بخش 10.2.9.1

مقاومت موجود یک اتصال در روش LRFD برابر ØR _n و در روش ASD برابر R _n /Ω بوده و مطابق الزامات این بخش، بر اساس کوچکترین مقدار از بین مقاومت اجزای اتصال و وسایل اتصال، تعیین می‌شود.

مقاومت مورد نیاز یک اتصال (R _r )، باید بر مبنای تحلیل سازه برای ترکیبات بارگذاری متناظر با روش طراحی یا متناسب با ظرفیت باربری (مقاومت موجود) اجزای متصل شده، چنانچه در این مبحث مشخص شده باشد، تعیین گردد.

تبصره: در اتصال اعضای با نیروی محوری باید سعی شود که محورهای مار بر مرکز ثقل اعضا در یک نقطه در داخل صفحه اتصال با همدیگر تلاقی کنند. در اتصالات پیچی از برون محوری‌های ناچیز می‌توان صرف نظر کرد. در اتصالات جوشی نیز، چنانچه بار استاتیکی باشد، می‌توان از اثر برون محوری‌های کوچک صرف نظر کرد. در غیر این صورت، به ویژه در بارگذاری‌های سیکلی و خستگی آور، آثار ناشی از برون محوری در داخل صفحه اتصال باید در تحلیل و طراحی لحاظ گردد.

شکل ۱۰-۲-۹-۲ اتصال یک نبشی به ورق اتصال (ورق گاست) را نشان می‌دهد که از جوش متوازن جهت حذف برون محوری داخل صفحه استفاده شده است.

به طور کلی اتصالات تیر به ستون در قاب‌های ساختمانی به سه دسته ساده [1] (S)، گیردار [2] (FR) و نیمه گیردار [3] (PR) تقسیم بندی می‌شوند. در اتصالات ساختمانی، این تقسیم بندی بر اساس جزئیات استاندارد شده و آزمایشات فیزیکی بر روی آن‌ها و با توجه به منحنی لنگر- دوران اتصال (مطابق شکل ۱۰-۲-۹-۳ ) انجام می‌پذیرد.

ستون‌هایی که انتقال بار آن‌ها از طریق اتکاء و تماس بطوح فولادی صورت می‌پذیرد و در آن‌ها تمهیدات لازم از طریق آماده سازی سطوح در تماس به عمل آمده باشد، باید دارای وسایل اتصال کافی برای نگه داشتن کل قسمت‌ها در جای خود باشند.

در سایر اعضای فشاری که در آن‌ها انتقال نیرو از طریق اتکاء مجاز باشد، مقاومت موردنیاز وصله و وسایل اتصال آن‌ها نباید از هر یک از مقاومت‌های موردنیاز زیر به طور مجزا کوچکتر باشد:

۱) مقاومت کششی محوری موردنیاز برابر 50 درصد مقاومت فشاری موردنیاز عضو

۲) مقاومت خمشی و برشی موردنیاز که بر اثر اعمال یک بار عرضی برابر 2 درصد مقاومت فشاری موردنیاز عضو به دست آید. بار عرضی باید در محل وصله بدون در نظر گرفتن بارهای دیگری که بر عضو عمل می‌کنند، در نظر گرفته شود. برای تعیین مقدار برش و لنگر در محل وصله، انتهای عضو، مفصلی در نظر گرفته می‌شود.

کلیه سوراخ‌هایی که به منظور دسترسی و تسهیل جوشکاری تعبیه آن‌ها الزامی است، برای قرار دادن مصالح جوش در موضع موردنظر، باید فضای کافی برای دسترسی داشته باشند. این سوراخ‌ها و نیز قسمتهای برش داده بال در انتهای تیرها باید به صورتی کاملاً یکنواخت، با انحنای ملایم و بدون گوشه‌های تیز، تعبیه شوند.

طول سوراخ‌های دسترسی (l ₁ ) برای جوشکاری‌هایی که از محل ریشه جوش مربوطه اندازه گیری می‌شوند، نباید کمتر از 40 میلی متر و کمتر از 1.5 برابر ضخامت ورقی گردد که سوراخ دسترسی در آن ایجاد می‌شود. ارتفاع سوراخ دسترسی (h ₁ ) نباید از 20 میلی متر و از ضخامت ورقی که سوراخ دسترسی در آن ایجاد می‌شود کوچکتر و از 50 میلی متر بزرگتر در نظر گرفته شود. مطابق شکل ۱۰-۲-۹-۷ ، شعاع قوس‌های سوراخ دسترسی جوش نباید کوچکتر از 10 میلی متر انتخاب شود.

در مقاطع نوردشده و ساخته شده از ورق که در آن‌ها ایجاد سوراخ دسترسی پس از اتمام جوشکاری بال‌ها به جان صورت می‌گیرد، لبه جان باید از سطح بال تا سطح تو رفتگی سوراخ دسترسی به صورت شیب دار، کاملاً یکنواخت و بدون گوشه‌های تیز باشد. در مقاطع ساخته شده از ورق که در آن‌ها ایجاد سوراخ دسترسی قبل از تکمیل جوشکاری بال‌ها به جان صورت می‌گیرد، انتهای سوراخ دسترسی می‌تواند عمود بر بال باشد؛ مشروط بر آنکه انتهای جوش به اندازه بعد جوش از سوراخ دسترسی فاصله داشته باشد.

در نیمرخ‌های سنگین و مقاطع ساخته شده از ورق که از ورقهایی به ضخامت بیش از 40 میلی متر ساخته می‌شوند، لبه‌های برش داده تیر یا سوراخ‌های دسترسی که توسط شعله بریده شده باشند را باید با سنگ زدن به صورت فلز صاف و براق در آورد. اگر قسمتهای منحنی بریده شده در محل سوراخ دسترسی توسط عمل مته کردن یا برق زدن صورت گرفته باشد، نیازی به سنگ زدن و صاف کردن نخواهد بود.

اتصال ستون به ورق کف ستون متناسب با نوع اتصال (ساده یا گیردار) باید برای انتقال نیروهای موجود در پای ستون طراحی گردد. شایان ذکر است که در نوع گیردار اتصال کف ستون، هرگونه خطا در ساخت با محاسبات می‌تواند موجب افزایش چشمگیر گریز افقی ساختمان در طبقات شود. در بارگذاری‌های شدید لرزه‌ای، ممکن است کف ستون از نوع مدفون در بتن برای جلوگیری از دوران لازم باشد.

در هنگام ساخت، باید انتهای ستون‌ها تراز شده و سطح تماس کف ستون نیز برای انتقال نیروی فشاری صاف و آماده شده باشد. بر این اساس در صورتی که نیروی پای ستون فشاری تنها و پای ستون کاملاً صاف و گونیا باشد، طراحی پای ستون می‌تواند با رعایت الزامات بند ۱۰-۲-۹-۱-۳ از طریق اتکا صورت پذیرد. در غیر این صورت محاسبات انتقال نیرو نباید از طریق فشار مستقیم تماسی بین ستون و کف ستون انجام شود، بلکه تمامی نیروها باید از طریق اجزاء و وسایل اتصال به کف ستون انتقال یابد.

برای تراز نمودن کف ستون معمولاً در زیر آن از گروت استفاده می‌شود. در این صورت مقاومت فشاری گروت باید حداقل دو برابر مقاومت فشاری بتن پی باشد و ضخامت آن از 40 میلی متر کمتر و از 80 میلی متر بیشتر نشود. برای کف ستون‌های با ابعاد بزرگتر از 500 میلی متر استفاده از سوراخی به قطر حداقل 50 میلی متر در نواحی وسط ورق برای تخلیه هوای گروت توصیه می‌گردد.

استفاده از حداقل چهار میل مهار مناسب برای اتصال ورق کف ستون به پی توصیه می‌شود. این میل مهارها باید به نحو مناسب در بتن پی مهار شوند. مقاومت موجود میل مهار در بتن براساس الزامات مبحث نهم مقررات ملی ساختمان تعیین می‌گردد.

به طور کلی وقتی در یک اتصال از ترکیب جوش و پیچ استفاده می‌شود پیچ را نمی‌توان در تحمل بار با جوش سهیم دانست. اما در صورت رعایت شرایط زیر، در تعیین مقاومت موجود اتصال متشکل از پیچ‌های پرمقاومت و جوش‌های گوشۀ طولی، مقاومت اسمی آن را می‌توان برابر مجموع مقاومت لغزشی اسمی پیچ‌ها و مقاومت اسمی جوش‌های گوشۀ طولی در نظر گرفت: