فصل با ویژگی‌های فیزیکی فولاد و اجزای ساختاری آن در ارتباط و اولین نکته این است که ویژگی‌های این مواد به گونه‌ای است که بار و در نهایت قدرت پایداری را فراهم می‌کند و بارهای کاربردی را در مقابل بارهای ساکن قرار می‌دهد. نکته دوم ظرفیت نهایی اجزای ساختاری مثل تیر آهن و ستون

ها است. و نکته آخر قدرت پایداری واحدی است که در طراحی دینامیکی محدود نمی باشد، به هر حال تعداد زیادی از مسائل در فصل بعدی بحث می‌شوند که به جای فشارهای معمولی بر پایه قدرت پایداری نقطه اوج می‌باشند، به همین دلیل در نهایت اثرات آن در فولاد ساختاری به طور خلاصه بحث شده و بهتر آن است که این موضوع را در طول فصل توضیح دهیم. باید متذکر شد که در هیچ نقطه‌ای در این فصل عامل امنیتی در محاسبات قدرت پایداری وجود ندارد و فرض شده است که عامل امنیتی در طراحی بارها گنجانده شده باشد.

۲-۱- ویژگی‌های طراحی
قبل از در نظر گرفتن ویژگی‌های دینامیکی ویژگی‌های ساکن فولاد هم در نظر گرفته می‌شود. این فصل محدود به فولاد در ساختار کربن است که توسط ASTM طراحی شده است. شکل ۱-۱ نشان دهنده منحنی فشار بر این فولاد است. برخی از نقاط مهم روی شکل مشخص شده اند. فشار نقطه بالایی توسط Fuy مشخص شده است. بالای این نقطه منحنی فشار خط راست و نمونه کشسانی مقداری در حدود ۳۰۰۰۰۰۰۰psi است. ماورای این نقطه، فشار کاهش می‌یابد. فشار نقطه پایین Fly است. منحنی در اصل تا بالای این نقطه افقی می‌باشد که فشار شروع می‌شود. محدودیت در نقطه آخر با ey مشخص شده است. و در

حدود ۱۵ تا ۲۰ است، که محدود تر از زمان مرز کشسانی ey می‌باشد. در برخی از طراحی ها به ویژه طرح جریان باد، بهتر آن است که تغییر شکل ساختاری صورت گیرد و ساختار از لحاظ پلاستیکی خراب می‌شود و این امکان فراهم می‌شود که انرژی بیشتری توسط بارگیری دینامیکی جذب شود. میزان تغییر شکل پلاستیک بستگی به عملکرد ساختار دارد، اگر ساختار در برابر این بار فقط یکبار مقاومت کند، طرح ممکن است تغییر شکل را در بالای اتصال مجاز بداند. به عبارت دیگر بار چندین بار تکرار می‌شود و مقدار اندکی تغییر شکل مجاز است.

در طراحی به منظور تغییر شکل پلاستیک راحت تر آن است که منحنی مرز فشار را در شکل ۲-۱ تشخیص دهیم. در این شکل نقطه بالایی نادیده گرفته شده است و از اثر سفت شدن هم چشم پوشی شده است. تقریب آخری احتمالا به خاطر آن است که در بیشتر موارد تغییر شکل پلاستیک در گستره سفت شدن است و از لحاظ شکل تغییر شکل بیشتری محسوس می‌شود. همه محاسبات طراحی در فصل بعدی بر اساس این منحنی مرز فشار است.

طرح ساکن برای فولاد ساختار معمولا بر اساس فشار psi 33000 است، ولی مهم آن است که متذکر شویم، بنا به دلائل عملی، تفاوت زیادی در این مقدار وجود دارد. شکل ۳-۱ نشان دهنده نتایج تقریبا ۴۰۰۰ میلیون تست و نشان دهنده ۳۳۰۰ تن فولاد است. این آزمایشات مطابق با استاندارد ASTM انجام شده اند. منحنی توزیع نشان دهنده گسترش مهمی در نقاط و اعضای غلت زده است. بیشترین فشار، ۸۲ درصد بزرگتر از کمترین مقدار است. مقدار متوسط آن psi 40000 است.

این مقادیر فشارهای نقطه بالایی هستند که معمولا در حدود ۵ درصد بالاتر از فشارهای نقطه پایین می‌باشند. کاهش فشار متوسط در نقطه بالایی، ۵ تا ۳۸ درصد است. که این مقدار ممکن است به طور قابل توجهی برای کشش یا تراکم در طرح پلاستیک استفاده شود. این شدت فشار باید در طول تغییر شکل حفظ شود.

برای امنیت در طراحی ممکن است بهتر آن باشد که از مقدار نقطه پایینی استفاده شود که در بالا هم بدان اشاره شد. این تصمیم گیری برای طراح مفید تر است. قدرت پایداری نهایی در همان تستها بدست آمده و ۶۶۳۰۰ است. این فشار به طور طبیعی برای طراحی استفاده نمی شود، چون شامل محدودیت زیادی است. فشار کششی فولاد ساختاری در حدود ۵۵ درصد است. مقدار میانی آن psi21000 می‌باشد.
۳-۱- خواص دینامیکی

شکل ۴-۱ نشان دهنده اثر میزان محدودیت روی فشار برای فولاد ۷A است. این اطلاعات بر اساس تعداد محدودی از آزمایشات می‌باشند و در عمل نباید به آنها توجه کرد. همان طوری که میزان نیروی کششی افزایش می‌یابد. اثرات زیر ممکن است دیده شود:
۱- فشار بار با مقدار دینامیک افزایش می‌یابد.
۲- نیروی کششی بار افزایش می‌یابد.
۳- نمونه‌های کشسانی در حوزه کشسان ثابت است.

۴- نیروی کششی در جای که نیرو سخت می‌شود افزایش می‌یابد.
۵- قدرت پایداری نهایی تا اندکی افزایش می‌یابد.

از اثرات حاصل بر آن، اثر افزایش بر فشار بار مهم تر است.
در شکل ۱-۵ نتایج با استفاده از فشار بار دینامیکی به عنوان تابع زمانی نشان داده شده اند و این مستلزم رسیدن به مقدار فشار است. منحنی میزان متوسط این نتایج است. به قول معروف ، فشار بار دینامیکی در مورد داده شده به خودی خود تعیین می‌شود، ولی باید به تجزیه و تحلیل ساختار توجه کرد. درواقع این به خاطر تفاوت زیاد در فشار بار مواد عادلانه نیست و معمولا این امکان وجود دارد که از مقدار متوسط برای نوع خاصی از ساختار استفاده شده باشد. به عنوان مثال، در طراحی ساختار و قالب ساختمان برای مقاومت در برابر بار و جریان باد متوجه شدند زمانی که به فشار بار می‌رسد از ۰ ۰۱ تا ۰ ۱۰ متفاوت است. مقدار متوسط برای فشار بار دینامیکی ۴۱۶۰۰ می‌باشد. برای انواع دیگر ساختارها مقدار میانگین تعیین شده است.

افزایش دینامیکی در فشار بار توسط فشار ساکن تحت تاثیر قرار می‌گیرد و اطلاعات اندکی مبنی بر این موضوع وجود دارد. به هر حال ، افزایش به میزان نیروی کششی بستگی دارد. اثر فشار اولیه ممکن است توسط محاسبه زمان موثر برای رسیدن به نقطه بار محاسبه شود.
Typ=(Typ(actual))Fdy/Fdy-Fi

که Fi فشار اولیه ساکن و Typ زمان بدست آمده در تجزیه و تحلیل دینامیکی ساختار است. زمان موثر می‌تواند در نمودار ۵-۱ برای بدست آوردن فشار بار دینامیکی استفاده شود. واضح است که طراحی توسط این روش مستلزم آزمایش و خطا است. به خاطر تقریب دقت زیادی لازم نیست و این دلیلی است که نباید در نظر گرفته شود و در هنگام طراحی کشش هیچ افزایش دینامیکی اجازه داده نمی‌شود.

۴-۱- قدرت و پایداری آهن
: پایداری و مقاومت خم و انحنا
به منظور طراحی برای تغییر شکل پلاستیک ضروری است که ظرفیت انحنا و خمیدگی و پلاستیک تیرهای آهن را ارزیابی کنیم. شکل ۱۶-۱ نشان دهنده ارتباط خمیدگی ـ زمان برای تیرآهن WF یا I‌ است که به صورت جانبی در مقابل تاب و کجی مقاومت می‌کنند. انحنا و خمیدگی به عنوان تغییر زاویه در واحد طول تعریف می‌شود. در نقطه‌ای که محور (لولای) پلاستیکی شکل می‌گیرد، خمیدگی خیلی زیاد است و این در شکل ۶-۱ کاملاً مشهود است. تیرآهن (تیر چوبی) از لحاظ کشسانی خم می‌شود، مگر آنکه به mv برسد. سپس خمیدگی به سرعت افزایش می‌یابد و این زمانی است که گشتاور (زمان) به ظرفیت نهایی MP نزذیک می‌شود. در طول این فرایند، توزیع فشار روی بخش طولی است که تغییرات آن در شکل ۷-۱ نشان داده شده است.

در شکل a 7-1، توزیع فشارـ کشش فرض شده نشان داده شده و اگر فشاری که روی تار (لایه) بی‌نهایت وارد شود، برابر با فشار باشد آنگاه مقاومت خمیدگی گشتاور آن است که MV می‌باشد. با افزایش گشتاور، توزیع فشار از طریق مرحله b صورت می‌گیرد و در نهایت به c نزدیک می‌شود و نمونه آخری گشتاور نهایی است. وجود فشارهای باقی مانده روی تیرآهن ممکن است گشتاور بار را کاهش دهد. آزمایشات نشان دهنده آن است که این فرضیه معمولاً درست است. به هر حال، فشارهای باقی مانده هیچ اثری روی ظرفیت گشتاور ندارند از این رو در طرح نهایی هم نادیده گرفته می‌شوند. خمیدگی قابل ملاحظه‌ای برای محل

تقاطع لازم است تا اینکه بتواند ظرفیت نهایی برسد و پیچیدگی و کجی زیاد ساختار هم احتمالاً ناشی از همین مسئله است. به همین دلیل، توصیه می‌شود، که ظرفیت نهایی کاهش یافته برای اهداف طراحی منظور شود. یک مقدار معقول هم میانگین MV و است که توسط MP نشان داده شده است. به علاوه متذکر می‌شویم که ارتباط خمیدگی، گشتاور همان طوری صحت دارد که ۲ خط راست در شکل ۶-۱ نشان داده شده است. ظرفیت گشتاور نقطه اوج ممکن است به صورت زیر محاسبه شود:

که Fdv= فشار دینامیکی بار است.

S= واحدهای محل تقاطع تیرآهن
Z= واحدهای پلاستیکی محل تقاطع
Z برابر با دو برابر گشتاور ثابت و ساکن در محور مرکزی بخش متقاطع در بالا یا پائین همان محور است. این کمیت می‌تواند از طریق خواص بخشهای T از تیرآهن WF یا I برش داده می‌شوند محاسبه شود. رابطه بین S و Z برای استاندارد مختلف تیرهای آهن I یا WF متفاوت نیست. به همین دلیل، ظرفیت گشتاور ـ نقطه اوج طرح ممکن است توسط فرمول زیر مشخص شود:

برای محل‌های تلاقی مستطیل معادله به صورت زیر است:

B: پایدرای و نیروی کششی:
بار کششی یک تیرآهن زمانی است که میانگین فشار کشش برابر با فشار بار کششی شود. از این رو برای بخش I، بار کشش کل به صورت زیر محاسبه می‌شود:

Vdy، فشار بار کششی است و AW، بخش وب آن است. زمانی که در برش مقطعی گشتاور کششی وجود دارد، ظرفیت گشتاور ـ نقطه اوج کاهش می‌یابد. این ممکن است در محاسبه Z توسط برداشتن از وب مورد قبول واقع شود و مستلزم حمل نیروی کششی در فشار بار کششی است. این بخش، باید متقارن با محور مرکزی باشد که توسط V/Vdy ارائه شده است و V‌ نیروی واقعی کشش است.

ظرفیت گشتاور نقطه اوج توسط FdyZ نشان داده شده است که Z واحدهای پلاستیکی بخش باقی مانده می‌باشد. وجود فشار مستقیم هم ظرفیت گشتاور نقطه اوج را کاهش می‌دهد که این در فصل بعدی مورد بحث قرار می‌گیرد.
C: خمیدگی محلی:

به منظور داشتن بخشهای استاندارد سبک‌تر، بال ممکن است به زودی پس از اینکه فشار بار به مقایسه رسید خم شود. در نتیجه، MP گشتاور طرح نهایی نمی‌تواند از طریق هر تغییر شکل پلاستیکی حفظ شود. اگر اینچنین تغییر شکلی مطلوب و مناسب باشد، بخشهای برش عرضی باید از خمش محلی جلوگیری کنند. ملاک و معیاری در زیر ارائه شده است که ناشی از وضعیت بارگیری ـ ساکن است و احتمالاً محافظتی می‌باشد. این تقریب لازم است چون اطلاعات اندکی مبنی بر خمش دینامیکی موجود است.
حداقل قسمتهای زیر برای ممانعت از خمش محلی توصیه می‌شود.

شکل ۸-۱: در تیرآهن‌های I
نباید فراتر از ۱۷ رود. b/tf= بال
نباید فراتر از ۷ رود a/tw= وب

نباید فراتر از ۸ رود. Bs/ts= مواد سفت کننده متحمل کننده بار؛
نباید فراتر از ۷ رود. Bs/ts= مواد سفت کننده متحمل کننده وب طولی؛
این ملاک و معیار در صورتی ارضا کننده است که تغییر شکل انحنای لاستیکی تیرآهن مورد انتظار باشد. اگر فشارها به صورت کششی باشند از ملاک طراحی برای ضرایب ضخامت ـ عرض ممکن است استفاده شود. همچنین متذکر می‌شویم که ملاک بالا مهم‌تر از آنهایی است که در طرح متداول استفاده شده‌اند. این صحیح است چون در طرح کشش متداول، خمیدگی تا زمانی که فشار به نقطه باردهی برسد، مجاز است. اگر محل تیرآهن جزء ملاک بالا نباشد، مواد سفت کننده طولی که در شکل ۸-۱ نشان داده شده ممکن است برای ممانعت از خمیدگی محلی افزوده شوند. این مواد سفت کننده باید درون بال در فاصله‌ای برابر با یک سوم عمق آن قرار گیرند.
B ـ خمیدگی جانبی:
اگر تیرآهن در معرض تغییر شکل پلاستیکی قرار گیرد، حمایت جانبی باید برای ممانعت از خمیدگی جانبی در طول این فرایند فراهم شود. به منظور ممانعت از اینچنین پیچشی، توصیه می‌شود که کمیت نباید فراتر از ۱۰۰ برود. علامت گذاری d، b و tf در شکل ۸-۱ تعریف شده‌اند. L‌ هم طول بال را حمایت نمی‌کند و عامل کاهش طول است که به شرایط بارگذاری و حمایت بستگی دارد. چند مقدار در جدول ۱-۱ نشان داده شده است. به عنوان مثال در مورد تیرآهن بارگیری

شده با محدودیتی در مقابل دوران در محور طولی نه درمحورهای عمودی و افقی در هر دو انتها، مورد da کاربردی است و مقدار ۸۹/۰ برای ارائه شده است. برای تیرآهن با طرح و قالب‌بندی در فاصله L، گشتاور انحنا در اصل از طریق هر طولی یک مقدار ثابت است و va کاربردی بوده و ، ۰۰/۱ است. کمیت‌هایی که در پرانتز نشان داده شده است به منظور اهداف طراحی پس از ارائه کیفی وضعیت بارگیری ارزیابی شده‌اند و احتمالاً نگه دارنده هستند. اگر حمایت جانبی برای تیرآهن مطابق با ملاک بالا نباشد تغیر شکل پلاستیکی در طراحی مجاز نیست. تیرهای آهن نباید دارای مقداری بیشتر از ۱۰۰ باشد، که در طراحی فشارهای دینامیکی در نظر گرفته شده است. در اینچنین مواری توصیه می‌شود که فشار زیر در طراحی مجاز است:

نباید بیشتر از fdy‌ باشد. = psi و این در جایی است که ملاک فشار پیچش Fb‌است.
حداکثر گشتاور طرح مورد نظر Fb(S)
E: مقاومت انحنا تیرآهن I در جهت ضعیف: تیرهای آهن WF یا I در جهت ضعیف خم می‌شوند و نسبت به پیچیدگی جانبی حساس نیستند. گشتاور نقطه اوج در طرح توصیه شده زیر به دست می‌آید.

که ممکن است توسط فرمول زیر به طور تقریبی به دست آید.
۵-۱- قدرت و مقاومت ستون‌های بارگیری شده از لحاظ محوری
a: پیچیدگی محلی
اگر ستونی دارای حداکثر مقاومت و پایداری نقطه اوج باشد میزان ضخامت ـ عرض بال باید طوری باشد که از پیچیدگی محلی

ممانعت کند. با استفاده از علامت‌گذاری که در کل ۸-۱ نشان داده شده است حداقل ضرایب زیر توصیه می‌شود.
نباید بیشتر از ۱۷ باشد. b/tf. . . بال
نباید بیشتر از ۴۳ باشد. a/tw. . . تار
بیشتر بخشهای استاندارد ستون این نیازها را برآورده می‌کنند.
B) پیچیدگی جانبی:
اگر یک ستون دارای نیروی زیادی در نقطه اوج باشد از پیچیدگی جانبی آن ممانعت می‌شود. ملاک توصیه شده در این مورد به صورت زیر است.
نباید بیشتر از ۱۵ باشد.
که L طول حمایت نشده است و r حداقل شعاع است و عامل کاهش طول است که به مقادیر انتهایی بستگی دارد که در جدول ۲-۱ ارائه شده است. این مقادیر از فرضیه پیچدگی ـ کششی کلاسیک به دست آمده است. اگر ستون دارای ملاک بالا باشد، نیروی مقایسه‌ای ممکن است به صورت زیر محاسبه شود:
که A، ناحیه برشی عرضی است. اگر ضریب نابسندگی (ناچیزی) کاهش یابد از ۱۵ بیشتر می‌شود. و ظرفیت طراحی ستون ممکن است توسط فرمول زیر محاسبه شود.

P=FaA
که ۲۰۰-۴۴۶۰۰= Fa و Psi‌ بیشتر از Fdy نباید باشد. این اصطلاح برای فشار و هیچ عامل امنیتی ارائه نمی‌شود. در این مورد، هیچ تغییر شکل ستونی ممکن نیست.
۶-۱- قدرت و پایداری ستون‌های تیر آهن
یک بخش به منظور انحنا و فشار مستقیم افزوده می‌شود که تیرآهن ـ ستون نام دارد. اینچنین اعضایی احتمالاً رایج‌تر از ستون‌هایی هستند که حاصل همانندی مستقیم می‌باشند.

Ia‌ ظرفیت ستون‌های تیرآهن حمایت شده به طور جانبی: منحنی که در شکل ۹-۱ نشان داده شده است که برای ارزیابی ظرفیت WF در پیچش و انحنای مستقیم توصیه شده است. پائین‌ترین قسمت این ۳ منحنی نشان دهنده مقادیر فشار مستقیم و انحنایی است که در ترکیب سبب فشار بار روی تار می‌شوند. PP ‌برابر با FdyA و My برابر با Fdys‌ است. منحنی بالا ظرفیت نقطه اوج به صورت فرضی است. به خاطر انحنای زیادی که برای رسیدن نقاط روی منحنی آخر لازم است برای طراحی از آن استفاده نمی‌کنند. منحنی میانی توصیه می‌شود. این منحنی طراحی شده شامل ۲ خط راست است که بر اساس نتایج d و I‌ به دست آمده است. نقطه میان تلاقی ۲ خط راست مطابق با توزیع فشاری است که در شکل ۱۰ ـ ۱ نشان داده شده است.

معادلات برای منحنی طراحی به صورت زیر هستند:

رفتارمواد تحت اثربارهای دینامیکی
در این جا Pp وMp بوسیله معادله (۱۱-۱) و(۲-۱) تعریف شده اند.
MD و PD به ترتیب ممان خمشی و رانش مستقیم می‌باشند. که در ترکیب کنونی ظرفیت نهایی عضو هستند. برای یک مقطع WF به صورت منحنی طراحی شده توصیف شده در بالا می‌تواند به راحتی ساخته شود. معمولا” درنمونه دینامیکی طراحی شده ، تنش اصلی PD داده شده است وطراح لازم است که ظرفیت خمشی MD مقطع را محاسبه کند.

کمانش جانبی تیرستون ها
به منظورتوسعه کامل خمش پلاستیک وتنش اصلی عضو باید از کمانش پیچشی جانبی جلوگیری شود. ملاک برای خمش وتنش اصلی به کار برده به طورجداگانه قبلا” نشان داده شده است. فرمول تجربی زیرنیزتوصیه شده است:
رابطه (۱۸-۱)
که این نمادگذاری پیش ازاین تعریف شده است.

معادله (۱۸-۱) باید بعدازاینکه PD و MD برای یک مقطع داده شده مشخص شدند، به کاربرده شود. اگرمعادله رضایت بخش باشد، تغییرشکل پلاستیک می‌تواند بدون خطر کمانش پیچشی جانبی اتفاق بیفتد. وقتی مقادیرK’ و K” ازجدول ۱-۱ و۲-۱ بدست می‌آید، مهم است که توجه کنیم که شرط جلوگیری ازبارگیری است که عامل‌های بارگیری رامشخص می‌کند.

برای مثال، یک ستون ممکن است بوسیله ممان‌های انتهایی خم شود که ممکن است به طوراشتباه به مقدارK” مساوی ۰ ۵ اشاره شود. به طورواقعی به هرحال ستون ممکن است دو سرمفصل باشد که K” باید برابر یک قرارگیرد.
اگرستون رضایت بخش نباشد ظرفیت بوسیله کمانش قابل ملاحظه ای محدود می‌شود وتغییرشکل پلاستیک اجازه داده نمی‌شود.
در این مورد توصیه شده است که ظرفیت بوسیله فرمول برهم کنش زیرمشخص شده است:
رابطه (۱۹-۱)

که دراین فرمول:
fad= میانگین تنش محوری درمرحله طراحی
fa= تنش محوری مجازبوسیله معادله (۱۳-۱)
fb= تنش خمشی مجازبوسیله معادله (۱۸-۱)

fbd= تنش خمشی شامل اثرعمل بارمحوری روی خمش
درمحاسبه fbd هرعلتی وروشی ممکن است به کاربرده شود. به عنوان مثال ممکن است ازمعادله زیراستفاده شود:
رابطه (۲۰-۱)

که همه روابط برای طراحی خمش محاسبه شده اند.
۷-۱- اتصالات
الف) جوش ها:
آزمایش‌های استاتیکی نشان می‌دهد که جوش ها برروی اعضای ساختارفولادی به استحکامی بیشترازاساس فلزتوسعه پیدا کرده است. وقتی که جوش لب به لب برای فلزمورداستفاده قرارمی گیرد، استحکام ودوام اتصال کنترل می‌شود و تنش‌های نهایی طراحی شده که ازپیش برای ساختارفولادی داده شده باید مورداستفاده قرارگیرد. وقتی که جوش نواری دربرش به کاربرده می‌شود، ممکن است شکستگی درگلو اتفاق بیفتد. تنش تسلیم برشی بر روی این مقطع ممکن است psi 29000 گرفته شود. سفارشات بالادرشرایط شامل شکستگی ناشی ازخستگی به شمار نمی‌آید.
ب) پرچ ها:
تنش‌های نهایی طراحی شده برای ساختارپرچی فولاد (ASTM A141 ) ممکن است که مقادیر زیر درنظر گرفته شود:
psi40000. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . پیچشی
psi30000. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . برشی

(برش تنها) ۶۰۰۰۰ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . مقاومت
(برش دوبل) ۸۰۰۰۰
ج) پیچ ها:
تنش نهایی طراحی شده توصیه شده برای پیچ‌های استاندارد (ASTM A307)

psi48000. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . پیچشی
psi26000. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . برشی
(برش تنها) ۶۰۰۰۰ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . مقاومت
پیچ‌های پرمقاومت (ASTM A325)
درطراحی‌های متداول ومرسوم مفید هستند، زیرا تحت اثربارهای استاتیکی فرو نمی‌ریزد۰ تحت اثربارهای دینامیکی نامعین است وتوصیه می‌شود که براساس استحکام فقط پیچ طراحی شود. یک پیچ پرمقاومت ممکن است با یک پرچ با همان قطرمعادل باشد. زیراثربارتکراری پیچ‌های پرمقاومت امکان شکستگی ناشی ازخستگی راکاهش می‌دهند، که تنش نوسانی درمورد افت و فرو ریختگی [۱۰] به اندازه کافی بزرگ نیست.
۸-۱- خستگی
همچنین درسازه ها مبحث تنش‌های نوسانی یا تکراری شایسته ملاحظه مخصوصی می‌باشد. ازآن جا که امکان شکستگی ناشی ازخستگی در تنش‌های پایین ترنسبت به قبل وجود دارد ماکزیمم تنش مجازدرنمونه ها به تعداد دوره‌های نوسان و مقدارتنش اصلی که برروی نوسان تحمیل شده بستگی دارد. آن نیزممکن است بوسیله تنش متمرکزمورد تأثیرقرارگیرد.
نتایج آزمایش اشاره به این مطلب داردکه اگرتعداد دوره‌های تنش تکرارشده کمتراز حدود ۱۰۰۰۰ باشد هیچ کاهشی دراستحکام وجودندارد. کاهش استحکام به هرمعادل افزایش تعداد دوره‌ها می‌باشد. این کاهش تاحدود ۷ ۱۰ ادامه خواهد یافت.
به علاوه نقطه مستحکم به طوراساسی برای هرتعداد دوره ای ثابت ودائمی است. مرحله تنش جانبی ، به عنوان مقامت محدودخوانده می‌شود. برای ساختارکربن فولاد که درمعرض خمش با تنش کامل است به طورمعکوس محدوده مقاومت به طورتقریبی psi 27000 می‌باشد.
اگر ماده درمعرض تنش مستقیم باشد، مقاومت محدود ۸۵ درصد برای خمش می‌باشد. اگرتنش برشی خالص باشد، مقدارنصف می‌شود.
اگریک تنش استاتیکی اصلی وجود داشته باشد، ماکزیمم سختی تنش مجاز مقداری بزرگتراست اما دامنه مجازتنش نوسانی کوچکتراست.
این مقدارممکن است به طورتقریبی خیلی سریع بوسیله فرمول تجربی زیربدست آید:
رابطه (۲۱-۱)
که دراین فرمول:
fe= مقاومت محدود
fi= تنش اصلی
fy= تنش تسلیم
تمرکزتنش ها منجربه کاهش مقاومت محدود می‌شود. این مطلب ممکن است که نتیجه تغییرات ناگهانی درامتدادمقطع ازسطح ناهموار، ازتنش باقی مانده یا ازهروضعیت توزیع تنش غیریکنواخت باشد. وقتی که طراحی برای تنش‌های تکراری می‌باشد هرتلاشی باید برای پرهیزازبوجود آمدن تنش به کارگرفته شود. اطلاعات خستگی استحکام اتصالات غیرقطعی است.

بیشترآزمایش ها اشاره به تبدیل استحکام ناشی ازبارتکراری دراتصالات نسبت به پایه واساس مواد دارد. این مطلب دراتصالات ازطریق پرچ وپیچ وجوش صحیح می‌باشد. به هرحال کاهش بیشتر، منجربه بوجودآمدن تنش درپایه مواد درجزئیات اتصال نسبت به اتصال ضعیف موادمی باشد.

به همین علت اتصالات باید بطورمفصل مورد بررسی قرارگیرند. به طوریکه تغییرات ناگهانی درتوزیع تنش وتمرکزتنش به حداقل برسد. حتی اگرچنین پیش بینی هایی رادرنظربگیریم به هرحال اتصالات وموادپایه مجاوراحاطه کننده باید ازروی محافظه کاری بیشتری نسبت به خود آن عضو طراحی شود.