5-3-10 الزامات لرزه‌ای قابهای خمشی مختلط ویژه (C-SMF)

ویرایش۱

۵-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای قابهای خمشی مختلط ویژه (C-SMF)

۱-۵-۳-۱۰ الزامات عمومی

قاب‌های خمشی مختلط ویژه (C-SMF) با اتصال گیر دار تیر به ستون باید براساس الزامات این بخش طراحی شوند. در این نوع قابهای خمشی مختلط، ستون‌ها از نوع بتن آرمه یا مختلط و تیرها از نوع فولادی تنها، فولادی با دال بتنی متکی بر آن و با عملکرد مختلط کامل یا مختلط محاط در بتن و با عملکرد مختلط کامل تشکیل می‌شوند.

۲-۵-۳-۱۰

۳-۵-۳-۱۰ مبانی طراحی

با به کارگیری الزامات در نظر گرفته شده در این بخش انتظار می‌رود که در قابهای خمشی مختلط ویژه، تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی قابل توجهی در محدوده دو انتهای تیرها و تسلیم محدودی در چشمه اتصال ستونها ایجاد شود. در این نوع قابها، طراحی ستون‌ها باید به طریقی صورت گیرد که در هر گره ضابطۀ نسبت لنگر خمشی ستون به لنگر خمشی تیر (ضابطه تیر ضعیف -ستون قوی) رعایت گردد. در این نوع قابهای خمشی تسلیم خمشی در پای ستون مجاز است.

۴-۵-۳-۱۰ الزامات تحلیل

در تحلیل قابهای خمشی مختلط ویژه، اگر به صورت قابهای خمشی صفحه‌ای مجزا مورد استفاده قرار گیرند، رعایت ضابطۀ اضافی، الزامی نیست. در مورد ستون‌هایی از این قابها که در محل تقاطع دو قاب خمشی قرار می‌گیرند، آثار لنگر در امتداد متعامد نیز باید مورد توجه قرار گیرد.

۵-۵-۳-۱۰ الزامات سیستم

۱-۵-۵-۳-۱۰ نسبت لنگر خمشی ستون به لنگر خمشی تیر

در قابهای خمشی مختلط ویژه، در کلیه گره‌های اتصالات گیردار تیر به ستون، رعایت ضابطه زیر (ضابطه تیر ضعیف - ستون قوی) الزامی است:

MpccMpcb>1.0\frac{\sum M_{pcc}^{*}}{\sum M_{pcb}^{*}}>1.0

تبصره : در قابهای خمشی مختلط ویژه، تبصره ۲ بند ۱۰-۳-۳-۳-۶ می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد با این تفاوت که در این نوع قابهای خمشی، حالت (الف) این تبصره به صورت P rc <0.1P c خواهد.

۲-۵-۵-۳-۱۰ مهار جانبی تیرها

در قابهای خمشی مختلط ویژه، الزامات لرزه‌ای مهار جانبی تیرها باید مشابه این الزامات در قابهای خمشی فولادی ویژه در نظر گرفته شود.

۳-۵-۵-۳-۱۰ الزامات مهار پایداری در محل اتصالات تیر به ستون

در قابهای خمشی مختلط ویژه، الزامات لرزه‌ای مهار پایداری در محل اتصالات تیر به ستون باید مشابه این الزامات در قابهای خمشی فولادی ویژه در نظر گرفته شود.

۶-۵-۳-۱۰ الزامات اعضا

۱-۶-۵-۳-۱۰ الزامات کمانش موضعی تیرها و ستونها

در قابهای خمشی مختلط ویژه، بال‌های مقاطع اعضا باید به طور پیوسته به جان یا جانهای مقطع متصل بوده و نسبت پهنا به ضخامت اجزای فولادی مقاطع اعضای آن، محدودیت اعضای با شکل پذیری زیاد را برآورده سازند. همچنین در تیرهای با مقطع مختلط محاط در بتن فاصله دورترین تار فشاری بتن تا محور خنثی پلاستیک مقطع نباید از مقدار زیر بیشتر شود:

YPNA=Ycon+d1+(1700FyE)Y_{PNA}=\frac{Y_{con}+d}{1+\left ( \frac{1700F_{y}}{E} \right )}

استثناء : اعضای با مقطع مختلط محاط در بتن، در صورت وجود حداقل 50 میلی متر پوشش بتن و محصورشدگی میلگردهای طولی در نواحی محتمل تشکیل مفصل پلاستیک با میلگردهای بسته (مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ) می‌توانند الزامات اعضای با شکل پذیری متوسط را برآورده نمایند.

۲-۶-۵-۳-۱۰ بال‌های تیر

در ناحیه مفصل پلاستیک تغییر ناگهانی در مساحت بال تیر مجاز نیست. سوراخ کاری با مته در بال و بریدن پهنای بال تیر در صورتی مجاز است که آزمایش یا تأیید کیفیت نشان دهد که مفاصل پلاستیک پایدار می‌تواند تا تأمین زاویه تغییر مکان نسبی موردنیاز طبقه، توسعه یابد.

۳-۶-۵-۳-۱۰ نواحی حفاظت شده

در دو انتهای تیر ناحیه‌هایی که تحت اثر کرنش‌های فرا ارتجاعی قرار می‌گیرند، باید به عنوان نواحی حفاظت شده در نظر گرفته شده و در آن‌ها الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱۷ رعایت شوند. این ناحیه باید فاصله از بر ستون با مقطع مختلط تا یک دوم عمق تیر پس از محل تشکیل مفصل پلاستیک در نظر گرفته شود.

۷-۵-۳-۱۰ اتصالات

اتصال تیر به ستون، اتصال ستون به کف ستون و وصله ستون که باید به صورت گیردار در نظر گرفته شوند، باید الزامات این بخش را برآورده سازند.

۱-۷-۵-۳-۱۰ جوش‌های بحرانی لرزه‌ای

در قابهای خمشی مختلط ویژه جوش‌های زیر به عنوان جوش بحرانی لرزه‌ای محسوب می‌شوند و باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱-۶-ب را تأمین نمایند:

  1. جوش شیاری در وصل ستونها

  2. جوش‌های اتصال ستون به کف ستون

    استثناء : در صورتی که آزمایش‌ها با تحلیل‌ها نشان دهند که امکان تشکیل مفاصل پلاستیک در پای ستون یا در نزدیکی آن وجود ندارد و ضمناً تحت اثر ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته در پای ستون بر کنش محتمل نیست، جوش‌های این اتصال می‌توانند بحرانی لرزه‌ای محسوب نشوند.

  3. جوش‌های شیاری بال‌های تیر به ستون، جوش‌های شیاری جان تیر به ستون و جوش‌های شیاری ورق‌های اتصال جان تیر به ستون در اتصالات گیردار

  4. جوش‌های شیاری ورق‌های پیوستگی

۲-۷-۵-۳-۱۰ اتصالات تیر به ستون

در قابهای خمشی مختلط ویژه، اتصالات تیر به ستون‌های مختلط باید شرایط زیر را تأمین نمایند:

  1. اتصالات خمشی تیر به ستون باید توانایی تحمل تغییر شکل‌های دورانی حداقل به میزان 0.04 رادیان را بدون کاهش قابل توجه در مقاومت موجود خود دارا باشند

  2. مقاومت خمشی اندازه گیری شده اتصال در وجه ستون باید حداقل 0.8M P تیر باشد.

  3. پیکربندی اتصال تیر به ستون باید از انواع به کار رفته در اتصالات پیش تأیید شده بوده یا عملکرد آن از طریق آزمایش مورد تأیید قرار گیرد.

    استثنا : در تیرهای با مقطع مختلط محدودیتهای ۱ و ۲ مطابق بند ۱۰-۳-۷-۱-پ کاربرد ندارد.

۳-۷-۵-۳-۱۰ مقاومت برشی موردنیاز

مقاومت برشی موردنیاز اتصال تیر به ستون (V r ) باید براساس آثار نیروی زلزله محدود به ظرفیت خمشی تیر در محل مفصل پلاستیک، از رابطه زیر تعیین شود:

Vr=1.1Mp,expαsLh+VrgV_{r}=\frac{1.1\sum M_{p,exp}}{\alpha _{s}L_{h}}+V_{rg}

۴-۷-۵-۳-۱۰ ورق‌های پیوستگی اتصال

در ستون‌های مختلط پرشده با بتن ضخامت ورق‌های پیوستگی باید حداقل برابر ضخامت بال‌های تیر باشند. اتصال ورق‌های پیوستگی به ستون باید به صورت جوش شیاری با نفوذ کامل یا جوش گوشه دوطرفه باشند. در ستون‌های مختلط پرشده با بتن تعبیه سوراخ‌های دایره‌ای شکل با قطر کافی برای عبور بتن از این دیافراگم‌ها الزامی است.

۸-۵-۳-۱۰ وصله ستونها

وصله ستون‌ها باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱۲ را تأمین نمایند. وصله مستقیم ستون‌ها باید با استفاده از جوش شیاری با نفوذ کامل انجام شود. وصله غیر مستقیم ستون‌ها می‌تواند از نوع جوشی یا پیچی باشد. در هر حال مقاومت خمشی موردنیاز وصله‌های غیر مستقیم نباید از M Pcc min s و مقاومت برشی موردنیاز آن‌ها نباید از کمتر (Mpcc)/(αsHc)(\sum M_{pcc})/(\alpha _{s}H_{c}) در نظر گرفته شود که در آن:

تبصره : در هر حال مقاومت محوری موجود وصله هر جزء فولادی مقطع ستون (بدون در نظر گرفتن آثار لنگر خمشی)، نباید از R y F y b i t i s کمتر در نظر گرفته شود که در آن: