بخش 10.2.8.1

۱-۸-۲-۱۰ الزامات عمومی

در تعیین آثار بار در اعضا و اتصالات سازه‌هایی که دارای اعضای با مقطع مختلط هستند، لازم است توجه کافی به میزان مؤثر بودن بخش‌های مختلف مقطع عضو، در هر مرحله از افزایش بارگذاری مبذول گردد. الزامات مربوط به پوشش بتن روی میلگردها، وصله میلگردها، فواصل میلگردها، خم میلگردها و مقاومت برشی اجزای بخش بتنی باید با توجه به الزامات مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان‌های بتن آرمه) تعیین گردند، مگر آنکه در این بخش الزامات خاصی برای آن‌ها مقرر شده باشد.

۱-۱-۸-۲-۱۰ مقاومت اسمی اعضای با مقطع مختلط

مقاومت اسمی اعضای با مقطع مختلط براساس یکی از روش‌های زیر تعیین می‌گردد:

روش توزیع تنش پلاستیک
روش سازگاری کرنش
روش توزیع تنش الاستیک
روش تنش- کرنش مؤثر

در محاسبه مقاومت اسمی اعضای با مقطع مختلط، از مقاومت کششی بتن صرف نظر می‌شود. آثار کمانش موضعی اجزای بخش فولادی در محاسبه مقاومت اسمی اعضای مختلط با مقطع فولادی پرشده با بتن باید مطابق ضوابط این بخش در نظر گرفته شود. در اعضای مختلط با مقطع مختلط المحاط در بتن، لزومی به در نظر گرفتن آثار کمانش موضعی نیست.

روش توزیع تنش پلاستیک
در این روش مقاومت اسمی اعضای با مقطع مختلط براساس فرضیات زیر محاسبه می‌شود:
۱- تنش در اجزای بخش فولادی و میلگردها، هم در ناحیه فشاری و هم در ناحیه کششی به تنش یکنواخت F _yمی‌رسد که در آن F _yتنش تسلیم اجزای بخش فولادی و میلگردها است.
۲- تنش در اجزای بخش بتنی در ناحیه فشاری به تنش یکنواخت 0. 85f' _cمی‌رسد که در آن به f' _cتنش فشاری مشخصه نمونه استوانه‌ای بتن است. برای اعضای با مقطع مختلط دایره‌ای شکل توخالی که با بتن پر شده باشند، به دلیل محصورشدگی بتن توسط مقطع فولادی می‌توان تنش بتن در ناحیه فشاری را 0.95f' _cدر نظر گرفت.
روش سازگاری کرنش
در این روش مقاومت اسمی اعضای با مقطع مختلط با این فرض صورت می‌گیرد که تغییرات کرنش در مقطع مختلط به صورت خطی بوده به طوری که مقدار حداکثر کرنش در ناحیه فشاری اجزای بتنی برابر 0.003 باشد. روابط تنش- کرنش مصالح فولادی، میلگردها و بتنی باید براساس نتایج آزمایش تعیین گردد یا برای تعیین آن‌ها به نتایج منتشر شده برای مصالح توسط مدارک معتبر رجوع شود. روش سازگاری کرنش عموماً در تعیین مقاومت اسمی اعضای با مقطع مختلط نامنظم و نیز در حالت‌هایی که اجزای فولادی مقطع دارای رفتار الاستو پلاستیک نیستند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
روش توزیع تنش الاستیک
در این روش مقاومت اسمی اعضای با مقطع مختلط با در نظر گرفتن جمع آثار تنش‌های الاستیک برای حالت حدی آستانه تسلیم اجزای فولادی یا خردشدگی اجزای بتنی محاسبه می‌شود.
روش تنش- کرنش
مؤثر
در این روش مقاومت اسمی اعضای با مقطع مختلط با در نظر گرفتن سازگاری کرنش و رابطه تنش- کرنش مؤثر برای اجزای بتنی و فولادی متأثر از آثار کمانش موضعی، تسلیم، اندرکنش و محصورشدگی محاسبه می‌شود.

۲-۱-۸-۲-۱۰ محدودیت‌های مصالح در اعضای با مقطع مختلط

مشخصات مصالح بتنی، میلگرد و بخش فولادی اعضای با مقطع مختلط باید دارای شرایط زیر باشند:

۱- برای محاسبه مقاومت موجود اعضای با مقطع مختلط، تنش فشاری مشخصه نمونه استوانه‌ای بتن ( f' _c) برای بتن‌های با وزن مخصوص معمولی نباید از 20MPa کمتر و از 70MPa بیشتر و برای بتن‌های با وزن مخصوص سبک نباید از 20MPa کمتر و از 40MPa بیشتر باشد. مصالح بتنی با مقاومت بیشتر را می‌توان برای استفاده آن‌ها در سختی اعضا به کار برد، لیکن در محاسبه مقاومت اسمی اعضای با مقطع مختلط نمی‌توان به آن تکیه کرد، مگر آنکه استفاده از آن‌ها توسط آزمایش یا تحلیل توجیه داشته باشد.

۲- در محاسبه مقاومت موجود اعضای با مقطع مختلط، تنش تسلیم مشخصه بخش فولادی و میلگردها به ترتیب نباید بیشتر از 460 و 550 مگاپاسکال در نظر گرفته شوند.

۳-۱-۸-۲-۱۰ طبقه بندی مقاطع مختلط پرشده با بتن از منظر کمانش موضعی

برای نیروی محوری فشاری و لنگر خمشی در اعضای با مقاطع مختلط پرشده با بتن، مقاطع فولادی به سه گروه زیر طبقه بندی می‌شوند:

مقاطع با اجزای فشرده
مقاطع با اجزای غیرفشرده
مقاطع با اجزای لاغر

برای نیروی محوری فشاری، مقطع با اجزای فشرده به مقاطعی گفته می‌شوند که در آن‌ها نسبت پهنا به ضخامت کلیه اجزای تشکیل دهنده مقطع فولادی از λ _pمشخص شده در جدول ۱۰-۲-۸-۱ بیشتر نباشد. مقاطع با اجزای غیرفشرده به مقاطعی گفته می‌شوند که در آن‌ها نسبت پهنا به ضخامت یک یا چند جزء مقطع فولادی از λ _pمشخص شده در جدول ۱۰-۲-۸-۱ بیشتر بوده اما از λ _rمشخص شده در جدول ۱۰-۲-۸-۱ کوچک‌تر باشد. مقاطع با اجزای لاغر به مقطعی گفته می‌شوند که در آن‌ها نسبت پهنا به ضخامت حداقل یکی از اجزای مقطع فولادی از λ _rمشخص شده در جدول ۱۰-۲-۸-۱ بزرگ‌تر باشد؛ اما نسبت پهنا به ضخامت هیچیک از آن‌ها از حداکثر نسبت پهنا به ضخامت مجاز مشخص شده در جدول ۱۰-۲-۸-۱ بزرگ‌تر نباشد.

برای لنگر خمشی، مقاطع با اجزای فشرده به مقاطعی گفته می‌شوند که در آن‌ها نسبت پهنا به ضخامت اجزای فشاری بال و جان مقطع فولادی از λ _pمشخص شده در جدول ۱۰-۲-۸-۲ بیشتر نباشد. مقاطع با اجزای غیرفشرده به مقاطعی گفته می‌شوند که در آن‌ها نسبت پهنا به ضخامت یک یا چند جزء فشاری بال و جان مقطع فولادی از λ _pمشخص شده در جدول ۱۰-۲-۸-۲ بیشتر بوده اما از λ _rمشخص شده در جدول ۱۰-۲-۸-۲ کوچک‌تر باشد. مقاطع با اجزای لاغر به مقاطعی گفته می‌شوند که در آن‌ها نسبت پهنا به ضخامت حداقل یکی از اجزای فشاری بال و جان مقطع فولادی از λ _rمشخص شده در جدول ۱۰-۲-۸-۲ بزرگ‌تر باشد؛ اما نسبت پهنا به ضخامت هیچیک از آن‌ها از حداکثر نسبت پهنا به ضخامت مجاز مشخص شده در جدول ۱۰-۲-۸-۲ بزرگ‌تر نباشد. برای تعاریف h, d, b و t مشخص شده در جدول‌های ۱۰-۲-۸-۱ و ۱۰-۲-۸-۲ به بخش ۱۰-۲-۲ مراجعه شود.

جدول

حالت	شرح اجزاء	نسبت پهنا به ضخامت	حداکثر نسبت پهنا به ضخامت		حداکثر نسبت مجاز	مقاطع فولادی نمونه
حالت	شرح اجزاء	نسبت پهنا به ضخامت	λ _p (غیرفشرده/فشرده)	λ _r (لاغر/غیرفشرده)	حداکثر نسبت مجاز	مقاطع فولادی نمونه
1	بال‌ها و جان‌های مقاطع قوطی شکل (HSS) و جعبه‌ای با ضخامت یکنواخت	b/t و h/t	$2.26\sqrt{\frac{E}{F_{y}}}$	$3\sqrt{\frac{E}{F_{y}}}$	$5\sqrt{\frac{E}{F_{y}}}$	تصویر
2	مقاطع دایره‌ای شکل	D/t	$0.15\frac{E}{F_{y}}$	$0.19\frac{E}{F_{y}}$	$0.31\frac{E}{F_{y}}$	تصویر

جدول c-10-2-8-1: جدول ۱۰-۲-۸-۱: نسبت‌های پهنا به ضخامت اجزای فولادی مقطع مختلط پرشده با بتن در اعضای تحت اثر نیروی محوری فشاری

جدول

حالت	شرح اجزاء	نسبت پهنا به ضخامت	حداکثر نسبت پهنا به ضخامت		حداکثر نسبت مجاز	مقاطع فولادی نمونه
حالت	شرح اجزاء	نسبت پهنا به ضخامت	λ _p (غیرفشرده/فشرده)	λ _r (لاغر/غیرفشرده)	حداکثر نسبت مجاز	مقاطع فولادی نمونه
1	بال‌های مقاطع قوطی شکل (HSS) و جعبه‌ای با ضخامت یکنواخت	b/t	$2.26\sqrt{\frac{E}{F_{y}}}$	$3\sqrt{\frac{E}{F_{y}}}$	$5\sqrt{\frac{E}{F_{y}}}$	تصویر
2	جان‌های مقاطع قوطی شکل (HSS) و جعبه‌ای با ضخامت یکنواخت	h/t	$3\sqrt{\frac{E}{F_{y}}}$	$5.7\sqrt{\frac{E}{F_{y}}}$	$5.7\sqrt{\frac{E}{F_{y}}}$	تصویر
3	مقاطع دایره‌ای شکل	D/t	$0.09\frac{E}{F_{y}}$	$0.31\frac{E}{F_{y}}$	$0.31\frac{E}{F_{y}}$	تصویر

جدول c-10-2-8-2: جدول 10-2-8-2: نسبت‌های پهنا به ضخامت اجزای فولادی مقطع مختلط پر شده با بتن در اعضای تحت اثر لنگر خمشی

۴-۱-۸-۲-۱۰ سختی اعضای با مقطع مختلط پرشده با بتن و محاط در بتن و تعیین مقاومتهای موردنیاز

در تحلیل و طراحی برای تأمین پایداری، مقاومت‌های موردنیاز اعضای با مقطع مختلط پرشده با بتن یا محاط در بتن، باید با توجه به الزامات مندرج در بخش ۱۰-۲-۱ و موارد زیر محاسبه شوند:

- صلبیت خمشی اسمی اعضای تحت اثر بار محوری فشاری خالص باید برابر $(EI)_{eff}$ که در بند ۱۰-۲-۸-۲ ارائه شده است، در نظر گرفته شود.

- سختی محوری اسمی اعضای تحت اثر بار محوری فشاری خالص باید برابر مجموع سختی محوری بخش‌های فولادی و بتنی مقطع مختلط در نظر گرفته شود.

- سختی محوری اعضای تحت اثر بار محوری کششی خالص باید برابر سختی محوری بخش فولادی مقطع مختلط در نظر گرفته شود.

تبصره: در تحلیل و طراحی به روش تحلیل مستقیم مقدار τ _bباید برابر 0.8 در نظر گرفته شود.

نظرات (0)

برای ثبت نظر، لطفا وارد شوید یا ثبت‌نام کنید.

در حال بارگذاری نظرات...