۳-۱۰ الزامات طراحی لرزه‌ای

در فصل ۱۰-۲ این مبحث که به الزامات طراحی اعضا و اتصالات پرداخته شد، توجه عمدتاً معطوف به کنترل معیارهای پایداری، سختی و مقاومت بود. در این فصل علاوه بر معیارهای مذکور، معیار شکل پذیری مورد توجه قرار گرفته است. هدف اساسی این فصل تعیین سلسله مراتب عملکردی مؤلفه‌های نیرویی اعضا، تناسب بندی جزئیات اعضا و اتصالات آن‌ها است به نحوی که سازۀ ساختمان ضمن حفظ ایستایی کلی خود در برابر زلزله، عملکرد موردنظر را تأمین نماید.

سازه‌های باربر لرزه‌ای بسته به آنکه چه اندازه بتوانند در مقاطع خاصی از خود تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی را پذیرا باشند و این ویژگی را در بارگذاری‌های رفت و برگشتی حفظ کرده و با کاهش مقاومت و سختی قابل ملاحظه روبرو نشوند، شکل پذیر تلقی می‌گردند. در این مبحث سه حد شکل پذیری کم با قابلیت رفتار فرا ارتجاعی حداقل، متوسط با قابلیت رفتار فرا ارتجاعی محدود و زیاد با قابلیت رفتار فرا ارتجاعی قابل ملاحظه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مقررات این فصل تحت عناوین زیر ارائه می‌شود:

۱-۳-۱۰ دامنه کاربرد

الزامات لرزه‌ای برای سازه‌های فولادی و مختلط باید در کلیه مراحل طراحی، ساخت و نصب اعضای فولادی و مختلط و اتصالات اعضا به یکدیگر، وصله هر یک از اعضا و اتصال پای ستون سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای و همچنین ستونها، وصله ستونها و اتصال پای ستون اعضای غیر باربر جانبی لرزه‌ای فولادی و مختلط سازه به کار گرفته شوند. منظور از بخش غیر باربر جانبی لرزه‌ای آن دسته از اعضا، اجزاء و اتصالاتی هستند که سهم باربری جانبی لرزه‌ای در آن‌ها ناچیز بوده و به لحاظ پایداری جانبی متکی بر قاب‌های باربر جانبی لرزه‌ای هستند. اعضا، اجزاء و اتصالات سیستمهای باربر جانبی لرزه‌ای که در این فصل موردتوجه قرار می‌گیرند، باید الزامات سایر فصل‌های این مبحث و سایر مباحث مقررات ملی ساختمان را برآورده نمایند.

سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای مختلط سیستمهای متشکل از اعضای دارای بخش‌های بتنی و فولادی با عملکرد مختلط یا اعضای بتن آرمه و اعضای فولادی هستند که با مشارکت توأم در برابر نیروهای لرزه‌ای مقاومت می‌کنند. در سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای سازه‌های مختلط، علاوه بر رعایت ضوابط بخش ۱۰-۲-۸ این مبحث، برای اعضا، اجزاء و اتصالات بتنی رعایت ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان‌های بتن آرمه) الزامی است.

۲-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای عمومی

۱-۲-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای مصالح

۱-۱-۲-۳-۱۰ فولاد سازه‌ای

فولاد مورد استفاده در سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای، علاوه بر رعایت ضوابط بخش ۱۰-۱-۴ ، رعایت ضوابط لرزه‌ای این بند نیز ضروری است. تنش تسلیم مشخصه فولاد در اعضایی که در آن‌ها انتظار رفتار فرا ارتجاعی محدود یا قابل ملاحظه می‌رود و جزئی از سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای متوسط یا ویژه هستند، نباید از 355 مگاپاسکال تجاوز نماید. در این نوع سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای نسبت تنش تسلیم به تنش کششی نهایی فولاد نباید از 0.8 بزرگ‌تر باشد.

تنش تسلیم مشخصه فولاد در اعضایی که در آن‌ها انتظار رفتار فرا ارتجاعی حداقل می‌رود و جزئی از سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای معمولی هستند، نباید از 460 مگاپاسکال بیشتر باشد. در این نوع سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای نسبت تنش تسلیم به تنش کششی نهایی فولاد نباید از 0.85 بزرگ‌تر باشد.

تبصره ۱: تنش تسلیم مشخصه فولاد برای ستون‌ها سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای قابهای خمشی فولادی ویژه، قاب‌های خمشی خرپایی ویژه، قاب‌های خمشی مختلط ویژه، قاب‌های مهاربندی شده همگرای مختلط ویژه و قاب‌های مهاربندی شده واگرای مختلط و نیز ستون‌های کلید قاب‌های مهاربندی شده فولادی و دیوارهای برشی فولادی (موضوع بخش ۱۰-۳-۴ ) می‌تواند از 355 مگاپاسکال بزرگ‌تر باشد، اما درهرحال نباید از 460 مگاپاسکال تجاوز نماید.

تبصره ۲: برای فولادهای ساختمانی بهبودیافته برای شرایط لرزهای معرفی شده در جدول ۱۰-۱-۲ بخش ۱۰-۱-۴ ، محدودیت حداکثر نسبت تنش تسلیم به تنش کششی نهایی باید مطابق یادداشتهای موجود در زیر جدول مورداشاره در نظر گرفته شود.

تبصره ۳: فولاد سازه‌ای مورد استفاده در اتصالات پای ستونها و وصله ستونها باید مشابه مصالح ستون باشد.

۲-۱-۲-۳-۱۰ میل مهارها و میلگردها

مشخصات میل مهارهای مصرفی باید مطابق الزامات بند ۱۰-۱-۴-۴ باشد. چنانچه میل مهارها از نوع میلگردهای آجدار باشند، رعایت ضوابط لرزه‌ای مبحث نهم مقررات ملی ساختمان الزامی است. مشخصات میلگردهای مصرفی در اعضای بتن آرمه و اعضای با مقطع مختلط باید مطابق ضوابط لرزه‌ای مبحث نهم مقررات ملی ساختمان باشد.

۳-۱-۲-۳-۱۰ بتن سازه‌ای

بتن مورد استفاده در اجزاء و اعضای بتن آرمه سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای فولادی و نیز در اجزاء و اعضای مختلط سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای مختلط، باید الزامات مبحث نهم مقررات ملی ساختمان را برآورده نماید.

۴-۱-۲-۳-۱۰ تنش مورد انتظار مصالح

  1. تنش تسلیم مورد انتظار فولاد:

    تنش تسلیم مورد انتظار فولاد برابر R y F y بوده که در آن F y تنش تسلیم مشخصه فولاد و R y برابر نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به تنش تسلیم مشخصه فولاد است که برای انواع تولیدات فولاد متفاوت بوده و به عوامل متعددی نظیر شکل مقاطع، افزودنی‌های به کار رفته در طی روند تولید فولاد در کارخانه‌ها بستگی دارد و مقدار آن باید مطابق جدول ۱۰-۳-۲-۱ در نظر گرفته شود.

  2. تنش کششی نهایی مورد انتظار فولاد:

    تنش کششی نهایی مورد انتظار فولاد برابر R t F u بوده که در آن F u تنش کششی نهایی مشخصه فولاد و R t برابر نسبت تنش کششی نهایی مورد انتظار به تنش کششی نهایی مشخص فولاد است و مقدار آن باید مطابق جدول ۱۰-۳-۲-۱ در نظر گرفته شود.

  3. تنش فشاری مورد انتظار بتن:

    تنش فشاری مورد انتظار بتن برابر R c f' c بوده که در آن f' c تنش فشاری مشخصه نمونه استوانه‌ای بتن و R c برابر نسبت تنش فشاری مورد انتظار به تنش فشاری مشخصه بتن است و مقدار آن باید مطابق جدول ۱۰-۳-۲-۱ در نظر گرفته شود.

    جدول
  4. در مواردی که در بخش‌های این فصل مشخص گردیده است، مقاومت موردنیاز یک جزء، عضو یا اتصال باید براساس تنش تسلیم مورد انتظار (R y F y ) عضو یا عضو مجاور (هرکدام کاربرد داشته باشند)، محاسبه شود.

  5. در اعضای مختلط هرگاه مقاومت اسمی عضو تابعی از تنش فشاری مشخصه نمونه استوانه‌ای بتن (f' c ) باشد، در محاسبه مقاومت مورد انتظار عضو به جای f' c باید از R c f' c استفاده شود.

  6. هرگاه مقاومت‌های موردنیاز برخی از مؤلفههای عضو یا مقاومتهای موردنیاز نواحی تأثیرپذیر آن از مقاومت مورد انتظار مؤلفه‌های شکل پذیر همین عضو به دست آمده باشد، در محاسبه R n آن‌ها به جای F y می‌توان از R y F y و به جای F u از R t F u استفاده کرد. این ضابطه برای اجزای اتصال همین عضو و اعضای مجاور آن قابل کاربرد نیست. از جمله موارد فوق می‌تواند شامل مقاومت موردنیاز تیر در خارج از ناحیه تیر پیوند در قاب‌های مهاربندی شده واگرای فولادی یا حالت‌های حدی برش قالبی و گسیختگی کششی در مقطع خالص مؤثر عضو مهاربندی در قابهای مهاربندی شده فولادی همگرای ویژه باشد.

  7. در اعضایی که از آن‌ها انتظار رفتار فرا ارتجاعی محدود یا قابل ملاحظه می‌رود، استفاده از فولادهای با رده بالاتر به جای رده مشخص شده در طرح مجاز نیست. در اعضایی که از آن‌ها انتظار رفتار فرا ارتجاعی محدود یا قابل ملاحظه نمی‌رود، استفاده از فولادهای با رده بالاتر به جای رده مشخص شده در طرح به شرطی مجاز است که طراحی وصله و اتصالات آن‌ها براساس همین رده صورت گیرد.

۵-۱-۲-۳-۱۰ مقاطع سنگین

در اعضای سیستم باربر جانبی لرزه‌ای، در مقاطع گرم نوردشده، فولاد سازه‌ای به کار رفته در بال‌های با ضخامت مساوی یا بیشتر از 40 میلی متر باید دارای حداقل طاقت نمونه شیار داده شده شارپی 27 ژول در دمای 21 درجه سلسیوس باشد.

در اعضای سیستم باربر جانبی لرزه‌ای، در سایر مقاطع، فولاد سازه‌ای به کار رفته در ورق‌های با ضخامت 50 میلی متر و بیشتر که در موارد زیر استفاده می‌شود، در هر موقعیتی که از سوی روش‌های استاندارد مجاز دانسته شده است، باید دارای حداقل طاقت نمونه شیار داده شده شارپی 27 ژول در دمای 21 درجه سلسیوس باشد:

۱- اعضای ساخته شده از ورق

۲- ورق‌های اتصالی که انتظار می‌رود در آن‌ها در اثر بارهای لرزه‌ای، کرنش‌های غیر ارتجاعی ایجاد گردد.

۳- هسته فولادی مهاربندهای کمانش تاب

۶-۱-۲-۳-۱۰ مصالح جوش

  1. جوش به کار رفته در سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای

    در کلیه جوش‌های به کار رفته در اعضا و اتصالات سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای، مشخصات فلز پر کننده باید مطابق با مشخصات جدول ۱۰-۳-۲-۲ باشد.

    جدول
  2. جوش‌های بحرانی لرزه‌ای

    در مواردی که در این فصل جوش‌ها به صورت جوش‌های بحرانی لرزه‌ای مشخص شده‌اند، فلز پر کننده جوش باید علاوه بر برآورده نمودن مشخصات جدول ۱۰-۳-۲-۲ ، باید مشخصات مطابق جدول ۱۰-۳-۲-۳ را نیز برآورده نماید.

    جدول

۲-۲-۳-۱۰ مدارک فنی (مدارک طراحی، نقشه‌های طراحی و مشخصات فنی)

مدارک فنی (مدارک طراحی، نقشه‌های طراحی و مشخصات فنی) علاوه بر مواردی که در فصل‌های 10-1 ، 10-2 و 10-4 الزام شده است، باید در برگیرنده موارد زیر نیز باشند:

  1. مشخص نمودن سیستم باربر جانبی لرزه‌ای

  2. مشخص نمودن اعضا و اتصالاتی که بخشی از سیستم باربر جانبی لرزه‌ای هستند.

  3. تعیین موقعیت و ابعاد هندسی نواحی حفاظت شده

  4. جزئیات اتصال بین دیافراگم کف و اعضای فولادی سیستم باربر جانبی لرزه‌ای

  5. الزامات مربوط به تهیه نقشه‌های کارگاهی ساخت و نصب که در فصل ۱۰-۴ به آن‌ها اشاره نشده است.

۳-۲-۳-۱۰ الزامات اجرایی لرزه‌ای در مدارک فنی

۱-۳-۲-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای اجرای سازه‌های فولادی

علاوه بر الزامات بند ۱۰-۳-۲-۲ ، نقشه‌های طراحی سازه و الزامات ساخت سازه‌های فولادی، باید موارد زیر را نیز شامل شوند:

  1. پیکربندی اتصالات

  2. نوع مصالح و ابعاد اتصالات

  3. موقعیت جوش‌های بحرانی لرزه‌ای

  4. موقعیت‌هایی که در طراحی ورق‌های اتصال مهاربندی (ورق گاست) به گره اتصال امکان ایجاد چرخش‌های فرا ارتجاعی منظور شده باشد.

  5. موقعیت ورق‌های اتصالی که باید الزامات آزمایش طاقت نمونه شیار داده شده شارپی را داشته باشند.

  6. حداقل دمای شرایط سرویس پیش بینی شده برای سازه‌های فولادی که در معرض شرایط جوی قرار دارند.

  7. موقعیت‌هایی که پس از انجام جوشکاری، باید ورق پشت بند برداشته شود.

  8. موقعیت‌هایی که در شرایط حذف ننمودن ورق پشت بند، اجرای جوش گوشه اضافی الزامی است.

  9. موقعیت‌های که اجرای جوش گوشه برای تقویت جوش شیاری با نفوذ کامل یا بهبود هندسه اتصال الزامی است.

  10. موقعیت‌هایی که پس از جوشکاری ورق‌های گوشواره‌ای جوش (ناودان انتهای جوش) باید برداشته شوند.

  11. موقعیت‌های وصله که در آن‌ها تغییر تدریجی مقطع الزامی است.

  12. مشخصات درزهای اتصال جوش یا نحوه سرهم کردن اجزای اتصال که لازم است دارای مراحل جوشکاری خاص، تکنیک جوشکاری خاص یا هر شرایط از پیش تعیین شده‌ای باشد که قرار است مجری به اطلاع مهندس طراح جهت تأیید برساند.

۲-۳-۲-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای اجرای سازه‌های مختلط

علاوه بر الزامات بند ۱۰-۳-۲-۳-۱ ، در نقشه‌های سازه‌های با اعضای مختلط، موارد زیر نیز باید در نظر گرفته شوند:

  1. موقعیت میلگردها، محل قطع میلگردها، وصله‌های پوششی و مکانیکی و مهارهای مکانیکی، موقعیت تنگها و سایر آرماتورهای عرضی

  2. موقعیت برشگیرها (از نوع گل میخ یا ناودانی) و میلگردهای مهاری جوش شده

۴-۲-۳-۱۰ مبانی طراحی لرزه‌ای

۱-۴-۲-۳-۱۰ کلیات

مقاومت موردنیاز و سایر الزامات طراحی لرزه‌ای، سطوح خطر و لرزه خیزی منطقه و محدودیتهای ارتفاعی و نامنظمی برای انواع کاربردهای سازه باید براساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان و استاندارد ۲۸۰۰ در نظر گرفته شوند. همچنین تغییر مکان جانبی نسبی طرح طبقه و محدودیتهای آن باید براساس الزامات مقرر شده در مبحث ششم مقررات ملی ساختمان و استاندارد ۲۸۰۰ باشند.

۲-۴-۲-۳-۱۰ بارها و ترکیبات بارگذاری

  1. کلیه اعضا، اجزاء و اتصالات سازه باید برای ترکیبات بارگذاری متعارف شامل زلزله طرح (E) پاسخگو باشند. نیروهای زلزله طرح (E) شامل دو دسته، نیروهای جانبی (E h ) که ناشی از اثر مؤلفه‌های افقی شتاب زلزله در ساختمان است و نیروی قائم (E v ) که ناشی از اثر مؤلفه قائم شتاب زلزله در ساختمان است، می‌شوند.

  2. در صورتی که مقاومت موردنیاز، مطابق الزامات این مبحث حاصل از بار زلزله افقی محدود به ظرفیت باشد، آثار بار لرزه‌ای محدود به ظرفیت (E cl ) باید مطابق الزامات این مبحث محاسبه و جایگزین E h در ترکیبات بارگذاری شامل زلزله گردد.

  3. چنانچه مقاومت موردنیاز مطابق این مبحث حاصل از بار زلزله افقی تشدید یافته (E mh ) باشد، آثار حاصل از E mh 0 E h جایگزین E h در ترکیبات شامل زلزله به کار گرفته می‌شود. چنانچه آثار بارگذاری حاصل از E mh از E cl بیشتر باشد، می‌توان مقادیر آن را به E cl محدود نمود.

  4. در سازه‌های مختلط، مقاومت موردنیاز اعضای بتن آرمه باید براساس ترکیبات بارگذاری نظیر الروش LRFD تعیین شود.

۳-۴-۲-۳-۱۰ انواع سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای

سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای مورد استفاده در این مبحث باید از سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای آل معرفی شده در استاندارد ۲۸۰۰ باشد که برای آن‌ها مشخصات C d , Ω 0 , R و محدودیت‌های کاربری و ارتفاعی برای مناطق لرزه خیزی مختلف داده شده است.

۴-۴-۲-۳-۱۰ مقاومت‌های موردنیاز

مقاومت‌های موردنیاز اعضای سازه‌ای و اتصالات باید برابر بزرگترین مقدار به دست آمده از موارد زیر، درصورتی که در این مبحث مقرر شود، در نظر گرفته شوند:

  1. مقاومت‌های موردنیاز که از تحلیل سازه تحت اثر ترکیبات بارگذاری داده شده در مبحث ششم مقررات ملی ساختمانی محاسبه شود.

  2. مقاومت‌های موردنیاز که براساس بخشهای ۱۰-۳-۲ تا ۱۰-۳-۶ برای هر یک از سیستمهای باربر جانبی مقرر شده است، محاسبه گردند.

۵-۴-۲-۳-۱۰ مقاومت‌های موجود

  1. مقاومت موجود، در طراحی به روش LRFD برابر با مقاومت طراحی (øR n ) و در طراحی به روش ASD برابر با مقاومت مجاز (R n /Ω) است. مقاومت موجود سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای، اعضا و اتصالات باید براساس ضوابط فصل‌های 10-1 و 10-2 تعیین شوند، مگر آنکه در این فصل ( فصل ۱۰-۳ ) ضابطه دیگری الزام شده باشد.

  2. در مواردی که مقاومت موردنیاز اعضا، اجزاء و اتصالات براساس ترکیبات بارگذاری شامل زلزله طرح (E)، یا زلزله تشدید یافته (E mh ) تعیین می‌شود، مقدار ضریب کاهش مقاومت (ø) و ضریب اطمینان (Ω) باید براساس مقادیر داده شده در فصل 10-2 تعیین شود. اما در مواردی که مقاومت موردنیاز اعضا، اجزاء و اتصالات براساس ترکیب بارگذاری شامل زلزله محدود به ظرفیت (E cl ) تعیین می‌شود، ضریب کاهش مقاومت (ø) و ضریب اطمینان (Ω) برای حالت‌های حدی تسلیم (حالت‌های حدی شکل پذیر) به جای 0.9 و 1.67 باید به ترتیب برابر 1.0 و 1.5 و برای حالت‌های حدی گسیختگی (حالت‌های حدی غیر شکل پذیر و ترد) به جای 0.75 و 2.00 باید به ترتیب برابر 0.9 و 1.67 در نظر گرفته شود.

۵-۲-۳-۱۰ دیافراگم‌ها، اجزای مرزی دیافراگم و جمع کننده

  1. دیافراگم‌های کف و اجزای مرزی در بخش خارجی آن باید براساس ترکیبات بارگذاری متعارف شامل زلزله طرح مطابق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان و استاندارد ۲۸۰۰ طراحی شوند. اجزای جمع کننده شامل اتصال دیافراگم به سیستم باربر جانبی لرزه‌ای باید براساس ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته طراحی شوند.

  2. چنانچه از یک خرپا به عنوان دیافراگم کف استفاده شود، کلیه اعضای خرپا و اتصالات آن‌ها باید براساس ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته طراحی شوند. در دیافراگم‌های خرپایی، یال‌های خرپا باید مشابه ستون‌های قابهای مهاربندی شده فولادی همگرای ویژه طراحی شوند.

  3. کلیه دیافراگم‌ها (باربر یا غیر باربر لرزه‌ای) باید الزامات زیر را تأمین نمایند:

    ۱- برای انتقال بار بین دیافراگم‌ها و اعضای مرزی، اجزای جمع کننده و اعضای افقی سیستم باربر جانبی، پیش بینی جزئیات مناسب الزامی است.

    ۲- در دال‌های بتنی متکی بر تیر فولادی، برای حالت بدون استفاده از عرشه فولادی، مقاومت برشی اسمی دیافراگم در داخل صفحه باید براساس کل ضخامت دال بتنی و برای حالت استفاده از عرشه فولادی باید براساس ضخامت دال بتنی در روی کنگره ورق عرشه (بدون در نظر گرفتن بتن داخل کنگره‌ها) تعیین شود.

۶-۲-۳-۱۰ الزامات تحلیل

۱-۶-۲-۳-۱۰ الزامات کلی تحلیل

تحلیل به کار گرفته شده برای طراحی سازه باید منطبق بر الزامات مبحث ششم مقررات ملی ساختمان و الزامات مقررشده در فصل ۱۰-۱ باشد.

۲-۶-۲-۳-۱۰ تحلیل‌های تکمیلی

در مواردی که در سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای الزام شده باشد، تحلیل‌های تکمیلی باید براساس مقاومت نظیر محدود به ظرفیت اعضای شکل پذیر، که در این مبحث مشخص شده است، صورت گیرد.

۷-۲-۳-۱۰ طبقه بندی مقاطع از منظر شکل پذیری

اعضای با شکل پذیری متوسط و زیاد قابل استفاده در سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای باید الزامات این بخش را برآورده نمایند.

۱-۷-۲-۳-۱۰ الزامات مقطع اعضای با شکل پذیری متوسط و زیاد

بالهای مقاطع اعضای فولادی و مقاطع اعضای مختلط پرشده با بتن و بال‌های اعضای مختلط با مقطع فولادی با دال بتنی متکی بر آن باید به طور پیوسته به جان یا جان‌های مقطع متصل باشد.

۲-۷-۲-۳-۱۰ محدودیت‌های نسبت پهنا به ضخامت مقاطع اعضای فولادی و مختلط با شکل پذیری متوسط و زیاد

برای اعضای با شکل پذیری متوسط و زیاد که از آن‌ها انتظار تحمل تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی محدود و قابل ملاحظه‌ای می‌رود، در رابطه با کمانش موضعی بالها و جان یا جانها، ضوابط سخت گیرانه تری در نظر گرفته شده است. به همین منظور برای اعضای با شکل پذیری متوسط و زیاد، نسبت پهنا به ضخامت اجزای فشاری مقطع فولادی و اجزای فولادی مقاطع مختلط پرشده با بتن نباید به ترتیب از مقادیر λmd و λ hd ارائه شده در جدول ۱۰-۳-۴ بیشتر شود.

جدول

حالت

شرح اجزاء

نسبت پهنا به ضخامت

حداکثر نسبت پهنا به ضخامت

مثال‌های نمونه

λ md اعضای با شکل پذیری متوسط

λ hd اعضای با شکل پذیری زیاد

اجزای با یک لبه متکی

1

بال‌های مقاطع I شکل، ناودانی‌ها، سپری‌ها، ساق نبشی‌های تک و نبشی‌های دوبل با فاصله و ساق برجسته نبشی‌های دوبل به هم چسبیده نوردشده و ساخته شده از ورق

b/t

0.38ERyFy0.38\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

0.3ERyFy0.3\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

تصویر

2

بالهای مقاطع شمع‌های H شکل

b/t

0.45ERyFy0.45\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

کاربرد ندارد

تصویر

3

تیغه (جان) مقاطع سپری

b/t

0.38ERyFy0.38\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

[2]

0.3ERyFy0.3\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

تصویر

جدول c-10-3-2-4جدول ۱۰-۳-۲-۴: محدودیت نسبت پهنا به ضخامت در اجزای فشاری اعضای با شکل پذیری متوسط و زیاد

جدول

حالت

شرح اجزاء

نسبت پهنا به ضخامت

حداکثر نسبت پهنا به ضخامت

مثال‌های نمونه

λ md اعضای با شکل پذیری متوسط

λ hd اعضای با شکل پذیری زیاد

اجزای با دو لبه متکی

4

بال‌ها و جانهای مقاطع قوطی شکل (HSS) وقتی به عنوان مهاربند به کار می‌رود

بالهای مقاطع I شکل جعبه‌ای شده

ورق‌های کناری مقاطع I شکل جعبه‌ای شده و بالها و جانهای مقاطع جعبه‌ای وقتی به عنوان مهاربند به کار می‌رود

بالهای مقاطع جعبه‌ای وقتی به عنوان تیر پیوند به کار می‌رود

b/t

h/t

b/t

h/t

b/t

0.64ERyFy0.64\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

0.55ERyFy0.55\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

تصویر
جدول

حالت

شرح اجزاء

نسبت پهنا به ضخامت

حداکثر نسبت پهنا به ضخامت

مثال‌های نمونه

λ md اعضای با شکل پذیری متوسط

λ hd اعضای با شکل پذیری زیاد

اجزای با دو لبه متکی

5

جان مقاطع I شکل و ناودانی نوردشده و ساخته شده از ورق وقتی به عنوان مهاربند به کار می‌روند.

h/t w

1.49ERyFy1.49\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

1.49ERyFy1.49\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

تصویر

6

جزء به کار رفته در تیر یا ستون به صورت بال با تنش فشاری یکنواخت در اثر خمش، بار محوری یا ترکیب بار محوری و

خمش:

1) بال‌ها و جانهای مقاطع قوطی شکل (HSS)

۲) بال‌ها، جان و ورق‌های کناری مقاطع I شکل جعبه‌ای شده

۳) بال‌ها و جانهای مقاطع جعبه‌ای

b/t

h/t

b/t

h/t

b/t

h/t

1.00ERyFy1.00\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

0.55ERyFy0.55\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

تصویر
جدول

حالت

شرح اجزاء

نسبت پهنا به ضخامت

حداکثر نسبت پهنا به ضخامت

مثال‌های نمونه

λ md اعضای با شکل پذیری متوسط

λ hd اعضای با شکل پذیری زیاد

اجزای با دو لبه متکی

7

جان یا جان‌های به کار رفته در تیرها، ستون‌ها و تیرهای پیوند تحت اثر خمش با ترکیب خمش و فشار :

۱) جان مقاطع اشکل و ناودانی نوردشده و ساخته شده از ورق

۲) ورق‌های کناری مقاطع I شکل جعبه‌ای شده

۳) جان مقاطع جعبه‌ای به کار رفته در تیرها و ستون‌ها

h/t w

h/t

و

d/t

h/t

[2]

5.4(1Ca)2.3ERyFy5.4(1-Ca)^{2.3}\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

[2]

2.5(1Ca)2.3ERyFy2.5(1-Ca)^{2.3}\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

تصویر

8

جان مقاطع جعبه‌ای به کار رفته در تیرهای پیوند

h/t

1.67ERyFy1.67\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

0.64ERyFy0.64\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

تصویر

9

جان مقاطع شمع‌های H شکل

h/t w

1.50ERyFy1.50\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

کاربرد ندارد

تصویر
جدول

حالت

شرح اجزاء

نسبت پهنا به ضخامت

حداکثر نسبت پهنا به ضخامت

مثال‌های نمونه

λ md اعضای با شکل پذیری متوسط

λ hd اعضای با شکل پذیری زیاد

اجزای با دو لبه متکی

10

جدارۀ مقاطع دایره‌ای توخالی

D/t

[3]

0.044ERyFy0.044\frac{E}{R_{y}F_{y}}

0.038ERyFy0.038\frac{E}{R_{y}F_{y}}

تصویر

11

بال‌ها و جانهای مقاطع قوطی شکل (HSS) پر شده با بتن بالها و جانهای مقاطع جعبه‌ای پر شده با بتن

b/t

2.26ERyFy2.26\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

1.40ERyFy1.40\sqrt{\frac{E}{R_{y}F_{y}}}

تصویر

12

جداره مقاطع دایره‌ای شکل پرشده با بتن

D/t

0.15ERyFy0.15\frac{E}{R_{y}F_{y}}

0.076ERyFy0.076\frac{E}{R_{y}F_{y}}

تصویر

۸-۲-۳-۱۰ مهار جانبی تیرها

در مواردی که در سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای فولادی یا مختلط (مطابق بخش‌های ۱۰-۳-۳ الی ۱۰-۳-۶ ) الزام شده باشد، برای جلوگیری از کمائش جانبی - پیچشی تیرهای I شکل و H شکل، باید الزامات بندهای ۱۰-۳-۲-۸-۱ ، ۱۰-۳-۲-۸-۲ و ۱۰-۳-۲-۸-۳ تأمین شوند. مهارهای جانبی ستون‌های I شکل و H شکل سیستم کنسولی فولادی ویژه، باید الزامات مهارهای جانبی تیرهای با شکل پذیری متوسط را تأمین نمایند.

۱-۸-۲-۳-۱۰ مهارهای جانبی در اعضای با شکل پذیری متوسط

  1. تیرهای فولادی تنها

    تیرهای فولادی با شکل پذیری متوسط باید الزامات زیر را برآورده نمایند:

    ۱- هر دو بال تیر باید به صورت جانبی با مقطع تیر از طریق مهار پیچشی نقطه‌ای، مهار شود.

    ۲- در طول تیر، فاصله مهارهای جانبی یا پیچشی نباید از Lb=0.17ryERyFyL_{b}=\frac{0.17r_{y}E}{R_{y}F_{y}} بیشتر باشد. r y شعاع ژیراسیون مقطع تیر حول محور ضعیف است.

    ۳- مهارهای جانبی به کار رفته در هر دو بال تیر باید حداقل دارای مقاومت فشاری موجود برابر 0.02Mrh0\frac{0.02M_{r}}{h_{0}} باشند. همچنین مهارهای جانبی باید حداقل دارای سختی برابر 1ϕ10MuLbh0\frac{1}{\phi }\frac{10M_{u}}{L_{b}h_{0}} در طراحی به روش LRFD و برابر Ω10MaLbh0\Omega \frac{10M_{a}}{L_{b}h_{0}} و در طراحی به روش ASD باشند. مهارهای پیچشی نقطه‌ای به کار رفته در مقطع تیر باید دارای مقاومت خمشی موجود حداقل برابر 0.02M r و دارای سختی دورانی حداقل برابر β1βTβsec\frac{\beta }{1-\frac{\beta _{T}}{\beta _{sec}}} باشند، که در آن :

    βT=1ϕ2.4LnEIyeff(MuCb)2,ϕ=0.75(LRFD)\beta _{T}=\frac{1}{\phi }\frac{2.4L}{nEI_{yeff}}(\frac{M_{u}}{C_{b}})^{2},\phi =0.75(LRFD)

    βT=Ω2.4LnEIyeff(MaCb)2,Ω=3(ASD)\beta _{T}=\Omega \frac{2.4L}{nEI_{yeff}}(\frac{M_{a}}{C_{b}})^{2},\Omega =3(ASD)

    βsec=3.3Eh0(1.5h0tw312+tstbs312)\beta _{sec}=\frac{3.3E}{h_{0}}\left ( \frac{1.5h_{0}t_{w}^{3}}{12}+\frac{t_{st}b_{s}^{3}}{12} \right )

    Iyeff=Iyc+(tc)IytI_{yeff}=I_{yc}+\left ( \frac{t}{c} \right )I_{yt}

  2. تیرهای فولادی با دال بتنی متکی بر آن

    در این نوع تیرها، در محدوده‌ای که بین دال بتنی و تیر فولادی برشگیر موردنیاز تعبیه شود، بال فوقانی تیر، مهارشده محسوب می‌شود. بال تحتانی تیر و بال فوقانی آن در سایر نواحی در صورت نیاز باید الزامات مهارهای جانبی حالت (الف) این بند را تأمین نمایند.

۲-۸-۲-۳-۱۰ مهارهای جانبی در اعضای با شکل پذیری زیاد

  1. تیرهای فولادی تنها

    تیرهای فولادی تنها با شکل پذیری زیاد باید الزامات مهارهای جانبی تیرهای فولادی تنها با شکل پذیری متوسط را برآورده نمایند، با این تفاوت که در طول تیر فاصله مهارهای جانبی یا پیچشی نباید از Lb=0.086ryERyFyL_{b}=\frac{0.086r_{y}E}{R_{y}F_{y}} بیشتر باشد، که در آن r y شعاع ژیراسیون مقطع تیر نسبت به محور ضعیف است.

  2. تیرهای فولادی با دال بتنی متکی بر آن

    در این نوع تیرها، در محدوده‌ای که بین دال بتنی و تیر فولادی برشگیر موردنیاز تعبیه شود، بال فوقانی تیر، مهار شده محسوب می‌شود. بال تحتانی تیر و بال فوقانی آن در سایر نواحی در صورت نیاز باید الزامات مهارهای جانبی حالت (الف) این بند را تأمین نمایند.

  3. تیرهای مختلط محاط در بتن

    تیرهای مختلط محاط در بتن با شکل پذیری زیاد باید الزامات زیر را برآورده نمایند:

    - هر دو بال تیر باید به صورت جانبی یا مقطع تیر از طریق مهار پیچشی نقطه‌ای، مهار شود.

    ۲- در طول تیر، فاصله مهارهای جانبی یا پیچشی نباید از Lb=0.086ryERyFyL_{b}=\frac{0.086r_{y}E}{R_{y}F_{y}} بیشتر باشد که در آن، r y شعاع ژیراسیون مقطع تبدیل یافته حول محور کمانش تیر مختلط است.

    ۳- مهارهای جانبی به کار رفته در هر دو بال تیر و مهارهای پیچشی نقطه‌ای به کار رفته در مقطع تیر مختلط محاط در بتن باید دارای حداقل مقاومت موجود و سختی نظیر مهارهای جانبی و پیچشی به کار رفته در تیرهای فولادی تنها با منظور نمودن M r =M p,exp باشد که در آن M p,exp برابر با مقاومت خمشی مورد انتظار تیر مختلط محاط در بتن با منظور کردن R y برای بخش فولادی و R c برای بخش بتنی مقطع مختلط است.

۳-۸-۲-۳-۱۰ مهار جانبی اضافی در نواحی مفصل پلاستیک

در مواردی که در الزامات سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای، تعبیه مهارهای جانبی اضافی مقرر شده باشد، این مهارهای جانبی اضافی باید در مجاورت نواحی محل مورد انتظار تشکیل مفصل پلاستیک تیر تعبیه شود. در صورت نیاز به این نوع مهارهای جانبی اضافی، الزامات زیر باید رعایت شوند:

  1. تیرهای فولادی

    در تیرهای فولادی، مهارهای جانبی اضافی باید الزامات زیر را تأمین نمایند:

    ۱- هر دو بال تیر باید به صورت جانبی یا مقطع تیر از طریق مهار پیچشی نقطه‌ای، مهار شود.

    ۲- مهارهای جانبی اضافی باید حداقل دارای مقاومت فشاری موجود 0.06RyFyZαsh0\frac{0.06R_{y}F_{y}Z}{\alpha _{s}h_{0}} و مهارهای پیچشی نقطه‌ای اضافی باید حداقل دارای مقاومت خمشی موجود برابر 0.06RyFyZαs\frac{0.06R_{y}F_{y}Z}{\alpha _{s}} باشند.

    ۳- حداقل سختی موردنیاز مهارهای جانبی اضافی و حداقل سختی دورانی موردنیاز مهارهای پیچشی نقطه‌ای اضافی باید براساس Mr=RyFyZpαsM_{r}=\frac{R_{y}F_{y}Z_{p}}{\alpha _{s}} و مطابق بند 10-3-2-8-1 تأمین شود.

  2. تیرهای مختلط محاط در بتن

    در تیرهای مختلط محاط در بتن، مهارهای اضافی باید الزامات زیر را ارضاء نماید:

    ۱- هر دو بال تیر باید به صورت جانبی یا مقطع تیر از طریق مهار پیچشی نقطه‌ای، مهار شود.

    ۲- مهارهای جانبی اضافی باید حداقل دارای مقاومت فشاری موجود 0.06Mp,expαsh0\frac{0.06M_{p,exp}}{\alpha _{s}h_{0}} و مهارهای پیچشی نقطه‌ای اضافی باید حداقل دارای مقاومت خمشی موجود برابر 0.06Mp,expαsh0\frac{0.06M_{p,exp}}{\alpha _{s}h_{0}} باشند که در آن Mp,expM_{p,exp} مقاومت مورد انتظار تیر مختلط محاط در بتن با منظور کردن R y برای بخش فولادی و R c برای بخش بتنی است.

    ۳- حداقل سختی موردنیاز مهارهای جانبی اضافی و حداقل سختی دورانی موردنیاز مهارهای پیچشی نقطه‌ای اضافی باید براساس Mr= M p,exp و مطابق بند ۱۰-۳-۲-۸-۱ تأمین شود.

۹-۲-۳-۱۰ الزامات طراحی لرزه‌ای ستونها

کلیه ستون‌هایی که جزئی از سیستم باربر لرزه‌ای هستند، علاوه بر تأمین الزامات فصل‌های 10-1 و 10-2 ، باید الزامات این بخش را نیز برآورده نمایند.

۱-۹-۲-۳-۱۰ مقاومت خمشی و محوری موردنیاز

در کلیه سیستم‌های باربر لرزه‌ای، مقاومت خمشی و محوری موردنیاز ستون‌ها نباید از بحرانی‌ترین آثار به دست آمده از دو حالت زیر کمتر در نظر گرفته شود:

  1. آثار حاصل از «الزامات تحلیل» مقررشده در هر یک از سیستم‌های باربر لرزه‌ای مطابق با بخش‌های بعدی این فصل

  2. مقاومت فشاری و کششی محوری موردنیاز به دست آمده از تحلیل سازه برای ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدیدیافته. در این حالت می‌توان از آثار هر گونه لنگر در ستون‌ها صرف نظر نمود، مگر آن که لنگرها از بارهای وارده در بین دو انتهای ستون ناشی شده باشند.

    تبصره ۱: در مواردی که مطابق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ، ترکیب نیروی زلزله راستاهای از متعامد ضرورت داشته باشد، الزامات طراحی لرزه‌ای ستون‌ها باید برای ترکیب نیروهای زلزله راستاهای متعامد نیز مورد کنترل قرار گیرد.

    تبصره ۲: کنترل برش دوطرفه (برش پانچ) شالوده ساختمان برای نیروی محوری ناشی از ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته، بدون در نظر گرفتن نیروهای برشی و لنگرهای خمشی، الزامی است.

۲-۹-۲-۳-۱۰ مقاومت برشی موردنیاز

در کلیه سیستم‌های باربر لرزه‌ای، مقاومت برشی موردنیاز ستون‌ها نباید از برش حاصل از «الزامات تحلیل» مقررشده در هر یک از سیستم‌های باربر لرزه‌ای مطابق با بخش‌های بعدی این فصل در اثر مکانیزم تشکیل مفاصل پلاستیک در محل‌های مقررشده کمتر در نظر گرفته شود. درهرحال مقاومت برشی موردنیاز ستون‌های باربر لرزه‌ای نباید از MpcαsH\sum \frac{M_{pc}}{\alpha _{s}H} کمتر در نظر گرفته شود. همچنین مقاومت برشی موردنیاز ستونهایی که بخشی از سیستم باربر لرزه‌ای نیستند، نباید از 12MpcαsH\frac{1}{2}\sum \frac{M_{pc}}{\alpha _{s}H} کمتر در نظر گرفته شود. که در آن: M pc لنگر پلاستیک مقطع ستون، H ارتفاع طبقه و α s برابر 1.0 در روش LRFD و برابر 1.5 در روش ASD است.

۳-۹-۲-۳-۱۰ الزامات ستون‌های با مقطع مختلط محاط در بتن

ستون‌های با مقطع مختلط محاط در بتن علاوه بر الزامات فصل ۱۰-۲-۸ باید الزامات اضافی مقرر شده در زیر را وقتی به عنوان اعضای با شکل پذیری متوسط (در صورت کاربرد) یا زیاد در سیستم‌های مختلط به کار می‌روند، ارضاء نمایند.

  1. اعضای با شکل پذیری متوسط

    1- فاصله میلگردهای عرضی در نواحی بحرانی بالا و پایین ستون ( l 0 ) که باید از بر اتصال تیر به ستون به داخل ستون امتداد داشته باشد، نباید از مقادیر زیر بزرگتر در نظر گرفته شود:

    - نصف بعد کوچکتر مقطع ستون

    - 8 برابر قطر میلگردهای طولی ستون

    - 24 برابر قطر میلگردهای عرضی ستون

    - 300 میلی متر

    ۲- در نواحی بحرانی بالا و پایین ستون، ناحیه بحرانی ( l 0 ) نباید از مقادیر زیر کوچکتر در نظر گرفته شود:

    - یک ششم ارتفاع آزاد ستون

    - بعد بزرگتر مقطع ستون

    - 450 میلی متر

    ۳- در سایر نواحی ستون (خارج از ناحیه l 0 ) فاصله میلگردهای عرضی نباید از دو برابر فواصل تعیین شده در حالت (۱) بیشتر در نظر گرفته شود.

    ۴- الزامات مربوط به وصله میلگردها و سایر مقررات مربوط به میلگردها باید مطابق با الزامات لرزه‌ای مبحث نهم مقررات ملی ساختمان باشد.

    ۵- استفاده از مفتول‌های جوش داده شده به عنوان میلگردهای عرضی مجاز نیست.

  2. اعضای با شکل پذیری زیاد

    ستون‌های با مقطع مختلط محاط در بتن که به عنوان عضو با شکل پذیری زیاد در سیستم‌های مختلط به کار می‌روند، علاوه بر تأمین الزامات اعضای با شکل پذیری متوسط، باید الزامات زیر را نیز برآورده نمایند:

    ۱- میلگردهای طولی باربر باید الزامات لرزه‌ای مبحث نهم مقررات ملی ساختمان را برآورده نمایند.

    ۲- میلگردهای عرضی باید به صورت دورگیر مطابق با الزامات مبحث نهم مقررات ملی ساختمان بوده و الزامات زیر را نیز برآورده نمایند:

    • مساحت میلگردهای دورگیر (A sh ) نباید از مقدار به دست آمده از رابطه زیر کمتر در نظر گرفته شود:

    Ash=0.09hccs[1FyAsPn][fcFysr]A_{sh}=0.09h_{cc}s\left [ 1-\frac{F_{y}A_{s}}{P_{n}} \right ] \left [ \frac{f_{c}^{'}}{F_{ysr}} \right ]

    تبصرہ: اگر مقاومت فشاری اسمی هسته فولادی محاط در بتن به تنهایی از نیروی فشاری حاصل از ترکیب بار D+0.5L بزرگ‌تر باشد، رعایت رابطه ۱۰-۳-۲-۵ الزامی نیست.

    • در خارج از نواحی بحرانی طول ستون، فاصله میلگردهای عرضی در راستای طولی ستون نباید از شش برابر قطر میلگرد طولی و 150 میلی متر بیشتر در نظر گرفته شود.

    • در نواحی بحرانی طول ستون، فاصله میلگردهای عرضی در راستای طولی ستون نباید از یک چهارم بعد کوچکتر مقطع ستون و 100 میلی متر بیشتر در نظر گرفته شود.

    • در هر مقطع ستون، فاصله مرکز تا مرکز هر دو ساق مجاور میلگردهای عرضی نباید از 350 میلی متر بیشتر در نظر گرفته شود.

    ۳- در قاب‌های مهاربندی شده مختلط، ستون‌های با مقطع مختلط محاط در بتنی که مقاومت موردنیاز آن‌ها بدون در نظر گرفتن زلزله تشدید یافته بیشتر از 0.2P n باشد و مقاومت اسمی هسته فولادی مدفون در ستون به تنهایی از نیروهای فشاری حاصل از ترکیب بارگذاری D+0.5L کوچک‌تر باشد، فاصله آرماتورهای عرضی در سرتاسر طول ستون باید همانند فاصله آرماتورهای عرضی در ناحیه بحرانی باشد.

    ۴- ستون‌های مختلطی که بارهای حاصل از دیوارهای برشی یا مهاربندی قطع شده را تحمل می‌نمایند، درصورتی که مقاومت موردنیاز آن‌ها بدون در نظر گرفتن زلزله تشدید یافته بیش از 0.1P n باشد، فاصله آرماتورهای عرضی در سرتاسر طول ستون باید همانند فاصله آرماتورهای عرضی در ناحیه بحرانی باشد. در صورتی که مقاومت اسمی هسته فولادی محاط در بتن به تنهایی از نیروهای فشاری حاصل از ترکیب بارگذاری D+0.5L بزرگ‌تر باشد، رعایت این ضابطه الزامی نیست.

    ۵- هنگامی که ستون به پی منتهی می‌شود، میلگردهای عرضی مقررشده در ناحیه ویژه باید حداقل 300 میلی متر در پی ادامه داشته باشد. همچنین در مواردی که ستون به یک دیوار منتهی می‌شود، در آن طبقه میلگرد گذاری عرضی سرتاسر طول ستون باید مطابق میلگردهای عرضی مقررشده در ناحیه بحرانی باشد و با همین آرایش، حداقل به اندازه طول گیرایی میلگردهای طولی در دیوار ادامه یابد.

۴-۹-۲-۳-۱۰ ستون‌های مختلط پرشده با بتن

در صورتی که در ستون‌های مختلط پرشده با بتن از میلگردهای طولی استفاده شده باشد، جزئیات بندی آرماتورهای طولی و عرضی باید مطابق با الزامات مبحث نهم مقررات ملی ساختمان باشد.

۱۰-۲-۳-۱۰ الزامات طراحی لرزه‌ای اعضای فولادی ساخته شده

در صورتی که در بخش اتصالات پیش تأییدشده ضوابطی برای تعیین مقاومت‌های موردنیاز اتصال اجزای مقاطع فولادی ساخته شده با یکدیگر ارائه نشده باشد، در این صورت رعایت ضوابط زیر الزامی است:

  1. اتصالات بین اجزای اعضای ساخته شده فولادی و مختلط که دارای رفتار فرا ارتجاعی هستند، باید بتوانند حداکثر نیروهای مورد انتظاری که از رفتار فرا ارتجاعی آن‌ها ناشی می‌شود، را تحمل نمایند.

  2. اتصالات بین اجزای اعضای ساخته شده فولادی و مختلط که از آن‌ها انتظار رفتار فرا ارتجاعی نمی‌رود، باید برای آثار ناشی از ترکیبات مختلف بارگذاری شامل زلزله تشدیدیافته طراحی شوند.

  3. چنانچه اتصالات بین اجزای اعضای ساخته شده در ناحیه حفاظت شده قرار داشته باشند، این اتصالات در طول ناحیه حفاظت شده باید دارای مقاومت موجود حداقل برابر R y F y t P /a s باشند که در آن t p ضخامت جزء متصل شونده نازک‌تر است.

۱۱-۲-۳-۱۰ الزامات عمومی لرزه‌ای اتصالات

۱-۱۱-۲-۳-۱۰ الزامات کلی اتصالات

  1. اتصالات، شامل وسائل اتصال و اجزای اتصال دهنده‌ای که بخشی از سیستم‌های باربر جانبی باشند، علاوه بر رعایت الزامات بخش ۱۰-۲-۹ ، باید الزامات تکمیلی داده شده در این بخش را نیز برآورده نمایند.

  2. پیچ‌ها و جوشها نباید به طور همزمان در تحمل هر یک از مؤلفه‌های نیروهای ناشی از بارهای زلزله در یک سمت اتصال به کار گرفته شوند.

۲-۱۱-۲-۳-۱۰ اتصالات پیچی

اتصالات پیچی کلیه اعضای باربر جانبی لرزه‌ای می‌تواند از نوع پیش تنیده (با رعایت الزامات فصل 10-2 ) یا لغزش بحرانی باشد. در این گونه اتصالات علاوه بر الزامات فصل ۱۰-۲ الزامات زیر نیز باید رعایت شوند:

  1. تحت اثر برش ناشی از نیروهای زلزله، سوراخ پیچ‌ها می‌تواند از نوع استاندارد یا لوبیایی کوتاه با شیار عمود بر جهت نیرو باشد. در این نوع اتصالات استفاده از سوراخ‌های بزرگ شده به شرطی مجاز است که:

    ۱- اتصال مربوط به عضو مهاربندی باشد؛

    ۲- سوراخ‌های بزرگ شده فقط در یکی از ورق‌های اتصال تعبیه شده باشد؛

    ۳- اتصال به صورت لغزش بحرانی طراحی شود.

  2. تحت اثر کشش خالص ناشی از نیروهای زلزله، سوراخ پیچ‌ها می‌تواند از نوع استاندارد یا بزرگ شده و یا لوبیایی کوتاه باشد.

  3. سطوح تماس کلیه اتصالات باید دارای شرایط سطحی حداقل کلاس A باشند.

    استثناء : در حالت‌های زیر سطوح تماس می‌تواند دارای شرایط سطحی کمتر از کلاس A باشند:

    ۱- اتصالات گیردار فلنجی پیش تأییدشده در قابهای خمشی؛

    ۲- اتصالاتی که در آن‌ها انتقال نیروهای ناشی از زلزله از طریق کشش یا فشار و نه از طریق برش در پیچ‌ها صورت گیرد.

۳-۱۱-۲-۳-۱۰ اتصالات جوشی

در اتصالات جوشی علاوه بر رعایت الزامات تکمیلی که در بخش‌های بعدی این فصل و نیز در فصل چهارم این مبحث به آن‌ها اشاره شده است، رعایت ضوابط لرزه‌ای اضافی دیگری الزامی نیست.

۴-۱۱-۲-۳-۱۰ ورق‌های پیوستگی و تقویت کننده‌ها

در طراحی ورق‌های پیوستگی و سخت کننده‌های جان رعایت ضوابط بخش ۱۰-۴-۹ برای اعضای با مقاطع نوردشده الزامی است.

۱۲-۲-۳-۱۰ وصله ستون‌ها

۱-۱۲-۲-۳-۱۰ موقعیت وصله‌های کارگاهی

برای کلیه ستون‌های ساختمانها، شامل ستون‌های باربر و غیر باربر جانبی، فاصله محل درز وصله نباید از 1200 میلی متر به نزدیک‌ترین بال تیر متصل به ستون کوچکتر باشد.

استثناء :

(۱) در جایی که ارتفاع آزاد ستون کمتر از 2.4 متر باشد، محل وصله باید در وسط ارتفاع آزاد ستون در نظر گرفته شود.

(۲) ستون‌هایی که بال‌ها و جان‌های آن‌ها در کارخانه توسط جوشهای شیاری با نفوذ کامل، وصله می‌شوند، می‌تواند در موقعیتی نزدیک‌تر به اتصال بال تیر به ستون قرار گیرند، مشروط بر آنکه این فاصله از اندازه بعد بزرگتر ستون کوچکتر نباشند.

(۳) در ستون‌های جعبه‌ای ساخته شده از ورق، اگر اجرای ورق‌های پیوستگی از طریق بعد چهارم ستون و در کارخانه صورت گیرد، محل درز وصله ورق بعد چهارم ستون می‌تواند کوچکتر از اندازه بعد بزرگتر ستون کوچکتر وصله شونده باشد، اما در هر حال نباید از نصف بعد بزرگتر ستون کوچکتر وصله شونده، کمتر باشد.

(۴) در مواردی که درز لب به لب ورق‌های بال یا جان ستون‌های قوطی شکل (HSS) یا جعبه‌ای ساخته شده از ورق در کارخانه و به صورت شیاری با نفوذ کامل انجام شود و نیز استفاده از ورق‌های دیافراگم داخلی (ورق‌های پیوستگی) مدنظر باشد، محل درز وصله می‌تواند مطابق شکل 10-3-2-1 درست در وسط چشم اتصال و در امتداد محور طولی تیر باشد. در این حالت در محل درز وصله برای انجام جوش شیاری با نفوذ کامل استفاده از ورق‌های پشت بند اجباری است.

تصویر
شکل ۱۰-۳-۲-۱: گزینه دیگر موقعیت وصله کارخانه‌ای ستونها

شکل ۱۰-۳-۲-۱: گزینه دیگر موقعیت وصله کارخانه‌ای ستونها

۲-۱۲-۲-۳-۱۰ مقاومت موردنیاز وصله ستون

وصلی ستون‌های به کار رفته در سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای علاوه بر تأمین ضوابط فصل ۱۰-۲ باید دارای مقاومت موجود کافی، حداقل برابر مقاومت‌های موردنیاز زیر باشند که باید به طور هم زمان در نظر گرفته شوند:

  1. مقاومت محوری و خمشی موردنیاز

    مقاومت محوری و خمشی موردنیاز وصله ستون‌های غیر باربر لرزه‌ای باید مطابق بند ۱۰-۲-۹-۶ در نظر گرفته شود. مقاومت محوری و خمشی موردنیاز وصله ستون‌های به کار رفته در سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای در هر یک از امتدادهای اصلی مقطع ستون باید براساس بزرگ‌ترین مقدار به دست آمده از حالت‌های زیر در نظر گرفته شود:

    1- مقاومت محوری و خمشی موردنیاز ستون ناشی از ترکیبات متعارف بارگذاری شامل زلزله طرح

    ۲- مقاومت محوری و خمشی موردنیاز به دست آمده در محل وصله ناشی از ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته.

    ۳- مقاومت محوری و خمشی موردنیاز ستون مطابق الزامات تحلیل مقررشده در بخش‌های ۱۰-۳-۳ ، 10-3-4 ، 10-3-5 و 10-3-6 .

    ۴- مقاومت محوری و خمشی موردنیاز وصل ستون مطابق الزامات مقررشده در بخش‌های ۱۰-۳-۳ ، 10-3-4 ، 10-3-5 و 10-3-6 برای وصلۀ ستون‌ها.

  2. مقاومت برشی موردنیاز

    مقاومت برشی موردنیاز وصله کلیه ستون‌های باربر و غیر باربر لرزه‌ای در هر یک از امتدادهای اصلی مقطع ستون باید براساس بزرگ‌ترین مقدار به دست آمده از حالت‌های زیر در نظر گرفته شود:

    1- مقاومت برشی موردنیاز ستون ناشی از ترکیبات متعارف بارگذاری شامل زلزله طرح

    ۲- مقاومت برشی موردنیاز به دست آمده در محل وصله ناشی از ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته؛

    ۳- مقاومت برشی موردنیاز ستون مطابق الزامات تحلیل مقررشده بخش‌های ۱۰-۳-۳ ، 10-3-4 ، 10-3-5 و 10-3-6 .

    ۴- مقاومت برشی موردنیاز وصله ستون مطابق الزامات مقررشده بخش‌های ۱۰-۳-۳ ، 10-3-4 ، 10-3-5 و 10-3-6 برای وصلۀ ستون‌ها.

۳-۱۲-۲-۳-۱۰ جزئیات بندی و صله ستونها

  1. اتصال وصله ستون به هر یک از دو قطعه ستون وصله شونده باید با یک نوع وسیله اتصال، جوش یا پیچ پر مقاومت، انجام شود و در مقطع عدم تقارن ایجاد نکند. اتصال وصله به یکی از قطعات ستون تمام جوشی و به دیگری تمام پیچی نیز مجاز است.

  2. در وصله لب به لب بین ورق‌های با پهنا یا ضخامت متفاوت که در بال یا جان ستون به کار می‌روند، تغییر تدریجی در پهنا یا ضخامت، از ورق بزرگتر به ورق کوچکتر، باید با شیب حداکثر 1 به 2.5 صورت گیرد.

  3. در وصله ستون‌های با ابعاد و مقطع متفاوت، به جای استفاده از ورق‌های پرکننده با ضخامتهای زیاد، ارجح است ابتدا مقطع بزرگ‌تر با شیب حداکثر 1 به 6 به مقطع کوچکتر تبدیل شده و سپس اتصال وصله صورت گیرد.

  4. در محل وصلی ستون‌های متشکل از چند نیمرخ لازم است هر یک از ستون‌های وصل شونده در ارتفاعی حداقل به اندازه بعد بزرگتر مقطع ستون به صورت یکپارچه درآیند و سپس وصله شوند.

  5. جزئیات بندی بخش بتنی وصله ستون‌های با مقطع مختلط محاط در بتن و نیز جزئیات بندی ستون‌های بتن آرمه که ممکن است در سیستم‌های لرزه‌ای مختلط کاربرد داشته باشد، باید الزامات عمومی مربوط به ستون‌های با مقطع مختلط محاط در بتن (مطابق بند ۱۰-۳-۲-۹-۳ ) و همچنین الزامات لرزه‌ای ستون‌های بتن آرمه ( مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ) را برآورده نماید.

  6. در هر طرف محل درز وصله، طول ورق‌های وصله در راستای محور طولی ستون نباید از نصف پهنای جزء وصله شونده کوچک‌تر در نظر گرفته شود.

  7. در وصله‌های جوشی، در صورت استفاده از ورق‌های گوشواره‌ای (ناودان جوش) پس از تکمیل جوشکاری، این ورق‌ها باید برداشته شوند. برداشتن ورق‌های پشت بند جوشهای شیاری با نفوذ کامل الزامی نیست.

  8. جزئیات بندی وصله ستونها باید الزامات تکمیلی مقررشده بخش‌های ۱۰-۳-۳ ، 10-3-4 ، 10-3-5 و 10-3-6 برای وصله ستونها را تأمین نمایند.

۱۳-۲-۳-۱۰ وصله تیرها

وصله تیرهای باربر جانبی لرزه‌ای علاوه بر الزامات فصل ۱۰-۲ ، باید الزامات زیر را تأمین کنند :

  1. وصله تیرها باید خارج از ناحیه حفاظت شده در انتهای تیر قرار گیرد.

  2. در وصله مستقیم بین ورق‌های با پهنا یا ضخامت متفاوت که در بال یا جان تیرها به کار می‌روند، تغییر تدریجی در پهنا یا ضخامت، از ورق بزرگ‌تر به ورق کوچکتر، باید با شیب حداکثر 1 به 2.5 صورت گیرد.

  3. مقاومت‌های موردنیاز وصله تیرها باید براساس الزامات بخش‌های ۱۰-۳-۳ تا 10-3-6 تعیین شود. در صورتی که در بخش‌های مورد اشاره برای مقاومت‌های موردنیاز وصله تیرها الزام خاصی ارائه نشده باشد، مقاومت‌های موردنیاز وصله تیرها نباید از مقاومت‌های موردنیاز وصله تیرها در قابهای خمشی معمولی کوچکتر در نظر گرفته شود.

۱۴-۲-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای کف ستونها

حل در کلیه ستون‌های باربر و غیر باربر لرزه‌ای، کف ستونها (شامل ورق کف ستون، میل مهارها، ورق‌های تقویتی و ...) علاوه بر تأمین ضوابط فصل ۱۰-۲ باید دارای مقاومت موجود کافی، حداقل برابر مقاومت‌های موردنیاز زیر که باید به طور همزمان در نظر گرفته شوند، باشند.

  1. مقاومت محوری موردنیاز

    مقاومت محوری موردنیاز کنستون ستون‌هایی که بخشی از سیستم‌های باربر لرزه‌ای هستند، نباید از بزرگترین دو مقدار زیر کوچک‌تر در نظر گرفته شود

    ۱- بار محوری محاسبه شده در محل گره اتصال پای ستون ناشی از ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته؛

    ۲- بار محوری محاسبه شده در محل گره اتصال پای ستون ناشی از زلزله محدود به ظرفیت مقررشده در الزامات تحلیل هر سیستم (در صورت کاربرد).

    تبصره : مقاومت محوری موردنیاز کف ستون ستونهایی که بخشی از سیستم‌های باربر لرزه‌ای نیستند، می‌تواند براساس ترکیبات متعارف بارگذاری تعیین شود.

  2. مقاومت خمشی موردنیاز

    در ستون‌هایی که دارای اتصال خمشی به شالوده هستند، مقاومت خمشی موردنیاز کف ستون ستونهایی که بخشی از سیستم باربر لرزه‌ای هستند، باید به شرح زیر از مجموع مقاومت موردنیاز خمشی اتصالات اعضای فولادی منتهی به کف ستون در نظر گرفته شود:

    ۱- برای مهاربندها، مقاومت خمشی موردنیاز اتصال عضو مهاربندی به کف ستون در صورت عدم رعایت جزئیات سازگاری ورق اتصال با کمانش خارج از صفحه؛

    ۲- برای ستونها، حداکثر مقاومت خمشی مورد انتظار ستون مطابق رابطه 1.1R y F y Z/α s

  3. مقاومت برشی موردنیاز

    مقاومت برشی موردنیاز کف ستون‌های کلیه ستون‌های باربر و غیر باربر لرزه‌ای باید به شرح زیر از مجموع مقاومت موردنیاز مؤلفه افقى اتصالات اعضای فولادی منتهی به ورق کف ستون به دست آید؛ ولی در هر حال نباید از (F y Z/(α s H ستون کمتر باشد که در آن H ارتفاع طبقه و αs برابر 1.0 در روش LRFD و برابر 1.5 در روش ASD است:

    1- برای مهاربندها، مؤلفه افقی مقاومت محوری موردنیاز اتصال عضو مهاربندی.

    ۲- برای ستونها، کوچک‌ترین دو مقدار 2R y F y Z/(α s H) و نیروی برشی محاسبه شده تحت اثر ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته.

    استثناء : برای ساختمان‌های یک طبقه، در صورتی که اتصال ستون به کف ستون مفصلی باشد، در محاسبه مقاومت برشی موردنیاز کنستون، برش افقی متناظر با مهاربندها باید برابر مؤلفه افقی مقاومت محوری موردنیاز اتصال عضو مهاربندی و برش افقی متناظر با ستون برابر مقدار محاسبه شده از تحلیل سازه تحت اثر ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدیدیافته در نظر گرفته شود.

۱۵-۲-۳-۱۰ اتصالات در سیستم‌های باربر لرزه‌ای مختلط

اتصالات سیستم‌های باربر لرزه‌ای مختلط باید ضوابط زیر را تأمین نمایند:

  1. انتقال نیرو بین بخش فولادی و بتن آرمه از طریق چسبندگی بین فولاد و بتن مجاز نبوده و باید از طریق یکی از روش‌های زیر صورت گیرد :

    1- اتکای مستقیم بین بخش‌های مختلف

    ۲- اتصال برشی بین بخش‌های مختلف

    ۳- برش اصطکاک

    ۴- ترکیبی از سه روش فوق به شرط آنکه همسازی کافی بین مکانیزم‌های مختلف برقرار باشد.

  2. مقاومت اتکایی و برش اصطکاک باید براساس ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان تعیین شود. برای سیستم‌های قاب خمشی مختلط ویژه، قاب مهاربندی شده همگرای مختلط ویژه، قاب مهاربندی شده واگرای مختلط و دیوار برشی مختلط ویژه، مقاومت اتکایی اسمی و برش اصطکاک باید 25 درصد کاهش داده شود.

  3. در محل اتصال تیرهای فولادی به ستونها یا دیوارهای بتن آرمه، تعبیه سخت کننده‌های عرضی در بین دو بال تیر الزامی است.

  4. در ستون‌های مختلط محاط در بتن، مقاومت برشی اسمی چشمه اتصال باید براساس مجموع مقاومت برشی اسمی ورق فولادی و مقاومت برشی اسمی بتن محصورشده تعیین شود.

  5. در بخش بتن آرمه در محل اتصالات جهت تحمل کل نیروهای کششی باید از میلگردهای محصور شده با میلگردهای عرضی، استفاده شود. کلیه میلگردها باید مطابق مبحث نهم مقررات ملی ساختمان دارای طول گیرایی کافی باشند.

  6. در اتصالات دیافراگم‌های کف، میلگردهای دیافراگم باید قادر به تحمل کلیه نیروهای کششی درون صفحه‌ای در کلیه مقاطع بحرانی که شامل اتصال دیافراگم به اعضای جمع کننده، ستون‌ها، مهاربندها و دیوارها باشند.

  7. در ناحیه اتصال بین تیر فولادی یا مختلط و ستون بتن آرمه یا مختلط محاط در بتن، باید از میلگردهای عرضی بسته (دورگیر) استفاده شود.

۱۶-۲-۳-۱۰ الزامات همسازی اعضای غیر باربر لرزه‌ای

در ساختمان‌هایی که در آن‌ها بخشی از اعضا و اتصالات جزئی از سیستم باربر لرزه‌ای نیستند، اما از طریق دیافراگم‌های کف با سیستم باربر لرزه‌ای مرتبط هستند، اعضا و اتصالات غیر باربر لرزه‌ای باید بتوانند بارهای ثقلی و آثار P-Δ ناشی از آن‌ها در حضور تغییر مکان جانبی نسبی غیر خطی طرح را تحمل نمایند. در صورتی که در این بخش از ساختمان اتصالات تیرها به ستون‌ها مفصلی باشد، رعایت ضابطه دیگری غیر از آنچه در فصل ۱۰-۲ این مبحث آمده است، الزامی نیست. اما چنانچه اتصالات تیرها به ستونها کیردار باشند، این اتصالات باید الزامات مربوط به قابهای خمشی معمولی را تأمین نمایند.

۱۷-۲-۳-۱۰ ناحیه حفاظت شده اعضا

ناحیه حفاظت شده در یک عضو از سازه که شامل ناحیه شکل پذیر و نواحی مجاور آن است، به ناحیه‌ای از عضو اطلاق می‌شود که انتظار می‌رود در این ناحیه تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی ایجاد شود. نظر به اهمیت ناحیه حفاظت شده و رفتار حساس آن در حرکات رفت و برگشتی سازه، این ناحیه باید عاری از هرگونه عملیاتی باشد که موجب مخدوش شدن عملکرد شکل پذیر عضو در این ناحیه می‌شود. در هر یک از سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای، موقعیت و طول ناحیه حفاظت شده باید مطابق بخشهای بعدی این فصل تعیین شود. همچنین به منظور جلوگیری از مخدوش شدن عملکرد شکل پذیر عضو، در ناحیه حفاظت شده اعضا باید الزامات عمومی زیر نیز رعایت شود:

  1. در ناحیه حفاظت شده اعضای سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای متوسط و ویژه، به کار بردن وصله مستقیم یا غیر مستقیم جوشی یا پیچی نیمرخ‌ها یا ورق‌های تشکیل دهنده عضو ممنوع است.

  2. هرگونه ناپیوستگی ناشی از عملیات اجرائی اضافی در ساخت و نصب مانند سوراخ کاری جوش‌های موضعی، تخلیه جوش، وسایل کمکی برای نصب، ناصافی‌های ناشی از برشهای حرارتی در ناحیه حفاظت شده اعضا ممنوع بوده و در صورت وجود باید به نحو مناسبی برطرف شده و تعمیر گردد. از

  3. در ناحیه حفاظت شده به کار گیری گل میخ‌های فولادی با هر نوع برشگیر فولادی در بال تیرها ممنوع است، مگر آن که در اتصالات پیش تأییدشده مجاز دانسته شده باشد.

  4. خال جوش کردن عرشه فولادی تیرهای مختلط در ناحیه حفاظت شده در صورتی که در این ناحیه بال تیر را دچار آسیب ننماید، مجاز است .

  5. به کارگیری هرگونه اتصال جوشی یا پیچی برای اتصالات اجزای نما، دیوارهای داخلی و خارجی، تیرهای نعل درگاهی، تیرهای فرعی سقف، نگه دارنده‌های تأسیساتی در محدوده شکل پذیر ناحیه حفاظت شده اعضای سیستم باربر جانبی لرزه‌ای ممنوع است.

۳-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای قابهای خمشی فولادی

۱-۳-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای قابهای خمشی معمولی (OMF)

قاب‌های خمشی معمولی (OMF) به قابهایی اطلاق می‌شوند که از آن‌ها انتظار تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی حداقلی در برابر نیروی جانبی زلزله می‌رود و به این علت برای طراحی اعضا و اتصالات آن‌ها مقررات تکمیلی حداقلی در نظر گرفته شده است. در طراحی اعضا و اتصالات این نوع قابها، چنانچه بخشی از سیستم باربر لرزه‌ای سازه باشند، علاوه بر الزامات متعارف فصل‌های ۱۰-۱ و 10-2 و نیز الزامات لرزه‌ای عمومی بخش ۱۰-۳-۲ باید الزامات تکمیلی این بخش نیز رعایت شود.

۱-۱-۳-۳-۱۰ الزامات تحلیل

در تحلیل این نوع قابهای خمشی رعایت ضابطۀ اضافی، الزامی نیست.

۲-۱-۳-۳-۱۰ محدودیت تیرها و ستون‌ها

در قابهای خمشی معمولی تیرها و ستون‌ها باید دارای شرایط زیر باشند :

  1. بال‌های تیرها و ستون‌ها باید مطابق ضوابط بخش ۱۰-۲-۲ این مبحث، فشرده بوده و جان آن‌ها غیر لاغر باشد.

  2. استفاده از ستون‌های با مقطع متشکل از چند نیمرخ بست دار مجاز است، مشروط بر آنکه خمش در ستون حول محور با مصالح (عمود بر جانهای مقاطع باشد. )

  3. استفاده از تیرهای با جان سوراخ دار و با سوراخ‌های متوالی (لانه زنبوری) به عنوان اعضای باربر جانبی مجاز نیست. در صورت لزوم به ایجاد سوراخ دسترسی در جان تیر، این سوراخ باید در یک سوم میانی طول دهانه تیر قرار گیرد. اطراف سوراخ باید به نحوی تقویت شود که مقاومت برشی و خمشی تیر با احتساب آثار ناشی از خمش ثانویه به طور کامل فراهم گردد.

  4. در دو انتهای تیر در طولی برابر عمق تیر، ایجاد هر گونه تغییر در پهنای بال یا ضخامت بال مجاز نیست. در سایر نواحی تیر، تغییر تدریجی در پهنا یا ضخامت از ورق بزرگتر به ورق کوچکتر، باید با شیب حداکثر 1.0 به 2.5 صورت گیرد.

  5. در تیرهای این نوع قاب، ناحیه‌ای به عنوان حفاظت شده در نظر گرفته نمی‌شود.

۳-۱-۳-۳-۱۰ مقاومت‌های موردنیاز و موجود تیر

  1. مقاومت برشی موردنیاز تیر (V r ) باید با استفاده از تعادل استاتیکی بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه) که با اثر برش ناشی از نیروی زلزله محدود به ظرفیت مؤلفه خمش در دو انتهای تیر (V Ecl ) ترکیب می‌شوند، تعیین شود. با توجه به شکل ۱۰-۳-۳-۱-۱ ، مقدار V Ecl از رابطه زیر تعیین می‌شود:

    V Ecl =2[1.1R y M p ]/(α s L cf )

    تبصره : در کنترل کفایت مقطع تیرهای نوردشده برای تأمین مقاومت برشی موردنیاز، مقاومت برشی موجود آن را که براساس ضوابط بخش ۱۰-۲-۶ محاسبه می‌شود، می‌توان در R y ضرب کرد.

  2. در صورتی که مقطع تیر در فاصله بین دو ستون ثابت باشد، مقاومت خمشی موردنیاز تیر صرفاً براساس ترکیبات بارگذاری متعارف تعیین می‌شود و نیازی به کنترل اضافی نیست. در غیر این صورت، علاوه بر آن محاسبات، مقاومت خمشی موردنیاز تیر در طول آن براساس لنگر پلاستیک مقطع تیر در محل اتصال تیر به ستون، با استفاده از تعادل استاتیکی بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه) که با اثر برش ناشی از نیروی زلزله محدود به ظرفیت به ترتیبی که در بند (الف) ذکر شد، ترکیب می‌شوند، تعیین می‌گردد. در این حالت در کنترل کفایت مقطع تیر برای تأمین مقاومت خمشی موردنیاز، مقاومت خمشی موجود تیر را که براساس ضوابط بخش ۱۰-2-5 این مبحث محاسبه می‌شود، می‌توان در R y ضرب کرد.

  3. مقاومت محوری موردنیاز تیر (در صورت وجود) باید براساس ترکیبات بارگذاری متعارف تعیین شود.

    تصویر
    شکل ۱۰-3-۳-۱-۱: نمودار پیکره آزاد تیرهای باربر لرزه‌ای در قابهای خمشی معمولی

    شکل ۱۰-3-۳-۱-۱: نمودار پیکره آزاد تیرهای باربر لرزه‌ای در قابهای خمشی معمولی

۴-۱-۳-۳-۱۰ اتصال تیر به ستون

در طراحی اتصالات تیر به ستون و نیز وصله تیرهای این نوع قابهای خمشی، محل تشکیل مفصل پلاستیک را می‌توان در محل اتصال تیر به ستون در نظر گرفت. جوش بال تیر یا ورق‌های روسری و زیرسری بال تیر به ستون باید به صورت شیاری با نفوذ کامل انجام شود. ضمناً این جوش، بحرانی لرزه‌ای قلمداد شده و باید ضوابط بند ۱۰-۳-۲-۱-۶-ب در مورد آن رعایت شود.

در قاب‌های خمشی معمولی مقاومت‌های موردنیاز اتصال تیر به ستون به شرح زیر تعیین می‌شود :

  1. مقاومت خمشی مورد نیاز اتصال تیر به ستون باید از رابطه زیر تعیین شود:

    M r =1.1R y M p s

  2. مقاومت برشی موردنیاز (V r ) اتصال تیر به ستون باید با استفاده از تعادل استاتیکی بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه) که با اثر برش ناشی از نیروی زلزله محدود به ظرفیت مؤلفه خمش در دو انتهای تیر (V Ecl ) ترکیب می‌شوند، تعیین شود. برای این منظور می‌توان از ضوابط بند 10-3-3-1-3 استفاده نمود.

  3. مقاومت محوری موردنیاز اتصال تیر به ستون (در صورت وجود) باید براساس ترکیبات بارگذاری متعارف تعیین شود.

۵-۱-۳-۳-۱۰ برش در چشمه اتصال

چشمه اتصال در برابر برش باید الزامات بند ۱۰-۲-۹-۱۰ را اقناع نماید که در آن مقاومت برشی موردنیاز این چشمه می‌تواند براساس لنگر خمشی انتهای تیر تحت اثر ترکیبات بارگذاری متعارف تعیین شود.

۶-۱-۳-۳-۱۰ ورق‌های پیوستگی

در خصوص ورق‌های پیوستگی (سخت کننده‌های عرضی) در مقابل بال‌های تیر یا ورق‌های پوششی اتصال بال بالایی و پایینی تیرهای متصل شونده به ستون، الزامات بخش ۱۰-۲-۹-۱۰ باید با توجه به مقاومت خمشی موردنیاز اتصال تیر به ستون که بر اساس محاسبات بند ۱۰-۳-۳-۱-۴ تعیین می‌شود، رعایت شود. ورق‌های پیوستگی باید با استفاده از جوش شیاری با نفوذ کامل یا جوش گوشه دوطرفه به بال ستون متصل شوند.

تبصره : در ستون‌های با مقطع قوطی شکل (HSS) و جعبه‌ای ساخته شده از ورق، تعبیه ورق‌های پیوستگی (سخت کننده‌های عرضی) در مقابل بال‌های تیر یا ورق‌های روسری و زیرسری متصل به بال ستون، همواره الزامی بوده و ضخامت آن‌ها باید براساس کل مقاومت موردنیاز در وجه ستون و بدون توجه به مقاومتهای موجود ستون در برابر آن‌ها، تعیین شود.

۷-۱-۳-۳-۱۰ 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 غیرمستقیم نباید از Mpmin/αsM_{p min}/\alpha _{s} و مقاومت برشی موردنیاز آن‌ها نباید از (Mp)/(αsHc)\left ( \sum M_{p} \right )/\left ( \alpha _{s}H_{c} \right ) کمتر در نظر گرفته شود که در آن:

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

۸-۱-۳-۳-۱۰ وصله تیرها

وصله تیرها باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱۳ را تأمین نمایند. وصله مستقیم تیرها باید با استفاده از جوش شیاری با نفوذ کامل انجام شود. وصله غیر مستقیم تیرها می‌تواند از نوع جوشی یا پیچی باشد. در این نوع قابهای خمشی، مقاومت‌های موردنیاز وصله تیرها باید به شرح زیر در نظر گرفته شود:

  1. مقاومت خمشی موردنیاز

    مقاومت خمشی موردنیاز وصله تیرها باید بر اساس لنگر خمشی به دست آمده از پیکره آزاد شکل 10-3-3-1-1 در محل وصله تعیین شود. در هر حال مقاومت خمشی موردنیاز نباید از M p s کمتر در نظر گرفته شود، که در آن:

  2. مقاومت برشی موردنیاز

    مقاومت برشی موردنیاز وصله تیرها باید براساس نیروی برشی به دست آمده از نمودار پیکره آزاد شکل ۱۰-۳-۳-۱-۱ در محل وصله تعیین شود. در هر حال این مقاومت برشی موردنیاز نباید از 0.5×0.6RyFyAw/αs0.5\times 0.6R_{y}F_{y}A_{w}/\alpha _{s} کمتر در نظر گرفته شود.

  3. مقاومت محوری موردنیاز

    مقاومت محوری موردنیاز وصله تیرها (در صورت وجود) باید براساس تحلیل سازه در برابر ترکیبات بارگذاری متعارف تعیین شود.

۲-۳-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای قابهای خمشی متوسط (IMF)

قاب‌های خمشی متوسط (IMF ) به قابهایی اطلاق می‌شوند که در برابر نیروی جانبی زلزله بتوانند تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی محدودی را تحمل کنند.

در طراحی اعضا و اتصالات این نوع قابها، چنانچه بخشی از سیستم باربر لرزه‌ای سازه باشند، باید الزامات تکمیلی سخت گیرانه تری نسبت به قابهای خمشی معمولی منظور شود. به همین منظور در طراحی اعضا و اتصالات این نوع قابها علاوه بر الزامات متعارف فصل‌های ۱۰-۱ و 10-2 و نیز الزامات لرزه‌ای عمومی بخش ۱۰-۳-۲ ، باید الزامات تکمیلی این بخش نیز رعایت شود.

۱-۲-۳-۳-۱۰ الزامات تحلیل

در تحلیل این نوع قابهای خمشی رعایت ضابطۀ اضافی، الزامی نیست.

۲-۲-۳-۳-۱۰ محدودیت تیرها و ستونها

در قابهای خمشی متوسط، تیرها و ستون‌ها باید دارای شرایط زیر باشند:

  1. اجزای مقاطع تیرها و ستون‌ها باید از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λ md مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند.

  2. استفاده از ستون‌های با مقطع متشکل از چند نیمرخ بست دار مجاز نیست.

  3. استفاده از تیرهای با جان سوراخ دار با سوراخ‌های متوالی (لانه زنبوری) به عنوان اعضای باربر جانبی مجاز نیست. در صورت لزوم به ایجاد سوراخ دسترسی در جان تیر، این سوراخ باید خارج از ناحیه حفاظت شده دو انتهای تیر و در یک سوم میانی طول دهانه تیر قرار گیرد. اطراف سوراخ باید به نحوی تقویت شود که مقاومت‌های موجود برشی و خمشی تیر، با احتساب آثار ناشی از خمش ثانویه، به طور کامل فراهم گردد.

  4. طول ناحیه حفاظت شده در انتهای تیر، که باید در آن‌ها ضوابط بند ۱۰-۳-۲-۱۷ رعایت گردد، براساس آزمایش‌های تأیید شده به دست می‌آید. در خصوص اتصالات پیش تأییدشده مندرج در بخش ۱۰-۳-۷ ، طول این ناحیه باید مطابق مقادیر ارائه شده در آن بخش تعیین شود.

  5. در نواحی غیر از ناحیه حفاظت شده در انتهای تیر، تغییر تدریجی در پهنا یا ضخامت تیر از ورق بزرگتر به ورق کوچکتر، باید با شیب حداکثر 1 به 2.5 صورت گیرد. در ناحیه حفاظت شده، هرگونه تغییر در پهنا یا ضخامت بال و سوراخ کاری باید براساس آزمایش‌های تأیید شده و در خصوص اتصالات پیش تأییدشده مندرج در بخش ۱۰-۳-۷ ، براساس ضوابط آن بخش باشد.

۳-۲-۳-۳-۱۰ جوش‌های بحرانی لرزه‌ای

در قابهای خمشی متوسط، جوش‌های زیر، بحرانی لرزه‌ای محسوب می‌شوند و در مورد آن‌ها باید ضوابط بند ۱۰-۳-۲-۱-۶-ب رعایت شود:

  1. جوش‌های شیاری در محل وصله ستونها؛

  2. جوش شیاری بال تیر یا ورق‌های روسری و زیرسری بال تیر به ستون و نیز جوش شیاری جان تیر به ستون؛

  3. جوش‌های اتصال ستون به کف ستون.

    استثناء : درصورتی که آزمایش‌ها یا 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.

۴-۲-۳-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای مهار جانبی تیرها

در ارتباط با مهار جانبی تیرهای باربر لرزه‌ای، علاوه بر الزامات عمومی بند ۱۰-۳-۲-۸-۱ ، باید الزامات زیر نیز تأمین شوند:

  1. کلیه تیرهای باربر لرزه‌ای باید دارای مهار جانبی کافی باشند، به طوری که در تعیین مقاومت خمشی اسمی تیر (M n )، حالت حدی کمانش جانبی - پیچشی تعیین کننده نباشد. مهار جانبی تیرها باید به گونه‌ای تعبیه شوند که در محل اتصال آن‌ها به تیر از تغییر مکان جانبی هر دو بال تیر یا از پیچش کل مقطع به نحو مؤثری جلوگیری به عمل آید.

  2. تعبیه مهار جانبی اضافی در محل اعمال بارهای متمرکز خارجی در طول تیر، در محل تغییر مقطع تیر، در محل‌هایی که نتایج تحلیل نشانگر احتمال تشکیل مفصل پلاستیک است یا در محل‌هایی که در بخش ۱۰-۳-۷ برای اتصالات پیش تأییدشده پیش بینی شده است، الزامی است.

  3. در محل تشکیل مفاصل پلاستیک مهارهای جانبی تیرهای باربر لرزه‌ای باید دارای مقاومت کافی مطابق ضوابط بند ۱۰-۳-۲-۸-۳ باشند.

۵-۲-۳-۳-۱۰ مقاومت‌های موردنیاز و موجود تیر

  1. مقاومت برشی موردنیاز تیر (V r ) باید با استفاده از تعادل استاتیکی بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه) که با اثر برش ناشی از نیروی زلزله محدود به ظرفیت مؤلفه خمش در محل تشکیل مفاصل پلاستیک در طول تیر (V Ecl ) ترکیب می‌شوند، تعیین شود. با توجه به شکل ۱۰-۳-۳-۲-۱ مقدار V Ecl از رابطه زیر تعیین می‌شود:

    V Ecl =2[1.1R y M p ]/(α s L h )

    تبصره : در کنترل کفایت مقطع تیرهای نوردشده برای تأمین مقاومت برشی موردنیاز، مقاومت برشی موجود آن‌ها را که براساس ضوابط بخش ۱۰-۲-۶ محاسبه می‌شود، می‌توان در R y ضرب کرد.

  2. در صورتی که مقطع تیر در فاصله بین دو ستون ثابت باشد، مقاومت خمشی موردنیاز تیر صرفاً بر اساس ترکیبات بارگذاری متعارف تعیین می‌شود و نیازی به کنترل اضافی نیست. در غیر این صورت، علاوه بر آن محاسبات، مقاومت خمشی موردنیاز تیر در فاصله بین دو مفصل پلاستیک با استفاده از تعادل استاتیکی بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه) که با اثر برش ناشی از نیروی زلزله محدود به ظرفیت به ترتیبی که در بند (الف) ذکر شد، ترکیب می‌شوند، تعیین می‌گردد. در این حالت در کنترل کفایت مقطع تیر برای تأمین مقاومت خمشی موردنیاز، مقاومت خمشی موجود تیر را که براساس ضوابط بخش ۱۰-۲-۵ محاسبه می‌شود، می‌توان در R y ضرب کرد.

    تصویر
    شکل ۱۰-۳-۳-۲-۱ : نمودار پیکرۀ آزاد تیرهای باربر لرزه‌ای در قابهای خمشی متوسط

    شکل ۱۰-۳-۳-۲-۱ : نمودار پیکرۀ آزاد تیرهای باربر لرزه‌ای در قابهای خمشی متوسط

    در تیرهای با اتصالات تیر با مقطع کاهش یافته، در دو انتهای تیر نیز مقاومت خمشی موردنیاز، باید مطابق شکل ۱۰-۳-۳-۲-۱ ، با در نظر گرفتن تعادل استاتیکی بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه) که با آثار نیروی زلزله محدود به ظرفیت مؤلفه خمش در محل تشکیل مفاصل پلاستیک در طول تیر (E cl ) ترکیب می‌شوند، تعیین شود. در این حالت در دو انتهای تیر، مقاومت خمشی موجود تیر را می‌توان برابر R y M po s در نظر گرفت که در آن M po لنگر پلاستیک مقطع در انتهای تیر است.

  3. مقاومت محوری موردنیاز تیر (در صورت وجود) باید براساس ترکیبات بارگذاری متعارف تعیین شود.

۶-۲-۳-۳-۱۰ اتصال تیر به ستون

اتصالات خمشی تیر به ستون باید توانایی تحمل تغییر شکل‌های دورانی حداقل به میزان 0.02 رادیان را بدون کاهش قابل توجه در مقاومت موجود خود دارا باشند. برای احراز این شرط لازم است اتصالات خمشی به کار رفته در قابهای خمشی متوسط از طریق آزمایشهای تعیین شده در بخش 10-3-8 مورد تأیید قرار گیرند. در صورت عدم انجام آزمایش، استفاده از اتصالات پیش تأییدشده ارائه شده در بخش ۱۰-۳-۷ بلامانع است.

در قابهای خمشی متوسط مقاومت‌های موردنیاز اتصال تیر به ستون به شرح زیر تعیین می‌شود:

  1. مقاومت خمشی موردنیاز (M r ) و مقاومت برشی موردنیاز (V r ) اتصال باید با در نظر گرفتن تعادل استاتیکی بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه) که با آثار نیروی زلزله محدود به ظرفیت مؤلفه خمش در محل تشکیل مفاصل پلاستیک در طول تیر (E cl ) ترکیب می‌شوند، تعیین شود. برای این منظور می‌توان از ضوابط بند ۱۰-۳-۳-۲-۵ استفاده نمود. کلیه الزامات مندرج در بند 10-2-9-10 در خصوص بال و جان ستون در محل اتصال باید بر مبنای مقاومتی که از محاسبات مذکور به دست می‌آید، رعایت شود.

  2. مقاومت محوری موردنیاز اتصال تیر به ستون (در صورت وجود) باید براساس ترکیبات بارگذاری متعارف تعیین شود.

۷-۲-۳-۳-۱۰ برش در چشمه اتصال

در قابهای خمشی متوسط، چشمه اتصال در برابر برش باید الزامات بخش ۱۰-۲-۹-۱۰ را اقناع نماید که در آن مقاومت برشی موردنیاز چشمه اتصال باید با توجه به لنگرهای خمشی انتهای تیرهای طرفین گره اتصال که براساس ضوابط بند ۱۰-۳-۳-۲-۶ الف به دست می‌آید، تعیین شود. در این نوع قابهای خمشی، سایر الزامات لرزه‌ای چشمه اتصال، مشابه الزامات چشمه اتصال در قابهای خمشی ویژه مطابق بند ۱۰-۳-۳-۳-۹ است.

۸-۲-۳-۳-۱۰ ورق‌های پیوستگی

الزامات لرزه‌ای ورق‌های پیوستگی در قابهای خمشی متوسط مشابه الزامات مذکور در قابهای خمشی ویژه مطابق بند ۱۰-۳-۳-۳-۱۰ است؛ با این تفاوت که لنگرهای خمشی انتهای تیرهای طرفین اتصال باید براساس ضوابط بند ۱۰-۳-۳-۲-۶ الف در نظر گرفته شود.

۹-۲-۳-۳-۱۰ وصله ستونها

وصله ستونها باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱۲ را تأمین نمایند. در قابهای خمشی متوسط، الزامات تکمیلی وصله ستونها باید مشابه این الزامات در قابهای خمشی ویژه مطابق بند ۱۰-۳-۳-۳-۱۱ در نظر گرفته شود.

۱۰-۲-۳-۳-۱۰ وصله تیرها

وصله تیرها باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱۳ را تأمین نمایند. وصله مستقیم تیرها باید با استفاده از جوش شیاری با نفوذ کامل انجام شود. وصله غیر مستقیم تیرها می‌تواند از نوع جوشی یا پیچی باشد.

در این نوع قابهای خمشی، مقاومت‌های موردنیاز وصله تیرها باید به شرح زیر در نظر گرفته شود:

  1. مقاومت خمشی موردنیاز

    مقاومت خمشی موردنیاز وصله تیرها باید براساس لنگر خمشی به دست آمده از پیکره آزاد شکل 10-3-3-2-1 در محل وصله تعیین شود. در هر حال مقاومت خمشی موردنیاز نباید از R y M P s کمتر در نظر گرفته شود، که در آن:

  2. مقاومت برشی موردنیاز

    مقاومت برشی موردنیاز وصله تیرها باید براساس نیروی برشی به دست آمده از نمودار پیکره آزاد شکل ۱۰-۳-۳-۲-۱ در محل وصله تعیین شود. در هر حال این مقاومت برشی موردنیاز نباید از 0.5×0.6×1.1RyFyAw/αs0.5\times 0.6\times 1.1R_{y}F_{y}A_{w}/\alpha _{s} کمتر در نظر گرفته شود.

  3. مقاومت محوری موردنیاز

    مقاومت محوری موردنیاز وصله تیرها (در صورت وجود) باید براساس تحلیل سازه در برابر ترکیبات بارگذاری متعارف تعیین شود.

۳-۳-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای قابهای خمشی ویژه (SMF)

قاب‌های خمشی ویژه (SMF) به قابهایی اطلاق می‌شوند که در برابر نیروی جانبی زلزله بتوانند تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی قابل ملاحظه‌ای را تحمل نمایند. برای طراحی اعضا و اتصالات این نوع قابها، چنانچه بخشی از سیستم باربر لرزه‌ای سازه باشند، الزامات لرزه‌ای سخت گیرانه تری نسبت به قابهای خمشی متوسط در نظر گرفته شده است. به همین منظور در طراحی اعضا و اتصالات این نوع قابها علاوه بر الزامات متعارف فصل‌های ۱۰-۱ و 10-2 و نیز الزامات لرزه‌ای عمومی بخش ۱۰-۳-۲ باید الزامات لرزه‌ای این بخش نیز رعایت شوند.

۱-۳-۳-۳-۱۰ الزامات تحلیل

در تحلیل قابهای خمشی 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، ضوابط بندهای ۱۰-۳-۳-۳-۶ ، ۱۰-۳-۳-۳-۹ و ۱۰-۳-۳-۳-۱۰ باید با با توجه به آثار لنگر خمشی در امتداد متعامد، اقناع گردد.

۲-۳-۳-۳-۱۰ محدودیت تیرها و ستون‌ها

تیرها و ستونها در قابهای خمشی ویژه باید دارای شرایط زیر باشند:

  1. اجزا مقاطع تیرها و ستون‌ها باید از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λ hd مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند.

  2. در ستون‌ها استفاده از مقطع متشکل از چند نیمرخ بست دار مجاز نیست. اجزای مقطع ستون باید در تمامی طول آن به صورت پیوسته به یکدیگر متصل شوند.

  3. استفاده از تیرهای با جان سوراخ دار و با سوراخ‌های متوالی (لانه زنبوری) به عنوان اعضای باربر جانبی مجاز نیست. در صورت لزوم ایجاد سوراخ دسترسی در جان تیر، این سوراخ باید خارج از ناحیه حفاظت شده در انتهای تیر و در یک سوم میانی طول دهانه تیر قرار گیرد. اطراف سوراخ باید به نحوی تقویت شود که مقاومت‌های موجود برشی و خمشی تیر، با احتساب آثار ناشی از خمش ثانویه، به طور کامل فراهم گردد.

  4. طول ناحیه حفاظت شده دو انتهای تیر، که باید در آن‌ها ضوابط بند ۱۰-۳-۲-۱۷ رعایت گردد، باید براساس آزمایش‌های تأیید شده به دست آید. در خصوص اتصالات پیش تأییدشده مندرج در بخش ۱۰-۳-۷ ، طول این ناحیه باید مطابق مقادیر ارائه شده در آن بخش تعیین شود.

  5. در نواحی غیر از ناحیه حفاظت شده در انتهای تیر، تغییر تدریجی در پهنا یا ضخامت تیر از ورق بزرگتر به ورق کوچکتر، باید با شیب حداکثر 1 به 2.5 صورت گیرد. در ناحیه حفاظت شده دو انتهای تیر، هرگونه تغییر در پهنا یا ضخامت بال و سوراخ کاری باید براساس آزمایش‌های تأیید شده و در خصوص اتصالات پیش تأییدشده مندرج در بخش ۱۰-۳-۷ ، براساس ضوابط آن بخش باشد.

۳-۳-۳-۳-۱۰ جوش‌های بحرانی لرزه‌ای

در قابهای خمشی ویژه، جوش‌های زیر، بحرانی لرزه‌ای محسوب می‌شوند و در مورد آن‌ها باید ضوابط بند ۱۰-۳-۲-۱-۶-ب رعایت شود:

  1. جوش‌های شیاری در محل وصل ستونها؛

  2. جوش بال و جان تیر به ستون؛

  3. جوش‌های اتصال ستون به کف ستون

    استثناء : درصورتی که آزمایشها یا 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.

۴-۳-۳-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای مهار جانبی تیرها

در ارتباط با مهار جانبی تیرهای باربر لرزه‌ای، علاوه بر الزامات عمومی بند ۱۰-۳-۲-۸-۲ ، باید الزامات زیر نیز تأمین شوند:

  1. کلیه تیرهای باربر لرزه‌ای باید دارای مهار جانبی کافی باشند، به طوری که در تعیین مقاومت خمشی اسمی تیر (M n )، حالت حدی کمانش جانبی - پیچشی تعیین کننده نباشد. مهار جانبی تیرها باید به گونه‌ای تعبیه شوند که در محل اتصال آن‌ها به تیر از تغییر مکان جانبی هر دو بال تیر یا از پیچش کل مقطع به نحو مؤثری جلوگیری به عمل آید.

  2. تعبیه مهار جانبی اضافی در محل اعمال بارهای متمرکز خارجی در طول تیر، در محل تغییر مقطع تیر، در محل‌هایی که نتایج تحلیل نشانگر احتمال تشکیل مفصل پلاستیک است یا در محل‌هایی که در بخش ۱۰-۳-۷ برای اتصالات پیش تأییدشده پیش بینی شده است، الزامی است.

  3. در محل تشکیل مفاصل پلاستیک، مهارهای جانبی تیرهای باربر لرزه‌ای باید دارای مقاومت کافی مطابق ضوابط بند ۱۰-۳-۲-۸-۳ باشند.

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

  1. اتصالات مهارشده

    در قابهای خمشی چنانچه در محل اتصال تیر به ستون، تیر دیگری در امتداد عمود بر محور تیر موردنظر به ستون متصل شود و ضوابط این بند نیز اقناع شود، اتصال مهارشده نامیده می‌شود. در این نوع اتصال در حالت‌هایی که جان تیرها و ستون در یک صفحه قرار گرفته و تحلیل‌ها نشان دهند که ستون در خارج از ناحیه چشمۀ اتصال ارتجاعی باقی می‌ماند، مهار بال‌های ستون در محل اتصال تیر به ستون فقط در تراز بال بالایی تیر الزامی است. برای نشان دادن ارتجاعی باقی ماندن ستون کافی است نسبت محاسبه شده توسط رابطه ۱۰-۳-۳-۳-۱ بزرگ‌تر از 2.0 باشد.

    چنانچه ارتجاعی باقی ماندن ستون در خارج از ناحیه چشمه اتصال را نتوان نشان داد، الزامات زیر باید رعایت شوند:

    ۱- بال‌های ستون در تراز بال‌های بالا و پایین تیر باید دارای مهار جانبی باشند.

    ۲- هر مهار جانبی باید برای مقاومت موردنیاز برابر 2% مقاومت موجود بال تیر طراحی شود. مقاومت موجود بال تیر برابر با F y b f t bf / α s است، که در آن:

    تبصره : مهار جانبی بال‌های ستون می‌تواند به طور مستقیم یا غیرمستقیم تأمین گردد. مهار مستقیم شامل استفاده از یک عضو یا دال عرشه و اتصال آن‌ها به بال ستون است. مهار غیر مستقیم عبارت است از مهاری که از طریق اتصال عضو به بال ستون تأمین نمی‌شود، بلکه از طریق ورق‌های پیوستگی و اتصال ورق برش جان تیر متعامد به جان ستون در حدفاصل ورق‌های پیوستگی، تأمین می‌گردد.

  2. اتصالات مهارنشده

    در قابهای خمشی چنانچه در محل اتصال تیر به ستون، تیر دیگری در امتداد عمود بر محور تیر موردنظر به ستون متصل نشود یا ضوابط بند (الف) اقناع نشود، اتصال مهارنشده نامیده می‌شود. در این نوع اتصال، ستون باید برای کمانش جانبی در امتداد عمود بر راستای اثر زلزله با طولی برابر فاصله بین نقاط مهار ستون طراحی شود. ضمناً الزامات زیر نیز باید رعایت شوند:

    ۱- مقاومت موردنیاز ستون باید براساس ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته محاسبه شود.

    ۲- نسبت لاغری ستون نباید از 60 بیشتر باشد.

    ۳- مقاومت خمشی موردنیاز ستون حول محور عمود بر امتداد اثر زلزله باید با در نظر گرفتن اثر نیرویی که در بند ۱۰-۳-۳-۳-۵-الف-۲ معین شده است، علاوه بر آثار مرتبه دوم نیروهایی که باعث تغییر مکان جانبی بال‌های تیر می‌شود، محاسبه شود.

۶-۳-۳-۳-۱۰ نسبت لنگر خمشی ستون به لنگر خمشی تیر

در قابهای خمشی ویژه، در کلیه گره‌های اتصالات خمشی تیر به ستون یک قاب خمشی صفحه‌ای، رعایت رابطه زیر الزامی است:

MpcMpb>1.0\frac{\sum M_{pc}^{*}}{\sum M_{pb}^{*}}>1.0

که در آن :

Mpc\sum M_{pc}^{*}= مجموع مقادیر اسمی مقاومتهای خمشی ستون‌های بالا و پایین گره اتصال (شامل ماهیچه‌ها در صورت وجود) در امتداد موردنظر، که در محور تیر با در نظر گرفتن اثر نیروی محوری ستون محاسبه می‌شود. این مقدار را می‌توان مطابق با رابطه زیر در نظر گرفت:

Mpb=Zc(FycαsPr/Ag)\sum M_{pb}^{*}=\sum Z_{c}(F_{yc}-\alpha _{s}P_{r}/A_{g})

Mpb\sum M_{pb}^{*}= مجموع مقادیر لنگرهای خمشی مورد انتظار تیرها در گره اتصال نسبت به راستای موردنظر، که در محور ستون محاسبه می‌شود. این لنگرهای خمشی مطابق شکل 10-3-3-3-1 باید با در نظر گرفتن تعادل استاتیکی بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه) که با آثار نیروی زلزله محدود به ظرفیت مؤلفه خمش در محل تشکیل مفاصل پلاستیک در طول تیر (E cl ) ترکیب می‌شوند، تعیین شوند. این مقدار را می‌توان مطابق با رابطه زیر در نظر گرفت:

Mpb=(Mpr+αsMv)\sum M_{pb}^{*}=\sum (M_{pr}+\alpha _{s}M_{v})

C pr = ضریبی است که در برگیرنده آثار عواملی از قبیل سخت شدگی، قیدهای موضعی و ملحقات موجود در اتصال تیر به ستون است و برای محاسبه حداکثر نیروی ایجادشده در اعضا و وسایل اتصال استفاده می‌شود. به جز در مواردی که مطابق بندهای ۱۰-۳-۷-۶ و ۱۰-۳-۷-۹ برای C Pr عدد خاصی پیش بینی شده است، مقدار آن باید از رابطه زیر تعیین شود:

1.1Cpr=(FY+Fu)2Fy1.21.1\leq C_{pr}=\frac{(F_{Y}+F_{u})}{2F_{y}}\leq 1.2

تبصره ۱: درصورتی که در گره موردنظر ستون در محل تقاطع دو قاب خمشی قرار گرفته باشد، رابطه ۱۰-۳-۳-۳-۱ باید به طور جداگانه حول هر یک از محورهای اصلی ستون کنترل شود. در این محاسبات مقاومت خمشی اسمی ستون حول محور x (در برابر مقاومت خمشی مورد انتظار تیرهای راستای y) باید به شرح زیر برای اثر نیروی محوری ستون و لنگر خمشی حول محور y ستون، اصلاح شود:

Mpcx=Zcx[Fycαs(PrAg+MryZcy)]M_{pcx}^{*}=Z_{cx}[F_{yc}-\alpha _{s}(\frac{P_{r}}{A_{g}}+\frac{M_{ry}}{Z_{cy}})]

تبصره ۲: در صورتی که یکی از حالت‌های زیر برقرار باشد، رعایت رابطه ۱۰-۳-۳-۳-۱ الزامی نیست:

  1. ستون‌هایی که در کلیه ترکیبات بارگذاری متعارف دارای P rc <0.3P c (که در آن P rc مقاومت فشاری موردنیاز، P c =F yc A g /a s ،

    F yc تنش تسلیم مشخصه فولاد ستون و A g سطح مقطع ستون است) بوده و دارای شرایط زیر باشند:

    1- ستون‌های ساختمان‌های یک طبقه و ستون‌های طبقه آخر ساختمان‌های چندطبقه

    ۲- تعدادی از ستون‌های هر طبقه که مجموع مقاومت برشی موجود آن‌ها کمتر از 20 درصد کل مقاومت برشی موجود ستون‌های آن طبقه و مجموع مقاومت برشی موجود آن‌هایی که بر روی یک محور قرار دارند کمتر از 33 درصد کل مقاومت برشی موجود آن محور باشد. در این بند محور ستون به محور یا محورهای موازی اطلاق می‌شود که در فاصله کمتر از 10 درصد بعد پلان طبقه، در جهت عمود بر محور، از یکدیگر قرار گرفته باشند.

  2. ستون‌های طبقه‌ای که در آن نسبت مجموع مقاومت برشی موجود ستون‌ها به مجموع مقاومت برشی موردنیاز ستونها در آن طبقه، 50 درصد بیشتر از این نسبت در طبقه فوقانی آن باشد.

۷-۳-۳-۳-۱۰ مقاومت‌های موردنیاز و موجود تیر

  1. مقاومت برشی موردنیاز تیر (V r ) باید با استفاده از تعادل استاتیکی بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه) که با اثر برش ناشی از نیروی زلزله محدود به ظرفیت مؤلفه خمش در محل تشکیل مفاصل پلاستیک در طول تیر (V Ecl ) ترکیب می‌شوند، تعیین شود. با توجه به شکل ۱۰-۳-۳-۳-۱ مقدار V Ecl از رابطه زیر تعیین می‌شود:

    VEcl=2Mpr/(αsLh)V_{Ecl}=2M_{pr}/(\alpha _{s}L_{h})

    تبصره : در کنترل کفایت مقطع تیرهای نوردشده برای تأمین مقاومت برشی موردنیاز، مقاومت برشی موجود آن را که براساس ضوابط بخش ۱۰-۲-۶ محاسبه می‌شود، می‌توان در R y ضرب کرد.

  2. در صورتی که مقطع تیر در فاصله بین دو ستون ثابت باشد، مقاومت خمشی موردنیاز تیر صرفاً براساس ترکیبات بارگذاری متعارف تعیین می‌شود و نیازی به کنترل اضافی نیست. در غیر این صورت، علاوه بر آن محاسبات، مقاومت خمشی موردنیاز تیر در فاصله بین دو مفصل پلاستیک با استفاده از تعادل استاتیکی بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه) که با اثر برش ناشی از نیروی زلزله محدود به ظرفیت (E cl ) به ترتیبی که در بند (الف) ذکر شد، ترکیب می‌شوند، تعیین می‌گردد. در این حالت در کنترل کفایت مقطع تیر برای تأمین مقاومت خمشی موردنیاز، مقاومت خمشی موجود تیر را که براساس ضوابط بخش ۱۰-2-5 محاسبه می‌شود، می‌توان در R y ضرب کرد.

    در تیرهای با اتصالات تیر با مقطع کاهش یافته، در دو انتهای تیر مقاومت خمشی موردنیاز باید مطابق شکل ۱۰-۳-۳-۳-۱ با در نظر گرفتن تعادل استاتیکی بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه) که با آثار نیروی زلزله محدود به ظرفیت (E c1 ) ترکیب می‌شوند، تعیین شود. در این حالت در دو انتهای تیر، مقاومت خمشی موجود تیر را می‌توان برابر R y M po /a s در نظر گرفت که در آن M po لنگر پلاستیک مقطع، در انتهای تیر است.

  3. مقاومت محوری موردنیاز تیر (در صورت وجود) باید براساس ترکیبات بارگذاری متعارف تعیین شود.

    تصویر
    شکل ۱۰-۳-۳-۳-۱: نمودار پیکره آزاد تیرهای باربر لرزه‌ای در قابهای خمشی ویژه

    شکل ۱۰-۳-۳-۳-۱: نمودار پیکره آزاد تیرهای باربر لرزه‌ای در قابهای خمشی ویژه

۸-۳-۳-۳-۱۰ اتصال تیر به ستون

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. برای احراز این شرط لازم است اتصالات خمشی به کار رفته در قابهای خمشی ویژه از طریق آزمایشهای تعیین شده در بخش 10-3-8 مورد تأیید قرار گیرند. در صورت عدم انجام آزمایش، استفاده از اتصالات پیش تأییدشده ارائه شده در بخش ۱۰-۳-۷ بلامانع است.

در قابهای خمشی ویژه مقاومت‌های موردنیاز اتصال تیر به ستون به شرح زیر تعیین می‌شود:

  1. مقاومت خمشی موردنیاز (M r ) و مقاومت برشی موردنیاز (V r ) اتصال باید با در نظر گرفتن تعادل استاتیکی بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه) که با آثار نیروی زلزله محدود به ظرفیت آل مؤلفه خمش در محل تشکیل مفاصل پلاستیک در طول تیر (E cl ) ترکیب می‌شوند، تعیین شود. برای این منظور می‌توان از ضوابط بند ۱۰-۳-۳-۳-۷ استفاده نمود. کلیه الزامات مندرج در بند ۱۰-۲-۹-۱۰ در خصوص بال و جان ستون در محل اتصال باید بر مبنای مقاومتی که از محاسبات مذکور به دست می‌آید، رعایت شود.

  2. مقاومت محوری موردنیاز اتصال تیر به ستون (در صورت وجود) باید براساس ترکیبات بارگذاری متعارف تعیین شود.

۹-۳-۳-۳-۱۰ برش در چشمه اتصال

  1. چشمه اتصال در برابر برش باید الزامات بخش ۱۰-۲-۹-۱۰ را اقناع نماید که در آن مقاومت برشی موردنیاز این چشمه باید با توجه به لنگرهای خمشی انتهای تیرهای طرفین اتصال که براساس ضوابط بند ۱۰-۳-۳-۳-۸ الف به دست می‌آید، تعیین شود. در صورتی که مقاومت برشی موردنیاز چشمۀ اتصال بیش از مقاومت برشی موجود آن باشد، در چشمه اتصال تعبیه ورق یا ورق‌های مضاعف الزامی بوده و ضخامت آن یا آن‌ها براساس اختلاف مقاومت برشی موردنیاز و مقاومت برشی موجود به دست می‌آید.

    تبصره ۱: در ستون‌های قوطی شکل (HSS) و جعبه‌ای ساخته شده از ورق، استفاده از ورق‌های مضاعف مجاز نبوده و جانهای مقطع ستون باید بتوانند مقاومت برشی موردنیاز چشمه اتصال را تأمین نمایند.

    تبصره ۲: در ستون‌های قوطی شکل (HSS) و جعبه‌ای ساخته شده از ورق، در صورتی که در گره موردنظر ستون در محل تقاطع دو قاب خمشی قرار گرفته باشد، در محاسبات مقاومت برشی موجود چشمه اتصال مطابق الزامات بخش ۱۰-۲-۹-۱۰-۶ باید آثار لنگر خمشی وارد بر ستون از امتداد دیگر نیز در نظر گرفته شود. برای این منظور می‌توان برای محاسبه مقاومت چشم اتصال برای تیر امتداد x وارد به ستون به جای روابط ۱۰-۲-۹-۴۰ الى 10-2-9-43 از روابط زیر استفاده نمود:

    ۱) در حالتی که آثار تغییر شکل غیر الاستیک چشمه اتصال در تحلیل سازه منظور نشود:

    • برای حالتی که α(PrcPyc+MrbyMpcx)0.4\alpha (\frac{P_{rc}}{P_{yc}}+\frac{M_{rby}}{M_{pcx}})\leq 0.4 باشد:

    Rn=0.6FydctwR_{n}=0.6F_{y}d_{c}t_{w}

    • برای حالتی که α(PrcPyc+MrbyMpcx)>0.4\alpha (\frac{P_{rc}}{P_{yc}}+\frac{M_{rby}}{M_{pcx}})> 0.4 باشد:

    Rn=0.6Fydctw[1.4α(PrcPyc+MrbyMpcx)]R_{n}=0.6F_{y}d_{c}t_{w}[1.4-\alpha (\frac{P_{rc}}{P_{yc}}+\frac{M_{rby}}{M_{pcx}})]

    ۲) در حالتی که آثار تغییر شکل غیر الاستیک چشمه اتصال در تحلیل سازه منظور شود:

    • برای حالتی که α(PrcPyc+MrbyMpcx)0.75\alpha (\frac{P_{rc}}{P_{yc}}+\frac{M_{rby}}{M_{pcx}})\leq 0.75 باشد:

    Rn=0.6Fydctw(1+3bcftcf2dbdctw)R_{n}=0.6F_{y}d_{c}t_{w}(1+\frac{3b_{cf}t_{cf}^{2}}{d_{b}d_{c}t_{w}})

    • برای حالتی که α(PrcPyc+MrbyMpcx)>0.75\alpha (\frac{P_{rc}}{P_{yc}}+\frac{M_{rby}}{M_{pcx}})> 0.75 باشد:

    Rn=0.6Fydctw(1+3bcftcf2dbdctw)[1.91.2α(PrcPyc+MrbyMpcx)]R_{n}=0.6F_{y}d_{c}t_{w}(1+\frac{3b_{cf}t_{cf}^{2}}{d_{b}d_{c}t_{w}})[1.9-1.2\alpha (\frac{P_{rc}}{P_{yc}}+\frac{M_{rby}}{M_{pcx}})]

    در این نوع ستونها برای محاسبات امتداد دیگر نیز مقاومت چشمه اتصال برای تیر امتداد y وارد به ستون باید به صورت مشابه برای اثر نیروی محوری ستون و لنگر خمشی تیر امتداد x وارد به ستون، اصلاح شود.

  2. ضخامت هر یک از ورق‌های واقع در چشمه اتصال، شامل جان (یا جانهای) ستون و ورق‌های مضاعف (در صورت وجود) باید رابطه زیر را برآورده نمایند :

    tz(dz+wz)90t_{z}\geq \frac{(d_{z}+w_{z})}{90}

    تبصره : در صورتی که ورق‌های مضاعف با جوش انگشتان کافی به جان ستون متصل شده باشند، مجموع ضخامت جان ستون و ورق‌های تقویت چشمه اتصال به عنوان t z منظور می‌گردد. در این گونه موارد کنترل رابطه ۱۰-۳-۳-۳-۱۱ در فاصله بین جوش‌های انگشتانه به طور مجزا برای ورق‌های مضاعف و جان ستون الزامی است.

  3. در ستون‌های H شکل و صلیبی، در صورت نیاز به تعبیه ورق‌های مضاعف در محل اتصال تیر به ستون، ورق‌های مضاعف باید حداقل 6 میلیمتر ضخامت داشته و علاوه بر تأمین الزامات بخش ۱۰-۲-۹-۱۰ ، دارای شرایط زیر نیز باشند:

    ۱- ورق‌های مضاعف می‌توانند در تماس با جان یا با فاصله از آن اجرا شوند. در صورتی که فاصله بین ورق مضاعف و جان ستون کوچکتر یا مساوی 2 میلی متر باشد، ورق مضاعف در تماس با جان قلمداد می‌شود و ورق یا ورق‌های مضاعف می‌توانند در یک یا هر دو طرف جان ستون تعبیه شود. در غیر این صورت ورق‌های مضاعف باید به صورت متقارن و در هر دو طرف جان ستون به کار روند.

    ۲- در ستون‌های H شکل، در مواردی که ورق‌های مضاعف در هر دو طرف جان ستون به کار می‌روند، این ورق‌ها باید به صورت متقارن و در محدوده یک سوم میانی فاصله بین مرکز صفحه جان ستون و نوک بال تیر یا ورق‌های اتصال بال فوقانی و تحتانی تیر تعبیه شود.

    ۳- اتصال ورق‌های مضاعف به بال ستون می‌تواند از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل یا ناقص یا جوش گوشه باشد. مقاومت موردنیاز جوش شیاری با نفوذ ناقص یا جوش گوشه باید برابر مقاومت برشی موجود ورق مضاعف در نظر گرفته شود.

    ۴- در مواردی که نیاز به تعبیه ورق‌های پیوستگی نباشد، ورق‌های مضاعف باید حداقل 150 میلی متر از بالا و پایین بال‌های فوقانی و تحتانی تیر ادامه یافته و از طریق جوش گوشه به جان ستون جوش شوند.

    ۵- در صورت وجود ورق‌های پیوستگی، ورق‌های مضاعف باید در محل ورق‌های پیوستگی قطع شده و از طریق جوش شیاری با نفوذ کامل یا ناقص یا جوش گوشه به ورق‌های پیوستگی جوش شوند. مقاومت موردنیاز جوش شیاری با نفوذ ناقص یا جوش گوشه باید حداقل برابر 0.75 مقاومت برشی موجود ورق مضاعف در نظر گرفته شود.

۱۰-۳-۳-۳-۱۰ ورق‌های پیوستگی

در حالت‌های زیر لازم است ورق‌های پیوستگی در مقابل بال‌های تیر با ورق‌های پوششی اتصال بال بالایی و پایینی تیرهای متصل شونده به ستون تعبیه شود:

  1. در اتصالاتی که تیر به وجه یک ستون قوطی شکل متصل شده باشد. در این گونه مقاطع ابعاد ورق‌های پیوستگی باید براساس کل مقاومت موردنیاز در وجه ستون (مطابق بند ت) و بدون توجه به مقاومت‌های موجود ستون در برابر آن و با رعایت بند (ث) تعیین شود.

  2. در اتصالاتی که تیر به بال یک ستون H شکل متصل شده و ضخامت بال ستون کمتر از یک ششم عرض بال یا ورق اتصال باشد. در این گونه موارد ورق‌های پیوستگی باید الزامات بند (ث) را تأمین نمایند.

  3. در اتصالاتی که تیر به بال یک ستون جعبه‌ای ساخته شده از مقطع I یا IPB متصل شده باشد، و ضخامت بال ستون کمتر از یک دوازدهم عرض بال یا ورق اتصال باشد. در این گونه موارد ورق‌های پیوستگی باید الزامات بند (ث) را تأمین نمایند.

  4. در صورتی که در محل اتصال بال تیر یا ورق‌های روسری یا زیرسری به بال ستون، مقدار مقاومت موردنیاز از مقادیر مقاومت موجود که بر اساس ضوابط بند ۱۰-۲-۹-۱۰ محاسبه می‌شود، تجاوز نماید. برای محاسبه این مقاومت موردنیاز لازم است مقدار مقاومت خمشی موردنیاز در محل اتصال تیر به ستون که براساس ضوابط بند ۱۰-۳-۳-۳-۸ الف محاسبه می‌شود، ملاک عمل قرار گیرد. در این گونه موارد ورق‌های پیوستگی باید الزامات بند (ث) را تأمین نمایند.

    یادداشت : در اتصالاتی که تیر از طریق جوش بال یا ورق‌های اتصال به ستون متصل می‌شود، در محل اتصال بال تیر یا ورق‌های روسری یا زیرسری به ستون، مقدار مقاومت موردنیاز (P f ) می‌تواند از رابطه زیر تعیین شود:

    Pf=MfαsdP_{f}=\frac{M_{f}}{\alpha _{s}d^{*}}

  5. در حالت‌هایی که با توجه به ضوابط فوق تعبیه ورق‌های پیوستگی در مقابل بال‌های تیر یا ورق‌های پوششی اتصال بال بالایی و پایینی تیرهای متصل شونده به ستون الزامی باشد، این ورقها علاوه بر تأمین الزامات بخش ۱۰-۲-۹-۱۰ ، باید دارای شرایط زیر نیز باشند:

    1- طول ورق‌های پیوستگی باید برابر با فاصله خالص دو بال ستون باشد.

    ۲- پهنای ورق‌های پیوستگی در ستون‌های با مقطع قوطی شکل باید برابر فاصله خالص دو جان مقطع ستون بوده و در ستون‌های با مقطع H شکل مجموع پهنای ورق‌های پیوستگی در هر طرف جان مقطع ستون نباید از پهنای بال تیر با پهنای ورق پوششی اتصال کمتر باشد.

    ۳- ضخامت ورق‌های پیوستگی نباید از 50% ضخامت بال تیر با ضخامت ورق‌های پوششی اتصال (ورق‌های روسری و زیرسری) در اتصالات گیرداری که در امتداد موردنظر فقط به یک وجه ستون متصل هستند و از 75% ضخامت بال ضخیم‌تر تیرها یا ضخامت ورق ضخیم‌تر پوششی اتصال (ورق‌های روسری و زیرسری) در اتصالات گیرداری که در امتداد موردنظر به هر دو وجه ستون متصل هستند، کمتر در نظر گرفته شود.

    ۴- جوش ورق‌های پیوستگی به بال ستون باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل باشد. در صورتی که ضخامت ورق پیوستگی کوچکتر یا مساوی 20 میلی متر باشد، استفاده از جوش گوشه دوطرفه نیز مجاز است. در صورت استفاده از جوش گوشه دوطرفه، در هر طرف بعد آن نباید از 0.75 ضخامت ورق پیوستگی کوچک‌تر در نظر گرفته شود.

    ۵- جوش ورق‌های پیوستگی به جان ستون یا ورق‌های تقویتی جان (ورق مضاعف) باید از نوع جوش شیاری یا جوش گوشۀ دوطرفه باشد. در صورت استفاده از جوش گوشۀ دوطرفه، مقاومت موردنیاز این جوش‌ها می‌تواند برابر مقاومت برشی موجود ورق پیوستگی در تماس با جان ستون یا ورق مضاعف در نظر گرفته شود.

    ۶- نسبت پهنا به ضخامت در ورق‌های پیوستگی با یک لبه متکی، نظیر ورق‌های پیوستگی ستون‌های H شکل، نباید از 0.56E/(RyFy)0.56\sqrt{E/(R_{y}F_{y})} و در ورق‌های پیوستگی با دو لبه متکی، نظیر ورق‌های پیوستگی ستون‌های با مقطع قوطی شکل، نباید از 1.49E/(RyFy)1.49\sqrt{E/(R_{y}F_{y})} بزرگ‌تر باشد.

۱۱-۳-۳-۳-۱۰ 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 R y M P min s و مقاومت برشی موردنیاز آن‌ها نباید از (RyMp)/(αsHc)(\sum R_{y}M_{p})/(\alpha _{s}H_{c}) کمتر در نظر گرفته شود که در آن:

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

۱۲-۳-۳-۳-۱۰ وصله تیرها

وصله تیرها باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱۳ را تأمین نمایند. وصله مستقیم تیرها باید با استفاده از جوش شیاری با نفوذ کامل انجام شود. وصله غیر مستقیم تیرها می‌تواند از نوع جوشی یا پیچی باشد. در این نوع قابهای خمشی مقاومت‌های موردنیاز وصله تیرها باید به شرح زیر در نظر گرفته شود:

  1. مقاومت خمشی موردنیاز

    مقاومت خمشی موردنیاز وصله تیرها باید براساس لنگر خمشی به دست آمده از پیکره آزاد شکل 10-3-3-3-1 در محل وصله و با رعایت الزام بند 10-3-2-4-5-ب تعیین شود. در هر حال مقاومت خمشی موردنیاز نباید از M P s کمتر در نظر گرفته شود، که در آن:

  2. مقاومت برشی موردنیاز

    مقاومت برشی موردنیاز وصله تیرها باید براساس نیروی برشی به دست آمده از نمودار پیکره آزاد شکل ۱۰-۳-۳-۳-۱ در محل وصله و با رعایت الزام بند 10-3-2-4-5-ب تعیین شود.. در هر حال این مقاومت برشی موردنیاز نباید از 0.75×0.6FyAw/αs0.75\times 0.6F_{y}A_{w}/\alpha _{s} کمتر در نظر گرفته شود.

  3. مقاومت محوری موردنیاز

    مقاومت محوری موردنیاز وصله تیرها (در صورت وجود) باید براساس تحلیل سازه در برابر ترکیبات بارگذاری متعارف تعیین شود.

۴-۳-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای قابهای خمشی خرپایی ویژه (STMF)

قاب خمشی خرپایی ویژه (STMF) به قابی اطلاق می‌شود که در آن به جای تیر از خرپا استفاده شده باشد. این قاب در برابر نیروی جانبی زلزله باید بتواند در بخش ویژه‌ای از خرپا تغییرشکل‌های فرا ارتجاعی قابل ملاحظه‌ای را تحمل کند. سایر بخش‌های خرپا و ستون‌ها باید عمدتاً ارتجاعی باقی مانده و قادر به تحمل تلاش‌هایی که با توجه به ظرفیت تسلیم کامل بخش ویژه و با در نظر گرفتن سخت شوندگی کرنش در آن‌ها ایجاد می‌شود، باشند ( شکل ۱۰-۳-۳-۴-۱ ).

تصویر
شکل ۱۰-۳-۳-۴-۱: سازوکار تسلیم در بخش ویژه خرپا و رفتار ارتجاعی در سایر بخش‌های خرپا و ستون قاب

شکل ۱۰-۳-۳-۴-۱: سازوکار تسلیم در بخش ویژه خرپا و رفتار ارتجاعی در سایر بخش‌های خرپا و ستون قاب

۱-۴-۳-۳-۱۰ الزامات عمومی

  1. طول دهانه خرپا در این قابها نباید از 20 متر و ارتفاع کلی آن‌ها از 1.8 متر بیشتر باشد.

  2. هر خرپای واقع در بین دو ستون این سیستم باید دارای بخش ویژه‌ای در نیمه میانی طول آن باشد. طول این بخش ویژه باید 0.1 تا 0.5 برابر طول دهانه خرپا باشد. نسبت طول به ارتفاع هر چشمه خرپا در این بخش نباید از 1.5 بزرگ‌تر و از 0.67 کوچک‌تر باشد.

  3. در بخش ویژه خرپا، چشمه‌ها باید از نوع ویراندل یا ضربدری باشند. همچنین در چشمه‌های مختلف این بخش، ترکیب این دو نوع پیکربندی یا استفاده از انواع دیگر پیکربندی مجاز نیست.

  4. اعضای قطری استفاده شده در پیکربندی ضربدری باید تسمه‌های نوردشده با مقطع یکسان بوده و در محل عبور از روی هم به یکدیگر متصل شده باشند. مقاومت موردنیاز این اتصال باید 0.25 ظرفیت اسمی کششی عضو قطری در نظر گرفته شود. استفاده از اتصالات پیچی در اعضای قطری این بخش از خرپا مجاز نیست. تحت اثر ترکیبات بارگذاری ثقلی ناشی از بارهای مرده و زنده (با ضرایب بار مربوطه)، مقاومت موردنیاز محوری اعضای قطری بخش ویژه خرپا، نباید از 0.03F y A g s بزرگ‌تر باشد که در آن مقدار α s برابر 1.0 در روش LRFD و برابر 1.5 در روش ASD است.

  5. در بخش ویژه خرپا، مقاطع یال‌های بالایی و پایینی باید یکسان باشند. همچنین وصله یالهای بالایی و پایینی در محدوده بخش ویژه خرپا به علاوه نصف طول چشمه‌های مجاور این بخش مجاز نیست.

۲-۴-۳-۳-۱۰ الزامات تحلیل

در تحلیل و طراحی این گونه سیستم‌های باربر جانبی لرزه‌ای، الزامات تکمیلی زیر باید رعایت شود :

  1. بخش ویژه خرپا

    مقاومت برشی موردنیاز بخش ویژه خرپا باید با استفاده از ترکیبات بارگذاری متعارف محاسبه شود. مقاومت برشی موجود این بخش براساس ضوابط بند ۱۰-۳-۳-۴-۶ محاسبه می‌شود.

  2. سایر بخش‌های سیستم

    مقاومت موردنیاز اعضا و اتصالات سایر بخش‌های سیستم (شامل ستونها) باید براساس تعادل بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه) که با اثر زلزله افقی محدود به ظرفیت مورد انتظار برش قائم وسط دهانه بخش ویژه خرپا (E cl ) ترکیب می‌شوند، تعیین شود. ظرفیت مورد انتظار برش قائم وسط دهانه بخش ویژه خرپا براساس ضوابط بند ۱۰-۳-۳-۴-۷ محاسبه می‌شود.

۳-۴-۳-۳-۱۰ اعضا

  1. اجزای مقطع ستون‌ها باید از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λ hd مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند. استفاده از ستون‌های با مقطع متشکل از چند نیمرخ بست دار مجاز نیست.

  2. در بخش ویژه، اجزای مقاطع بالها و اعضای قائم خرپا باید از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λ hd مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند. در این بخش همچنین نسبت عرض به ضخامت اعضای قطری با تسمه‌های نوردشده نباید از 2.5 بیشتر باشد.

  3. در بخش ویژه خرپا، در صورت استفاده از مقاطع ساخته شده از چند نیمرخ برای بالها، فاصله اتصال دهنده‌های اجزاء (فاصله لقمه‌ها) نباید از 0.04Er y /(R y F y ) بیشتر باشد. r y شعاع ژیراسیون حداقل هر یک از اجزای متصل شونده است.

  4. در دو انتهای بال‌های بخش ویژه خرپا، طولی معادل دو برابر عمق یال از هر طرف اتصال عضو قائم به یال به عنوان ناحیه حفاظت شده در نظر گرفته می‌شود که باید در آن‌ها ضوابط بند 10-3-2-17 رعایت گردد. همچنین تمام طول اعضای قائم و قطری بخش ویژه خرپا نیز ناحیه حفاظت شده محسوب می‌شوند.

۴-۴-۳-۳-۱۰ جوش‌های بحرانی لرزه‌ای

در قابهای خمشی خرپایی ویژه، جوش‌های زیر، بحرانی لرزه‌ای محسوب می‌شوند و در مورد آن‌ها باید ضوابط بند ۱۰-۳-۲-۱-۶-ب رعایت شود:

  1. جوش‌های شیاری در محل وصله ستونها

  2. جوش‌های اتصال ستون به کف ستون

    استثناء : در صورتی که آزمایشها یا 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 تشدیدیافته در پای ستون بر کنش محتمل نیست، جوش‌های این اتصال می‌توانند بحرانی لرزه‌ای محسوب نشوند.

۵-۴-۳-۳-۱۰ الزامات مهار جانبی

مهارهای جانبی باید الزامات زیر را تأمین نمایند:

  1. در دو انتهای بخش ویژه خرپا هر دو بال بال‌های بالایی و پایینی باید در مقابل تغییر مکان جانبی مهار شود. مقاومت موردنیاز این مهارها باید برابر مقدار زیر در نظر گرفته شود:

    Pr=0.06RyFyAf/αsP_{r}=0.06R_{y}F_{y}A_{f}/\alpha _{s}

  2. در محل اتصال بال‌های بالایی و پایینی خرپا، ستون‌های این سیستم باید در مقابل حرکت جانبی مهار شوند. مقاومت موردنیاز این مهار باید برابر مقدار زیر در نظر گرفته شود:

    Pr=0.02RyPnc/αsP_{r}=0.02R_{y}P_{nc}/\alpha _{s}

  3. در تأمین حداقل سختی موردنیاز مهار جانبی خرپاها، مقاومت موردنیاز خرپا باید برابر مقدار زیر در نظر گرفته شود:

    Pr=RyPnc/αsP_{r}=R_{y}P_{nc}/\alpha _{s}

۶-۴-۳-۳-۱۰ مقاومت برشی موجود بخش ویژه خرپا

مقاومت برشی موجود بخش ویژه خرپا برابر V n ∅ در روش LRFD و برابر V n /Ω در روش ASD است که در آن ∅ برابر 0.90 و Ω برابر 1.67 بوده و V n مقاومت برش قائم اسمی بخش ویژه خرپا است که باید برابر مجموع مقادیر زیر در نظر گرفته شود:

  1. مقاومت برشی اسمی یال‌های خرپا براساس ظرفیت خمشی آن‌ها که می‌توان مقدار آن را برابر 4M nc /L s در نظر گرفت.

  2. مقاومت برشی اسمی متناظر با مقاومت کششی اسمی و 0.3 مقاومت فشاری اسمی اعضای قطری (در صورت وجود) که مقدار آن را می‌توان برابر (Pn+0.3Pnc)sinα(P_{n}+0.3P_{nc})sin\alpha در نظر گرفت.

    تبصره : در بخش ویژه خرپا، مقاومت برشی موردنیاز یال‌های بالا و پایین نباید از 25% مقاومت برشی موردنیاز این بخش کمتر در نظر گرفته شود. همچنین در بخش ویژه خرپا، مقاومت کششی موجود اعضای قطری که برابر t P n ∅ در روش LRFD و P n t در روش ASD بوده و در آن f t برابر 0.90، Ω t برابر 1.67 و P n برابر F y A g است، نباید کمتر از 2.2 برابر مقاومت کششی موردنیاز این اعضا تحت اثر ترکیبات بارگذاری متعارف باشد.

۷-۴-۳-۳-۱۰ مقاومت برشی مورد انتظار بخش ویژه خرپا

مقاومت برشی مورد انتظار قائم بخش ویژه خرپا در وسط آن از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

Vne=[3.6RyMncLs+0.036EILLs3+Ry(Pnt+0.3Pnc)sinα]/αsV_{ne}=[\frac{3.6R_{y}M_{nc}}{L_{s}}+0.036EI\frac{L}{L_{s}^{3}}+R_{y}(P_{nt}+0.3P_{nc})sin\alpha ]/\alpha _{s}

۸-۴-۳-۳-۱۰ اتصال اعضای قطری در بخش ویژه خرپا

در بخش ویژه خرپا، مقاومت موردنیاز اتصالات انتهایی اعضای قطری نباید از R y F y A g s کمتر در نظر گرفته شود.

۹-۴-۳-۳-۱۰ وصله ستون‌ها

در قابهای خمشی خرپایی ویژه، وصله ستونها باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱۲ را تأمین نمایند. در این نوع قابهای خمشی، الزامات تکمیلی وصله ستونها باید مشابه این الزامات در قابهای خمشی ویژه در نظر گرفته شود.

۵-۳-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای سیستم کنسولی فولادی ویژه (SCCS)

در این نوع سیستم که متشکل از ستون‌های کنسولی با رفتار طره‌ای است، انتظار می‌رود در برابر نیروی جانبی زلزله تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی محدودی در اثر خمش در پای ستون‌ها ایجاد شود. در طراحی اعضا و اتصالات این نوع سیستم، علاوه بر الزامات متعارف فصل‌های ۱۰-۱ و 10-2 و نیز الزامات لرزه‌ای عمومی بخش ۱۰-۳-۲ ، الزامات تکمیلی این بخش نیز باید رعایت شود.

۱-۵-۳-۳-۱۰ الزامات تحلیل

در تحلیل این نوع سیستم باربر جانبی لرزه‌ای رعایت ضابطۀ اضافی، الزامی نیست.

۲-۵-۳-۳-۱۰ محدودیت ستونها

ستون‌های این سیستم سازه‌ای باید دارای شرایط زیر باشند:

  1. اجزای مقاطع ستون‌ها باید از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λ hd مطابق مقادیرجدول ۱۰-۳-۱باشند.

  2. در پای ستون در طولی به اندازه دو برابر بزرگترین بعد مقطع، ایجاد هرگونه تغییر در ابعاد و ضخامت اجزای مقطع مجاز نیست. این طول از ستون به عنوان ناحیه حفاظت شده محسوب می‌گردد و ضوابط بند ۱۰-۳-۲-۱۷ باید در آن رعایت شود.

۱۰-۳-۳-۵-۳ مقاومت ستونها

در این نوع سیستم باربر جانبی، کلیه ستون‌ها باید الزامات زیر را تأمین نمایند:

  1. مقطع ستون علاوه بر ترکیبات بارگذاری متعارف، باید برای ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته نیز طراحی شود.

  2. در ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدیدیافته، نسبت مقاومت محوری موردنیاز ستون (P r ) به مقاومت تسلیم محوری موجود ستون (P yc ) نباید از 0.15 بیشتر باشد که در آن:

۴-۵-۳-۳-۱۰ مهار جانبی ستونها

در ارتباط با مهار جانبی ستونها، الزامات زیر باید تأمین شوند:

  1. کلیه ستون‌ها باید در انتها و در صورت لزوم در طول خود دارای مهار جانبی باشند به طوری که این مهارهای جانبی بتوانند از تغییر مکان جانبی هر دو بال ستون یا از پیچش کل مقطع به نحو مؤثری جلوگیری نمایند تا از این طریق در تعیین مقاومت خمشی اسمی ستون (M n )، حالت حدی کمانش جانبی - پیچشی تعیین کننده نباشد.

  2. مهارهای جانبی ستون‌ها باید مطابق بند ۱۰-۳-۲-۸-۱ الزامات مهارهای جانبی در قابهای خمشی متوسط را تأمین نمایند.

  3. در ستون‌های با مقطع H شکل دارای دو محور تقارن، فاصله مهارهای جانبی نباید از مقدار زیر بیشتر باشد:

    Lbc=[0.120.076(M1M2)]ryERyFyL_{bc}=[0.12-0.076(\frac{M_{1}}{M_{2}})]\frac{r_{y}E}{R_{y }F_{y}}

  4. در ستون‌های قوطی شکل نوردشده (HSS) و جعبه‌ای ساخته شده از ورق، فاصله مهارهای جانبی نباید از مقدار زیر بیشتر باشد:

    Lbc=[0.170.1(M1M2)]ryERyFy0.1ryERyFyL_{bc}=[0.17-0.1(\frac{M_{1}}{M_{2}})]\frac{r_{y}E}{R_{y }F_{y}}\geq 0.1\frac{r_{y}E}{R_{y }F_{y}}

۵-۵-۳-۳-۱۰ جوش‌های بحرانی لرزه‌ای

در این نوع سیستم سازه‌ای، جوش‌های زیر، بحرانی لرزه‌ای محسوب می‌شوند و در مورد آن‌ها باید ضوابط بند ۱۰-۳-۲-۱-۶-ب رعایت شوند:

  1. جوش‌های شیاری در محل وصله ستونها

  2. جوش‌های اتصال ستون به کف ستون

۶-۵-۳-۳-۱۰ کف ستونها

در این نوع سیستم سازه‌ای کف ستون‌ها باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱۴ را تأمین نماید. همچنین در تکیه گاه ستونها، کلیه عناصر مقاوم در مقابل واژگونی (از قبیل کف ستون، شالوده، پداستال و ...) باید در برابر ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدیدیافته طراحی و جزئیات بندی شوند.

۷-۵-۳-۳-۱۰ 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. اگر وصله ستونها غیرمستقیم باشد، باید الزامات زیر نیز تأمین شوند:

  1. مقاومت‌های موجود وصله نباید از مقاومت‌های موردنیاز ستون تحت اثر ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته کمتر باشد.

  2. مقاومت محوری موجود هر جزء وصله نباید از R y F y b i t i s کمتر در نظر گرفته شود، که در آن:

۴-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای قاب‌های مهاربندی شده و دیوارهای برشی فولادی

۱-۴-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای قاب‌های مهاربندی شده همگرای معمولی (OCBF)

۱-۱-۴-۳-۱۰ الزامات عمومی

قاب‌های مهاربندی شده همگرای معمولی (OCDF) به قابهایی گفته می‌شوند که از آن‌ها انتظار تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی محدودی، بدون کاهش قابل ملاحظه در مقاومت اعضا و اتصالات آن‌ها، تحت اثر زلزله طرح می‌رود. پیکربندی مهاربندهای مجاز در این نوع قابها شامل مهاربندهای قطری، ضربدری، مهاربندهای به شکل ۷ یا ۸ و مهاربندهای چند ردیفی در یک طبقه می‌شوند. همچنین تعبیه سوراخ‌های متوالی در جان تیرهای دهانه‌های مهاربندی شده با هر نوع مهاربندی قطری، ضربدری، ۷ یا ۸ و چند ردیفی) مجاز نیست. در صورت لزوم به تعبیه سوراخ دسترسی در جان تیر، اطراف آن باید به نحوی تقویت گردد که مقاومتهای موجود در مقطع سوراخ دار از مقاومت‌های موجود مقطع کامل تیر کوچکتر نباشد. در شکل ۱۰-۳-۴-۱-۱ چند نمونه از پیکربندی این نوع مهاربندها نشان داده شده است.

تصویر
شکل ۱۰-۳-۴-۱-۱: چند نمونۀ مجاز از پیکربندی مهاربندهای همگرا

شکل ۱۰-۳-۴-۱-۱: چند نمونۀ مجاز از پیکربندی مهاربندهای همگرا

۲-۱-۴-۳-۱۰ مبانی طراحی

در طراحی اعضا و اتصالات قاب‌های دارای دهانه‌های مهاربندی علاوه بر الزامات متعارف فصل‌های 10-1 و ۱۰-۲ و نیز الزامات لرزه‌ای بخش ۱۰-۳-۲ باید الزامات لرزه‌ای این بخش نیز رعایت شود. در این گونه قاب‌های مهاربندی شده، خروج از مرکزیت کمتر از عمق تیر مجاز است مشروط بر اینکه در طراحی اعضا لنگرهای ناشی از خروج از مرکزیت، براساس ترکیبات بارگذاری زلزله تشدید یافته (Ω o E) در نظر گرفته شوند.

تبصره : در قاب‌های مهاربندی شده همگرای معمولی، طراحی مهاربندهای قطری و ضربدری به صورت کششی تنها مجاز است.

۳-۱-۴-۳-۱۰ الزامات تحلیل

در تحلیل این نوع قابهای مهاربندی شده (به غیر از تیرهای دهانه‌های مهاربندی شده با مهاربندهای به شکل ۷ یا ۸ و تیرهای تراز طبقات و ستون‌های دهانه‌های مهاربندی در قاب‌های مهاربندی شده چند ردیفی) رعایت ضابطۀ اضافی، الزامی نیست.

۴-۱-۴-۳-۱۰ الزامات سیستم

۱-۴-۱-۴-۳-۱۰ مهاربندهای به شکل ۷ یا ۸

قاب‌های مهاربندی شده همگرای معمولی با مهاربندهای از نوع ۷ یا ۸ باید دارای شرایط زیر باشند:

  1. تیرهای دهانه‌های مهاربندی شده باید در حدفاصل بین دو ستون پیوسته باشند.

  2. تیرهای دهانه‌های مهاربندی شده و اتصالات آن‌ها به ستون باید قادر به تحمل نیروهای قائم حاصل از ترکیبات بارگذاری ثقلی بدون حضور مهاربندها باشند.

  3. تیرهای دهانه‌های مهاربندی شده و اتصالات آن‌ها به ستون باید قادر به تحمل نیروهای نامتعادل ناشی از زلزله در ترکیب با بارهای ثقلی باشند. برای منظور کردن اثر توزیع نامتعادل نیروهای مهاربندهای کششی و فشاری ناشی از زلزله، مقاومت‌های موردنیاز تیرهای دهانه‌های مهاربندی شده باید با در نظر گرفتن تعادل استاتیکی بارهای ثقلی (با ضرایب بار در حضور زلزله) که با آثار لرزه‌ای (با ضرایب بار مربوطه) ترکیب می‌شوند، تعیین شوند. آثار لرزه‌ای، در مهاربند کششی باید برابر کمترین دو مقدار R y F y A g s و نیروی کششی ناشی از ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته (Ω o E) و در مهاربند فشاری برابر 0.3P n s در نظر گرفته شود که در آن، P n مقاومت فشاری اسمی مهاربند فشاری و مقدار α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است.

  4. تیرهای دهانه‌های مهاربندی شده باید دارای مهار جانبی کافی برای جلوگیری از کمانش جانبی - پیچشی باشند. برای این منظور در محل اتصال مهاربندها به تیر تعبیه مهار جانبی الزامی است، مگر آنکه تیر دارای مقاومت خارج از صفحه و سختی کافی برای تأمین پایداری در بین دو انتهای مهارشده، باشد.

۲-۴-۱-۴-۳-۱۰ مهاربندهای به شکل K

در این نوع قاب‌های مهاربندی شده استفاده از مهاربندهای به شکل K مجاز نیست.

۳-۴-۱-۴-۳-۱۰ مهاربندهای چند ردیفی در یک طبقه (MT-OCBF )

در شکل ۱۰-۳-۴-۱-۲ چند نمونه متداول از قاب‌های مهاربندی شده با مهاربندهای چند ردیفی در یک یا چند طبقه نشان داده شده است. قاب‌های مهاربندی شده همگرای معمولی با مهاربندهای چند ردیفی در یک طبقه باید دارای شرایط زیر باشند:

  1. در هر یک از ردیف‌های مهاربندی، مهاربندها باید به صورت یک جفت کششی -فشاری (قرینه نسبت به محور مر کزی مجموعه مهاربندها) مورد استفاده قرار گیرند.

  2. در تراز هر یک از ردیفهای مهاربندی باید عضو افقی (مهار افقی) وجود داشته باشد.

  3. در تراز هر یک از ردیفهای مهاربندی، ستون‌ها باید در برابر پیچش مهار شوند.

  4. مقاومت موردنیاز اتصال اعضای مهاربندی باید براساس کوچک‌ترین مقدار از بین ترکیبات بارگذاری شامل 1.5 برابر زلزله تشدید یافته (1.5Ω o E) و R y F y A g s تعیین شود. مقدار α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است..

  5. مقاومت محوری موردنیاز اعضای افقی در تراز ردیفها باید براساس ترکیبات بارگذاری شامل 1.5 برابر زلزله تشدید یافته (1.5Ω o E) تعیین شود. در مهاربندهای ضربدری و با رفتار کششی -فشاری این نیروها باید در غیاب مهاربندهای فشاری در نظر گرفته شوند.

  6. مقاومت محوری موردنیاز ستون‌های نظیر دهانه‌های مهاربندی باید براساس ترکیبات بارگذاری شامل 1.5 برابر زلزله تشدیدیافته (1.5Ω o E) تعیین شود.

    تصویر
    شکل ۱۰-۳-۴-۱-۲: چند نمونه متداول از پیکربندی مهاربندهای چند ردیفی در یک یا چند طبقه

    شکل ۱۰-۳-۴-۱-۲: چند نمونه متداول از پیکربندی مهاربندهای چند ردیفی در یک یا چند طبقه

  7. در کلیه ترکیبات بارگذاری در طراحی ستون‌هایی که تحت اثر بار محوری فشار قرار دارند، باید آثار مرتبه دوم و نیز آثار ناشی از نواقص هندسی اولیه لحاظ شود. برای این منظور به عنوان یک حداقل باید در تراز هر یک از ردیفهای مهاربندی در امتداد عمود بر صفحه مهاربندی یک بار جانبی فرضی به میزان 0.006 برابر مؤلفه قائم نیروی فشاری مهاربند در گره موردنظر اعمال شود.

  8. در صورتی که مهاربندها به صورت ۷ یا ۸ نباشند و به صورت کششی تنها طراحی شده باشند، آنگاه در صورت تأمین شرایط زیر، رعایت الزامات بندهای (ت)، (ث) و (ج) در فوق الزامی نخواهد بود:

    1- نسبت لاغری اعضای مهاربندی بزرگتر یا مساوی 200 باشد.

    ۲- ستون‌های دهانه‌های مهاربندی شده براساس ترکیبات بارگذاری ثقلی و اثر نیروی زلزله برابر R y F y A g s در مهاربندهای کششی طراحی شده باشند. که در آن:

    تبصره: در تراز هر یک از ردیفهای مهاربندی، نیروی جانبی نامتعادل نباید کمتر از 5% بزرگ‌ترین مؤلفه افقی مهاربندهای بالا و پایین این ترازها در نظر گرفته شود.

۵-۱-۴-۳-۱۰ الزامات اعضا

۱-۵-۱-۴-۳-۱۰ الزامات عمومی

مقاطع اعضای مهاربندی باید از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت نسبت پهنا به ضخامت برابر λ md مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند.

تبصره: در قابهای مهاربندی شده همگرای معمولی و با رفتار کششی تنها و با نسبت لاغری بزرگتر از 200 هیچ گونه محدودیتی برای نسبت پهنا به ضخامت اجزای مقاطع مهاربندی وجود ندارد.

۲-۵-۱-۴-۳-۱۰ محدودیت نسبت لاغری اعضای مهاربندی

مقدار نسبت لاغری (KL/r ) مهاربندهای از نوع ۷ یا ۸ نباید از 4E/Fy4\sqrt{E/F_{y}} بزرگ‌تر باشد.

۳-۵-۱-۴-۳-۱۰ تیرها و اتصالات آن‌ها به ستون‌ها

مقاومت‌های موردنیاز تیرهای واقع در دهانه‌های مهاربندی شده و اتصالات آن‌ها به ستون باید براساس ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته (Ω o E) تعیین شوند.

۶-۱-۴-۳-۱۰ اتصالات اعضای مهاربندی

اتصالات اعضا در قاب‌های مهاربندی شده همگرای معمولی باید دارای شرایط زیر باشند:

  1. در مهاربندهای چند ردیفی مقاومت موردنیاز اتصال اعضای مهاربندی باید براساس ترکیبات بارگذاری شامل 1.5 برابر زلزله تشدید یافته (1.5Ω o E) تعیین شود.

  2. در سایر مهاربندها، مقاومت موردنیاز اتصال اعضای مهاربندی باید براساس ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته (Ω o E) تعیین شود. در این گونه مهاربندها مقاومت موردنیاز اتصال اعضای مهاربندی لازم نیست از مقادیر زیر بزرگتر در نظر گرفته شود:

    ۱- R y F y A g s در مهاربندهای کششی، که در آن مقدار α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است.

    2- کمترین مقدار از بین R y F y A g s و 1.1F cre A g /a s در مهاربندهای فشاری، که در آن مقدار α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD بوده و F cre تنش فشاری مورد انتظار ناشی از کمانش، مطابق ضوابط بخش ۱۰-۲-۴ است با این شرط که در آن به جای F y از R y F y استفاده می‌شود.

    ۳- در صورت استفاده از سوراخ‌های بزرگ شده، برابر با نیروی محوری حاصل از ترکیبات بارگذاری متعارف

۷-۱-۴-۳-۱۰ وصله ستونها

وصله ستونها باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱۲ را تأمین نمایند. در صورتی که وصله ستونها از نوع مستقیم باشند، در این صورت جوش وصله‌ها باید از نوع شیاری با نفوذ کامل باشد. مقاومت خمشی موردنیاز وصله‌های غیرمستقیم باید حداقل برابر Mpmin/αsM_{p min}/\alpha _{s} و مقاومت برشی موردنیاز آن‌ها باید حداقل برابر باشد، که در آن:

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

۲-۴-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای قاب‌های مهاربندی شده همگرای ویژه (SCBF)

۱-۲-۴-۳-۱۰ الزامات عمومی

قاب‌های مهاربندی شده همگرای ویژه (SCBF) به قاب‌هایی گفته می‌شوند که در آن‌ها از مهاربندها انتظار می‌رود تحت اثر بار جانبی زلزله طرح تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی قابل ملاحظه‌ای تحمل کنند و در آن‌ها کاهش مقاومت چندانی رخ ندهد. رفتار فرا ارتجاعی موردنظر ممکن است به مرحله بعد از کمانش مهاربند توسعه یابد. از این رو پیکربندی و طراحی مهاربندها و اتصالات آن باید چنان باشد که از عهده این تغییر شکلها برآیند. پیکربندی مهاربندهای مجاز در این نوع قابها شامل مهاربندهای قطری، ضربدری، مهاربندهای به شکل ۷ یا ۸ و مهاربندهای چند ردیفی در یک طبقه می‌باشند. همچنین تعبیه سوراخ‌های متوالی در جان تیرهای دهانه‌های مهاربندی شده با هر نوع مهاربندی (قطری، ضربدری، ۷ یا ۸) مجاز نیست. در صورت لزوم به تعبیه سوراخ دسترسی در جان تیر، اطراف آن باید به نحوی تقویت گردد که مقاومت‌های موجود در مقطع سوراخ دار از مقاومتهای موجود مقطع کامل تیر کمتر نباشد.

۲-۲-۴-۳-۱۰ مبانی طراحی

در طراحی اعضا و اتصالات قاب‌های مهاربندی شده همگرای ویژه علاوه بر الزامات متعارف فصل‌های 10-1 و ۱۰-۲ و نیز الزامات لرزه‌ای بخش ۱۰-۳-۲ باید الزامات لرزه‌ای این بخش نیز رعایت شود. در این گونه مهاربندها خروج از مرکزیت کمتر از عمق تیر مجاز است مشروط بر اینکه برآیند نیروهای اعضا و اتصالات در طراحی لحاظ شوند و منبع مورد انتظار ظرفیت تغییر شکل غیر الاستیک تغییر نکند.

۳-۲-۴-۳-۱۰ الزامات تحلیل

در قاب‌های مهاربندی شده همگرای ویژه مقاومت‌های موردنیاز تیرها، ستون‌ها و اتصالات آن‌ها باید براساس نیروی زلزله محدود به ظرفیت (E cl ) تعیین شوند. برای این منظور این مقاومت‌های موردنیاز نباید از نیروهای ناشی از تحلیل‌های زیر کوچک‌تر در نظر گرفته شوند

  1. تحلیلی که در آن فرض می‌شود نیروی مهاربندی‌های کششی برابر R y F y A g s و نیروی مهاربندیهای فشاری برابر 1.14F cre A g s است.

  2. تحلیلی که در آن فرض می‌شود نیروی مهاربندیهای کششی برابر R y F y A g s و نیروی مهاربندیهای فشاری برابر 0.3×1.14FcreAg/αs0.3\times 1.14F_{cre}A_{g}/\alpha _{s} است.

    تبصره ۱: برای انجام تحلیل‌های فوق می‌توان ابتدا حرکت جانبی قاب را مقید نمود. سپس اعضای مهاربندی را از مدل تحلیلی حذف نموده و در اتصال دو انتهای آن‌ها مطابق بندهای (الف) و (ب) فوق، نیروی نظیر آن‌ها به مدل تحلیلی اعمال کرد و پس از آن در حضور بارهای ثقلی با ضرایب بار مربوطه، سازه مورد تحلیل و طراحی قرار گیرد.

    تبصره ۲: در مهاربندهای چند ردیفی در یک طبقه این تحلیل باید در برگیرنده تسلیم و کمانش مهاربندها به صورت پیش رونده از ردیفهای ضعیف به قوی باشد.

۴-۲-۴-۳-۱۰ الزامات سیستم

۱-۴-۲-۴-۳-۱۰ توزیع نیروی جانبی

در هر طبقه و در امتداد هر محور، مهاربندها باید طوری در نظر گرفته شوند که در هر راستای بارگذاری حداقل 30 درصد و حداکثر 70 درصد نیروی جانبی سهم آن محور در کشش تحمل شود، مگر آن که مهاربندهای فشاری دارای مقاومتی بیشتر از آنچه تحلیل سازه برای ترکیبات بار شامل زلزله تشدید یافته نشان می‌دهد، باشند. منظور از محور مهاربندی در این بند، یک یا چند محور مهاربندی شده مستقیم موازی است که به فاصله‌ای کمتر 10 درصد بُعدی ساختمان در پلان، در جهت عمود بر محور، از یکدیگر قرار گرفته باشند.

در مواقعی که در یک محور مهاربندی، مهاربندهای قطری در یک دهانه نباشند، مقاومت‌های موردنیاز دیافراگم، جمع کننده‌ها و اجزای تشکیل دهنده سیستم که باید طوری در نظر گرفته شوند که مطابق الزامات بند ۱۰-۳-۴-۲-۳ نیروهای ناشی از رفتار فرا کمانشی مهاربندها بتوانند بین دهانه‌های مهاربندی شده منتقل شوند. مقاومت‌های موردنیاز جمع کننده لازم نیست از مقاومت موردنیاز به دست آمده از تحلیل شامل نیروی زلزله تشدید یافته (Ω o E) که در آن کلیه مهاربندهای فشاری از مدل حذف شده‌اند، بزرگ‌تر در نظر گرفته شود. همچنین مقاومت موردنیاز جمع کننده‌ها نباید از مقدار به دست آمده از ترکیبات بارگذاری متعارف کمتر در نظر گرفته شود.

۲-۴-۲-۴-۳-۱۰ مهاربندهای به شکل ۷ یا ۸

قاب‌های مهاربندی شده همگرای ویژه با مهاربندهای از نوع ۷ یا ۸ باید دارای شرایط زیر باشند:

  1. تیرهای واقع در دهانه‌های مهاربندی شده باید در حدفاصل بین دو ستون پیوسته باشند.

  2. مقاطع تیرهای واقع در دهانه‌های مهاربندی شده باید از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت نسبت پهنا به ضخامت برابر λ md مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند.

  3. تیرهای دهانه‌های مهاربندی شده باید دارای مهار جانبی کافی برای جلوگیری از کمانش جانبی- پیچشی باشند. برای این منظور در محل اتصال مهاربندها به تیر تعبیه مهار جانبی الزامی است، مگر آنکه تیر دارای مقاومت خارج از صفحه و سختی کافی برای تأمین پایداری در بین دو انتهای مهار شده باشد.

۳-۴-۲-۴-۳-۱۰ مهاربندهای به شکل K

در این نوع قابهای مهاربندی شده استفاده از مهاربندهای به شکل K مجاز نیست.

۴-۴-۲-۴-۳-۱۰ مهاربندهای داری رفتار کششی تنها

در قاب‌های مهاربندی شده همگرای ویژه طراحی مهاربندیها به صورت کششی تنها مجاز نیست.

۵-۴-۲-۴-۳-۱۰ مهاربندهای چند ردیفی در یک طبقه (MT-SCBF)

قاب‌های مهاربندی شده همگرای ویژه با مهاربندهای چند ردیفی در یک طبقه باید دارای شرایط زیر باشند:

  1. در هر یک از ردیفهای مهاربندی، مهاربندها باید به صورت یک جفت کششی - (قرینه نسبت به محور مرکزی دهانه مهاربندی) مورد استفاده قرار گیرند.

  2. اعضای افقی واقع در تراز هر یک از ردیفهای مهاربندی باید الزامات زیر را تأمین نمایند:

    ۱- در تراز هر یک از ردیفهای مهاربندی باید عضو افقی وجود داشته باشد.

    ۲- اعضای افقی که توسط مهاربندهای به شکل ۷ یا ۸ قطع می‌شوند، باید الزامات بخش 10-3-4-2-4-2 را تأمین نمایند. در صورتی که کمانش مهاربندها در خارج از صفحه قاب باشد، در بررسی لزوم یا عدم لزوم به تأمین مهارهای جانبی در طول عضو افقی، لنگرهای پیچشی ناشی از کمانش مهاربند باید در نظر گرفته شود. مقدار لنگر پیچشی ناشی از کمانش مهاربند از طریق رابطه 1.1R y M P s تعیین می‌شود که در آن M P برابر لنگر پلاستیک مقطع عضو مهاربندی و مقدار α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است، ولی لازم نیست از مقاومت خمشی موجود اتصال عضو مهاربندی بزرگتر در نظر گرفته شود.

  3. ستون‌های واقع در دهانه‌های مهاربندی باید الزامات زیر را تأمین نمایند:

    1- در تراز هر یک از ردیفهای مهاربندی، ستون‌ها باید در برابر پیچش مهار شوند.

    ۲- ستون‌ها باید دارای مقاومت موجود کافی در برابر نیروهای ناشی از کمانش مهاربندها باشند. برای تعیین این نیروها، لنگر خمشی عضو مهاربندی باید برابر 1.1R y M P s که در آن M P لنگر پلاستیک مقطع عضو مهاربندی نسبت به محور کمانش و مقدار مقدار α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است، در نظر گرفته شود؛ ولی لازم نیست از مقاومت خمشی موجود اتصال عضو مهاربندی نسبت به محور کمانش عضو مهاربندی بزرگتر در نظر گرفته شود.

    ۳- در کلیه ترکیبات بارگذاری در طراحی ستون‌هایی که تحت اثر بار محوری فشاری قرار دارند، باید آثار مرتبه دوم و نیز آثار ناشی از نواقص هندسی اولیه لحاظ شود. برای این منظور به عنوان یک حداقل باید در تراز هریک از ردیفهای مهاربندی و در خارج از صفحه مهاربندی یک بار جانبی فرضی به میزان 0.006 برابر مؤلفه قائم نیروی فشاری مهاربند در گره موردنظر اعمال شود. در کلیه حالتها مقدار ضریب B 1 (ضریب تشدید برای در نظر گرفتن اثر P-δ) لازم نیست از 2 بزرگ‌تر در نظر گرفته شود.

  4. در تراز هر یک از ردیف‌های مهاربندی مقدار تغییر مکان جانبی نسبی ضمن رعایت الزامات مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ، نباید از 2% ارتفاع ردیف مهاربندی بیشتر باشد.

۵-۲-۴-۳-۱۰ الزامات اعضا

۱-۵-۲-۴-۳-۱۰ الزامات عمومی

مقاطع ستونها، تیرها و اعضای مهاربندی باید از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت نسبت پهنا به ضخامت برابر λ hd مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند. همچنین در مهاربندهای چند ردیفی در یک طبقه، مقاطع تیرهای واقع در تراز ردیف‌های مهاربندی باید از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت نسبت پهنا به ضخامت برابر λ md مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند.

۲-۵-۲-۴-۳-۱۰ اعضای مهاربندی

در قاب‌های مهاربندی شده همگرای ویژه، اعضای مهاربندی باید دارای شرایط زیر باشند:

  1. مقدار نسبت لاغری (KL/r) عضو مهاربندی نباید از 200 بزرگ‌تر باشد.

  2. در مهاربندهای ساخته شده از دو یا چند نیمرخ، در طول عضو مهاربندی فاصله اتصال دهنده‌ها (بست‌ها یا لقمه‌ها) باید طوری باشد که نسبت لاغری حداقل (a/r i ) اجزای تشکیل دهنده مقطع مهاربندی از 0.4 نسبت لاغری تعیین کننده عضو ساخته شده بیشتر نباشد. که در آن:

    مجموع مقاومتهای برشی موجود اتصال دهنده‌ها در طول عضو باید مساوی با بزرگتر از مقاومت کششی موجود هر یک از نیمرخ‌ها باشد. در این محاسبه در مهاربندهای ۷ یا ۸ و قطری طول عضو مهاربندی برابر طول کل مهاربند و در مهاربندهای ضربدری برابر نصف طول کل مهاربندی در نظر گرفته می‌شود. فاصله اتصال دهنده‌ها باید یکنواخت بوده و تعداد آن‌ها در طول عضو مهاربندی حداقل دو عدد باشد. اتصال دهنده‌ها نباید در داخل یک چهارم طول خالص عضو مهاربندی که در وسط مهاربند قرار می‌گیرد، باشد. اگر کمانش عضو مهاربندی طوری باشد که موجب ایجاد برش در اتصال دهنده‌ها نشود، در این صورت در طراحی اتصال دهنده‌ها می‌توان این الزامات را نادیده گرفت.

  3. مقدار سطح مقطع خالص مؤثر عضو مهاربندی نباید از 0.9 سطح مقطع کلی آن کمتر باشد. در مواقعی که در عضو مهاربندی از قطعات تقویتی (ورق یا نیمرخ) استفاده می‌شود، الزامات زیر باید تأمین شوند:

    1- تنش تسلیم قطعات تقویتی باید حداقل برابر تنش تسلیم عضو مهاربندی باشد.

    ۲- اتصالات قطعات تقویتی به عضو مهاربندی باید دارای مقاومت موجود کافی برای توسعه مقاومت مورد انتظار قطعات تقویتی در هر طرف مقطع کاهش یافته باشد.

۳-۵-۲-۴-۳-۱۰ نواحی حفاظت شده

در قاب‌های مهاربندی شده همگرای ویژه، مطابق شکل ۱۰-۳-۴-۲-۱ ، نواحی حفاظت شده که باید الزامات بخش ۱۰-۳-۲-۱۷ را تأمین نمایند، شامل موارد زیر است:

  1. برای مهاربندها یک چهارم طول در قسمت میانی عضو و در دو انتها فاصله‌ای به طول عمق مقطع عضو در صفحه کمانش از بر اتصال عضو مهاربندی به سمت داخل عضو

  2. اجزای اتصال مهاربندها به تیرها و ستونها

    تبصره: به کارگیری اجزای موردنیاز طراحی (از قبیل بست ها، لقمه‌ها، ورق‌های تقویتی و وسایل اتصال آنها) در نواحی حفاظت شده با رعایت الزامات بخش ۱۰-۳-۲-۱۷ بلامانع است.

    تصویر
    شکل ۱۰-۳-۴-۲-۱: نواحی حفاظت شده در مهاربندهای همگرای ویژه

    شکل ۱۰-۳-۴-۲-۱: نواحی حفاظت شده در مهاربندهای همگرای ویژه

۶-۲-۴-۳-۱۰ اتصالات

۱-۶-۲-۴-۳-۱۰ جوش‌های بحرانی لرزه‌ای

در قاب‌های مهاربندی شده همگرای ویژه جوش‌های زیر به عنوان جوش بحرانی لرزه‌ای محسوب می‌شوند و باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱-۶-ب را برآورده نمایند:

  1. جوش شیاری در وصله ستونها

  2. جوش‌های اتصال ستون به کف ستون

    استثناء : در صورتی که آزمایش‌ها یا 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 اتصال تیر به ستون مطابق با شرایط الزامات بند ۱۰-۳-۴-۲-۶-۲-پ

۲-۶-۲-۴-۳-۱۰ اتصال تیر به ستون

در قاب‌های مهاربندی شده همگرای ویژه اگر اتصال ورق گاست (ورق اتصال) هم به تیر و هم به ستون صورت گیرد، در این صورت اتصال تیر به ستون باید مطابق یکی از حالت‌های زیر باشد:

  1. پیکربندی اتصال مطابق ضوابط بند ۱۰-۲-۹-۱-۲-الف به صورت یک اتصال ساده (مفصلی) باشد به نحوی که حداقل 0.025 رادیان قابلیت دوران داشته باشد. در شکل ۱۰-۳-۴-۲-۲ چند نمونه از پیکربندی‌های متداول اتصال مفصلی تیر به ستون که این الزام قابلیت دوران را تأمین می‌نمایند، نشان داده شده است.

  2. پیکربندی اتصال به صورت یک اتصال گیردار باشد و مقاومت خمشی موردنیاز اتصال که باید همراه با مقاومت‌های موردنیاز اتصال مهاربندها در نظر گرفته شود، حداقل برابر کوچکترین دو مقدار زیر باشد:

    ۱- حداکثر مقاومت خمشی مورد انتظار تیر برابر 1.1R y M P s که در آن M p لنگر پلاستیک مقطع تیر، R y برابر نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به تنش تسلیم مشخصه فولاد تیر و مقدار α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است.

    ۲- مجموع حداکثر مقاومت خمشی مورد انتظار ستون‌های بالا و پایین اتصال برابر 1.1(RyFyZ)/αs1.1(\sum R_{y}F_{y}Z)/\alpha _{s} که در آن Z برابر اساس مقطع پلاستیک مقطع ستون، R y برابر نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به تنش تسلیم مشخصه فولاد ستون و F y برابر تنش تسلیم مشخصه فولاد ستون است.

  3. اتصال تیر به ستون به صورت یک اتصال صلب خمشی مطابق الزامات اتصالات گیردار در قابهای خمشی معمولی طراحی شود.

    تصویر
    تصویر
    شکل ۱۰-۳-۴-۲-۲: پیکربندی‌های قابل قبول اتصال مفصلی تیر به ستون در قاب‌های مهاربندی شده با مهاربندهای همگرای ویژه

    شکل ۱۰-۳-۴-۲-۲: پیکربندی‌های قابل قبول اتصال مفصلی تیر به ستون در قاب‌های مهاربندی شده با مهاربندهای همگرای ویژه

۳-۶-۲-۴-۳-۱۰ اتصال اعضای مهاربندی

مقاومت‌های موردنیاز کششی، فشاری و خمشی اتصال اعضای مهاربندی که باید به طور مجزا در نظر گرفته شوند، به شرح زیر هستند:

  1. مقاومت کششی موردنیاز

    مقاومت کششی موردنیاز اتصالات اعضای مهاربندی باید حداقل برابر R y F y A g s در نظر گرفته شود، که در آن :

    تبصره : در اتصالات پیچی مطابق الزامات عمومی در صورت استفاده از سوراخ‌های بزرگ شده در یک لایه از اجزا، اتصال باید از نوع لغزش بحرانی باشد و مقاومت موردنیاز نظیر حالت حدی لغزش بحرانی لازم نیست از مقاومت موردنیاز به دست آمده از ترکیبات مختلف بارگذاری شامل نیروی زلزله تشدید یافته (Ω o E) بزرگ‌تر در نظر گرفته شود.

  2. مقاومت فشاری موردنیاز

    مقاومت فشاری موردنیاز اتصالات اعضای مهاربندی باید حداقل برابر کوچک‌ترین مقدار از بین R y F y A g s و 1.1F cre A g s در نظر گرفته شود که در آن:

  3. مقاومت خمشی موردنیاز

    اس اتصال اعضای مهاربندی باید دارای مقاومت خمشی موردنیاز حداقل برابر 1.1R y M P s باشد که در آن، M P لنگر خمشی پلاستیک مقطع عضو مهاربندی حول محور کمانش بحرانی مقطع است. در صورت حاکم بودن کمانش خارج از صفحه مهاربندی و تأمین شرایط مناسب سازگاری ورق اتصال با کمانش خارج از صفحه، نظیر تأمین فاصله حداقل 2t مطابق شکل ۱۰-۳-۴-۲-۳ بین انتهای مهاربند تا خط آزاد خمش، لزومی به در نظر گرفتن مقاومت خمشی موردنیاز نیست.

    تصویر
    شکل ۱۰-۳-۴-۲-۳ : سازگاری ورق اتصال (ورق گاست) با کمانش خارج از صفحه عضو مهاربندی

    شکل ۱۰-۳-۴-۲-۳ : سازگاری ورق اتصال (ورق گاست) با کمانش خارج از صفحه عضو مهاربندی

  4. ورق اتصال مهاربندی

    برای کمانش خارج از صفحه اعضای مهاربندی، جوش‌های متصل به تیر و ستون ورق اتصال باید دارای مقاومت برشی موجود حداقل برابر 0.6R y F y t p L/α s باشند که در آن:

    تبصره : در صورت تأمین فاصله 2t (مطابق شکل ۱۰-۳-۴-۲-۳ )، به جای استفاده از الزام فوق این جوش‌ها می‌توانند براساس بزرگ‌ترین مقدار به دست آمده از حالت‌های زیر طراحی شوند:

    ۱- نیروهای ایجادشده در لبه‌های ورق اتصال ناشی از مقاومت فشاری موردنیاز اتصال عضو مهاربندی (مطابق بند ب)

    ۲- نیروهای ایجادشده در لبه‌های ورق اتصال ناشی از 0.3 مقاومت فشاری موردنیاز اتصال عضو مهاربندی در ترکیب با اثر مقاومت خمشی مورد انتظار ورق اتصال نسبت به محور ضعیف آن در محل خط آزاد خمش

۷-۲-۴-۳-۱۰ 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 غیرمستقیم نباید از M p min s و مقاومت برشی موردنیاز آن‌ها نباید از (Mp)/(αsHc)\left ( \sum M_{p} \right )/\left ( \alpha _{s}H_{c} \right ) کمتر در نظر گرفته شود، که در آن :

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

۳-۴-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای قاب‌های مهاربندی شده واگرا (EBF)

۱-۳-۴-۳-۱۰ الزامات عمومی

قاب‌های مهاربندی شده واگرا (EBF) قاب‌هایی هستند که در آن‌ها در دهانه مهاربندی یک انتهای مهاربندها با فاصله نسبتاً کمی از یکدیگر روی محور طولی تیر یا با فاصله نسبتاً کمی از گره اتصال تیر به ستون، به تیر متصل می‌شوند و موجب تشکیل تیر پیوند که تحت اثر برش و خمش قرار می‌گیرد، می‌شود. به ناحیه‌ای که بین نقاط تلاقی محورهای دو عضو قطری مهاربندی روی تیر تشکیل می‌شود تیر پیوند میانی و به فاصله‌ای که بین نقطه تلاقی محور عضو مهاربندی تا گره اتصال تیر به ستون قرار دارد، تیر پیوند کناری گفته می‌شود. در این نوع قابها ظرفیت تغییر شکل غیر الاستیک سیستم مهاربندی عمدتاً از طریق تسلیم برشی یا خمشی تیر پیوند تأمین می‌شود. در این نوع قاب‌های مهاربندی شده تعهید سوراخ در جان تیرهای پیوند مجاز نیست. همچنین توصیه می‌شود در جان تیر خارج از ناحیه تیر پیوند سوراخی تعبیه نشود. در صورت لزوم به تعهیه سوراخ دسترسی در جان تیر خارج از ناحیه تیر پیوند، اطراف آن باید به نحوی تقویت گردد که مقاومتهای موجود (مقاومت‌های طراحی در LRFD و مقاومتهای مجاز در ASD) در مقطع سوراخ دار از مقاومت‌های موجود مقطع کامل تیر کمتر نباشد.

در شکل ۱۰-۳-۴-۳-۱ چند نمونه از قاب‌های مهاربندی شده واگرا و اجزای کلیدی تشکیل دهنده آن نشان داده شده است.

تصویر
شکل ۱۰-۳-۴-۳-۱: چند نمونه متداول از قاب‌های مهاربندی شده واگرا

شکل ۱۰-۳-۴-۳-۱: چند نمونه متداول از قاب‌های مهاربندی شده واگرا

۲-۳-۴-۳-۱۰ مبانی طراحی

در طراحی اعضا و اتصالات قاب‌های مهاربندی شده واگرا علاوه بر الزامات متعارف فصل‌های 10-1 و ۱۰-۲ و نیز الزامات لرزه‌ای عمومی بخش ۱۰-۳-۲ باید الزامات لرزه‌ای این بخش نیز رعایت شود. در این گونه مهاربندها خروج از مرکزیت کمتر از عمق تیر در اتصال مهاربند به تیر و در خارج از ناحیه تیر پیوند مجاز است، مشروط بر اینکه آثار این خروج از مرکزیت در طراحی اعضا و اتصالات لحاظ شوند و این خروج از مرکزیت منبع مورد انتظار ظرفیت تغییر شکل فرا ارتجاعی سیستم را تغییر ندهد.

۳-۳-۴-۳-۱۰ الزامات تحلیل

در قاب‌های مهاربندی شده واگرا مقاومت موردنیاز اعضای مهاربندی و اتصالات آن‌ها، ستون‌ها و تیرهای خارج از ناحیه تیر پیوند باید براساس نیروی زلزله محدود به ظرفیت (E cl ) که در تیرهای پیوند ایجاد می‌گردد، تعیین شوند. برای این منظور این مقاومتهای موردنیاز باید براساس تحلیلی که تحت اثر بارهای ثقلی (با ضرایبی که در حضور نیروی زلزله مورد استفاده قرار می‌گیرند) و اثرات لرزه‌ای که موجب ایجاد برشی برابر 1.25R y V n s در تیرهای پیوند با مقطع I شکل و 1.4R y V n s در تیرهای پیوند با مقطع قوطی شکل و نیروهای نظیر آن‌ها در دو انتهای تیر پیوند می‌شود، با رعایت استثناهای زیر، تعیین شود؛ که در آن: V n مقاومت برشی اسمی تیر پیوند مطابق ضوابط بخش ۱۰-۳-۴-۳-۵-۲-ب ، R y نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به تنش تسلیم مشخصه فولاد تیر پیوند و α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است.

استثناها:

(۱) در طراحی تیرهای خارج از ناحیه تیر پیوند می‌توان اثرات لرزه‌ای ناشی از نیروی برشی و لنگر خمشی مذکور را با ضریب 0.88 کاهش داد.

(۲) در تحلیل مذکور می‌توان از لنگرهای خمشی ناشی از تغییر مکان جانبی نسبی طبقه صرف نظر نمود. در صورتی که ستون در فاصله بین دو انتهای خود تحت اثر نیروی جانبی قرار بگیرد، در تعیین مقاومتهای موردنیاز مذکور باید آثار لنگر خمشی ناشی از این نیروی جانبی در نظر گرفته شود.

۴-۳-۴-۳-۱۰ الزامات سیستم

۱-۴-۳-۴-۳-۱۰ دوران تیر پیوند

دوران غیر الاستیک تیر پیوند نسبت به ناحیه خارج از آن (γ P ) که باید براساس تغییر مکان جانبی نسبی غیرخطی طبقه (Δ M ) محاسبه شود، نباید از مقادیر زیر بیشتر باشد:

  1. 0.08 رادیان برای حالتی که طول تیر پیوند مساوی یا کمتر از 1.6M P /V P باشد.

  2. 0.02 رادیان برای حالتی که طول تیر پیوند مساوی با بزرگتر از 2.6M P /V P باشد.

    تبصره ۱: برای مقادیر طول تیر پیوند بین دو مقدار 1.6M P /V P و 2.6M P /V P برای تعیین مقدار و مجاز دوران غیر الاستیک تیر پیوند می‌توان از درون یابی خطی بهره برد.

    تبصره ۲: دوران غیر الاستیک تیر پیوند نسبت به ناحیه خارج از آن (γ p ) در حالتی که تغییر مکان جانبی نسبی طبقه برابر تغییر مکان جانبی نسبی طرح فرض می‌شود را می‌توان از روابط مندرج در شکل ۱۰-۳-۴-۳-۲ تعیین نمود.

    تبصره 3: در تعیین حداکثر دوران غیر الاستیک تیر پیوند نسبت به ناحیه خارج از آن. برای محاسبه تغییر مکان جانبی نسبی غیرخطی طبقه (Δ M ) ضریب اهمیت ساختمان را می‌توان همواره برابر واحد در نظر گرفت.

    تصویر
    شکل ۱۰-۳-۴-۳-۲: دوران غیر الاستیک تیر پیوند نسبت به ناحیه خارج از آن (γP)

    شکل ۱۰-۳-۴-۳-۲: دوران غیر الاستیک تیر پیوند نسبت به ناحیه خارج از آن (γP)

۲-۴-۳-۴-۳-۱۰ مهار جانبی تیر پیوند

در دو انتهای تیر پیوند میانی و انتهای منتهی به مهاربند تیر پیوند کناری با مقطع I شکل در بال‌های فوقانی و تحتانی باید مهارهای جانبی تعبیه شود. مهارهای جانبی باید دارای مقاومت موجود و سختی کافی مطابق ضوابطی که در بند ۱۰-۳-۲-۸-۳ برای مکان‌های مورد انتظار مفصل پلاستیک الزام شده است، باشند.

۵-۳-۴-۳-۱۰ الزامات اعضا:

۱-۵-۳-۴-۳-۱۰ الزامات عمومی:

  1. مقاطع اعضای مهاربندی باید از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λ md مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند.

  2. مقاطع ستون‌های نظیر دهانه‌های مهاربندی باید از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λ hd مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند.

  3. تیر (یا تیرهای ) خارج از ناحیه تیر پیوند، اگر دارای مقطع متفاوت با مقطع تیر پیوند باشند، باید دارای مقطع از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λ md مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند.

    تبصره : اگر تیر خارج از ناحیه پیوند دارای مقطع یکسان با مقطع تیر پیوند باشد، در این صورت مقاومت‌های موجود آن باید برابر مقاومت‌های مورد انتظارش در نظر گرفته شود. به عبارت دیگر، در تعیین مقاومتهای موجود تیر خارج از ناحیه پیوند به جای را می‌توان از R y F y استفاده کرد که در آن، R y برابر نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به تنش تسلیم مشخصه فولاد تیر و F y برابر تنش تسلیم مشخصه فولاد تیر است.

۲-۵-۳-۴-۳-۱۰ الزامات تیر پیوند

  1. محدودیت‌ها

    1- مقطع تیر پیوند باید از نوع I شکل (نوردشده یا ساخته شده از ورق) یا از نوع قوطی شکل ساخته شده از ورق باشد. استفاده از مقاطع قوطی شکل نوردشده برای تیر پیوند مجاز نیست.

    ۲- تیرهای پیوند باید دارای مقطع از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λ hd مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند.

    استثنا : برای تیرهای پیوند دارای مقطع I شکل و با طول e≤1.6M P /V P بال‌های مقطع می‌توانند از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λ md مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند. همچنین برای تیرهای پیوند دارای مقطع قوطی شکل و با طول e≤1.6M P /V P جان‌های مقطع می‌توانند از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λ md مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند.

    3- جان (یا جانها) باید از یک ورق تک بدون هرگونه ورق مضاعف متصل به آن در نظر گرفته شود و در آن نباید هیچ گونه بازشویی ایجاد شود.

    ۴- در تیرهای پیوند ساخته شده از ورق، اتصال جان (یا جانها) به بال تیر باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل باشد.

    ۵- تیرهای پیوند با مقطع قوطی شکل ساخته شده از ورق باید دارای شرایط I y >0.67I x باشند که در آن I y ممان اینرسی مقطع تیر پیوند حول محور مرکزی در امتداد جانهای مقطع و I x ممان اینرسی مقطع تیر پیوند حول محور مرکزی عمود بر امتداد جانهای مقطع است.

  2. مقاومت برشی اسمی تیر پیوند

    مقاومت برشی موجود تیر پیوند مقاومت برشی طراحی (ø v V n ) در LRFD و مقاومت برشی مجاز (V n v ) در ASD] باید برابر کوچک‌ترین مقدار محاسبه شده براساس حالت‌های حدی تسلیم برشی در جان مقطع و تسلیم خمشی در دو انتهای تیر پیوند در مقطع کلی در نظر گرفته شود که در آن، ø v ضریب کاهش مقاومت برابر 0.9، Ω v ضریب اطمینان برابر 1.67 و V n مقاومت برشی اسمی تیر پیوند است که باید به شرح زیر در نظر گرفته شود:

    ۱- براساس تسلیم برشی در جان مقطع

    V n =V P

    ۲- براساس تسلیم خمشی در مقطع کلی

    Vn=2MpeV_{n}=\frac{2M_{p}}{e}

    در روابط فوق:

    $V_{p}=\left\{\begin{matrix}
    0.6F_{y} A_{lw}& \alpha _{s}P_{r}/P_{y}\leq 0.15 \\\\
    0.6F_{y} A_{lw}\sqrt{1-(\alpha _{s}P_{r}/P_{y})^{2}}& \alpha _{s}P_{r}/P_{y}>0.15&
    \end{matrix}\right.$

    $M_{p}=\left\{\begin{matrix}
    F_{y} Z& \alpha _{s}P_{r}/P_{y}\leq 0.15 \\\\
    F_{y} Z\left (\frac{1-\alpha _{s}P_{r}/P_{y}}{0.85} \right )& \alpha _{s}P_{r}/P_{y}>0.15&
    \end{matrix}\right.$

  3. طول تیر پیوند تیرهای پیوندی که دارای شرط α s P r /P y >0.15 هستند، باید محدودیت زیر را برآورده نمایند:

    1- در صورتی که ρ'≤0.5 باشد:

    e1.6MpVpe\leq \frac{1.6M_{p}}{V_{p}}

    2- در صورتی که ρ'>0.5 باشد:

    e1.6MpVp(0.150.3ρ)e\leq \frac{1.6M_{p}}{V_{p}}(0.15-0.3\rho ')

    در روابط فوق:

    ρ=Pr/PyVr/Vy\rho '=\frac{P_{r}/P_{y}}{V_{r}/V_{y}}

    تبصره : برای تیرهای پیوندی که دارای شرایط α s P r /P y >0.15 هستند، هیچ محدودیتی برای طول تیر پیوند وجود ندارد، لیکن به منظور تأمین الزامات بند ۱۰-۳-4-3-4-1 ممکن است به تیرهای پیوندی با طول کوتاه‌تر نیاز باشد.

  4. سخت کننده‌های تیر پیوند

    تیرهای پیوند باید با سخت کننده در محل اتصال انتهای مهاربند به تیر و نیز تعدادی سخت کننده میانی در طول تیر پیوند تقویت شوند. مشخصات این سخت کننده‌ها باید بر اساس ضوابط بندهای زیر در نظر گرفته شوند:

  5. -۱) سخت کننده‌های تیرهای پیوند با مقطع

    Iشکل

    تیرهای پیوند باید با سخت کننده در محل اتصال انتهای مهاربند به تیر تقویت شوند. این سخت کننده‌ها باید به صورت یک جفت در دو طرف جان و در تمام ارتفاع آن تعبیه گردند. پهنای هریک از این سخت کننده‌ها نباید از ( 12bftw\frac{1}{2}b_{f}-t_{w}) و ضخامت آن‌ها نباید از 0.75t w یا 10 میلی متر هرکدام بزرگتر باشد)، کمتر انتخاب شود که در آن، b f پهنای بال تیر پیوند و t w ضخامت جان مقطع تیر پیوند است.

    در شرایط زیر تیر پیوند باید دارای سخت کننده‌های میانی نیز باشد:

    ۱- در مواردی که طول تیر پیوند کوچکتر یا مساوی 1.6M P /V P باشد. در این گونه موارد فاصله سخت کننده‌های میانی نباید بیشتر از 30t w -d/5 برای تیرهای پیوند با زاویه دوران 0.08 رادیان و 52t w -d/5 برای تیرهای پیوند با زاویه دوران 0.02 رادیان در نظر گرفته شود. برای تعیین فاصله سخت کننده‌های میانی در تیرهای پیوند با زاویه دوران بین دو مقدار 0.02 و 0.08 رادیان می‌توان از درون یابی خطی استفاده نمود.

    ۲- در مواردی که طول تیر پیوند در محدوده 2.6M P /V P ≤e≤5M P /V P باشد، تعبیه یک سخت کننده میانی به فاصله 1.5b f در هر یک از دو انتهای تیر پیوند الزامی است. در مواردی که طول تیر پیوند بزرگتر از 5M P /V P باشد، تعبیه سخت کننده‌های میانی در طول تیر پیوند الزامی نیست.

    ۳- در مواردی که طول تیر پیوند در محدوده 1.6M P /V P ≤e≤2.6M P /V P باشد، تیر پیوند باید دارای سخت کننده‌های میانی باشد. در این گونه موارد سخت کننده‌های میانی باید الزامات هر دو شرط (۱) و (۲) در فوق را تأمین نمایند.

    ۴- سخت کننده‌های موردنیاز برای شرایط (۱) تا (۳) در فوق، باید در تمام ارتفاع تیر پیوند تعبیه شوند. این سخت کننده‌ها در تیرهای با ارتفاع 650 میلی متر و بیشتر باید به صورت جفت و در دو سمت جان تعبیه شوند. در تیرهای با ارتفاع کمتر از 650 میلی متر می‌توان این سخت کننده‌ها را به صورت تکی و در یک سمت جان تیر پیوند تعبیه نمود. پهنای هریک از سخت کننده‌های میانی نباید از 12bftw\frac{1}{2}b_{f}-t_{w} و ضخامت آن‌ها نباید از t w یا 10 میلی متر (هر کدام بزرگتر باشد)، کمتر انتخاب شود.

    چنانچه اتصال سخت کننده‌های انتهایی و میانی به جان و بال‌های تیر پیوند از طریق جوش گوشه برقرار گردد، در این صورت مقاومت موردنیاز اتصال سخت کننده‌ها به جان تیر پیوند باید حداقل برابر F y A st s و مقاومت موردنیاز اتصال سخت کننده‌ها به هر یک از بال‌های تیر پیوند باید حداقل برابر با 14FyAst/αs\frac{1}{4}F_{y}A_{st}/\alpha _{s} در نظر گرفته شود که در آن F y تنش تسلیم مشخصه فولاد سخت کننده‌ها، A st سطح مقطع عرضی هریک از سخت کننده‌ها و α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است.

    تصویر
    شکل ۱۰-۳-۴-۳-۳: تیر پیوند با مقطع I شکل و سخت کننده‌های موردنیاز

    شکل ۱۰-۳-۴-۳-۳: تیر پیوند با مقطع I شکل و سخت کننده‌های موردنیاز

  6. -۲) سخت کننده‌های تیرهای پیوند با مقطع قوطی شکل

    تیرهای پیوند با مقطع قوطی شکل باید با سخت کننده در محل اتصال انتهای مهاربندی به تیر تقویت شوند. این سخت کننده‌ها باید در یک سمت هر یک از جانها و در تمام ارتفاع آن تعبیه گردند و اتصال آن‌ها به هریک از جانها از داخل یا خارج مقطع قوطی شکل مجاز است. پهنای هریک از این سخت کننده‌ها نباید از b/2 و ضخامت آن‌ها نباید از 0.75t w یا 12 میلی متر (هرکدام بزرگتر باشد)، کمتر انتخاب شود که در آن، b پهنای داخلی بال مقطع تیر پیوند و t w ضخامت هریک از جانهای مقطع تیر پیوند است.

    در شرایط زیر تیر پیوند با مقطع قوطی شکل باید دارای سخت کننده‌های میانی نیز باشد:

    ۱- در مواردی که طول تیر پیوند کوچکتر یا مساوی 1.6M P /V P بوده و جانها دارای نسبت ارتفاع به ضخامت (h/t w )، بزرگ‌تر یا مساوی 0.67E/RyFy0.67\sqrt{E/R_{y}F_{y}} باشند. در این گونه موارد فاصله سخت کننده‌های میانی نباید بیشتر از [20t w - 18\frac{1}{8} (d-2t f )] در نظر گرفته شود.

    ۲- در مواردی که طول تیر پیوند کوچکتر یا مساوی 1.6M P /V P بوده و جانها دارای نسبت ارتفاع به ضخامت (h/t w )، کوچک‌تر از 0.67E/RyFy0.67\sqrt{E/R_{y}F_{y}} باشند. تعبیه سخت کننده‌های میانی در طول تیر پیوند الزامی نیست.

    ۳- در مواردی که طول تیر پیوند بزرگتر از 1.6M P /V P باشد، تعبیه سخت کننده‌های میانی در طول تیر پیوند الزامی نیست.

    سخت کننده‌های میانی باید در تمام ارتفاع جان تیر پیوند تعبیه شوند و اتصال آن‌ها به هریک از جانها از داخل یا خارج مقطع قوطی شکل مجاز است. اتصال سخت کننده‌های انتهایی و میانی داخلی به بال‌های مقطع قوطی شکل الزامی نبوده و باید از طریق جوش به جانهای مقطع تیر پیوند انجام شود ولی اتصال سخت کننده‌های انتهایی و میانی خارجی به بال‌های مقطع قوطی شکل الزامی است. اگر اتصال سخت کننده‌های انتهایی و میانی به جان تیر پیوند از طریق جوش گوشه برقرار گردد، در این صورت مقاومت موردنیاز اتصال هر یک از سخت کننده‌ها به جان تیر پیوند باید حداقل برابر F y A st s در نظر گرفته شود. همچنین اگر اتصال سخت کننده‌های انتهایی و میانی خارجی به بال‌های مقطع قوطی شکل از طریق جوش گوشه برقرار گردد، در این صورت مقاومت موردنیاز اتصال هر یک از سخت کننده‌های خارجی به هر یک از بال‌های تیر پیوند باید حداقل برابر 14\frac{1}{4}F y A st s در نظر گرفته شود که در آن، F y تنش تسلیم مشخصه فولاد سخت کننده‌ها، A st سطح مقطع عرضی هریک از سخت کننده‌ها و α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است.

۳-۵-۳-۴-۳-۱۰ نواحی حفاظت شده

در قاب‌های مهاربندی شده واگرا سرتاسر طول تیر پیوند به عنوان ناحیه حفاظت شده محسوب می‌شود و باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱۷ را تأمین نماید.

۶-۳-۴-۳-۱۰ اتصالات

۱-۶-۳-۴-۳-۱۰ جوش‌های بحرانی لرزه‌ای

در قاب‌های مهاربندی شده واگرا جوش‌های زیر به عنوان جوش بحرانی لرزه‌ای محسوب می‌شوند و باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱-۶-ب را برآورده نمایند:

  1. جوش شیاری در وصله‌های ستون

  2. جوش‌های اتصال ستون به کف ستون

    استثناء : در صورتی که آزمایش‌ها یا تحلیل‌ها نشان دهند که امکان تشکیل مفاصل پلاستیک در پای ستون یا در نزدیکی آن وجود ندارد و ضمن 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 اتصال تیر به ستون که الزامات بخش ۱۰-۳-۴-۳-۶-۲ بند (پ) را تأمین می‌کنند.

  4. جوش‌های اتصال بالها و جان تیر پیوند به ستون برای تیرهای پیوند متصل به ستون

  5. جوش‌های اتصال جان تیر پیوند ساخته شده از ورق به بالها

۲-۶-۳-۴-۳-۱۰ اتصالات تیرهای خارج از ناحیه پیوند به ستون

اتصالات تیرهای خارج از ناحیه تیر پیوند به ستون باید دارای شرایط زیر باشند.

در قاب‌های مهاربندی شده واگرا اگر اتصال ورق گاست (ورق اتصال) هم به تیر و هم به ستون صورت گیرد، در این صورت اتصال تیر به ستون باید مطابق یکی از حالت‌های زیر باشد:

  1. پیکربندی اتصال مطابق ضوابط بند ۱۰-۲-۹-۱-۲ به صورت یک اتصال ساده (مفصلی) باشد به نحوی که حداقل 0.025 رادیان قابلیت دوران داشته باشد.

  2. پیکربندی اتصال به صورت یک اتصال گیر دار باشد و مقاومت خمشی موردنیاز اتصال که باید همراه با مقاومت‌های موردنیاز اتصال مهاربندها در نظر گرفته شود، حداقل برابر کوچکترین دو مقدار زیر باشد:

    ۱- حداکثر مقاومت خمشی مورد انتظار تیر برابر 1.1R y M P s است، که در آن M P برابر لنگر پلاستیک مقطع تیر، R y برابر نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به تنش تسلیم مشخصه فولاد تیر و مقدار α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است.

    ۲- مجموع حداکثر مقاومت خمشی مورد انتظار ستون‌های بالا و پایین اتصال برابر 1.1(RyFyZ)/αs1.1(\sum R_{y}F_{y}Z)/\alpha _{s} است که در آن Z برابر اساس مقطع پلاستیک مقطع ستون، R y برابر نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به تنش تسلیم مشخصه فولاد ستون، F y برابر تنش تسلیم مشخصه فولاد ستون و مقدار α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است.

  3. اتصال تیر به ستون به صورت یک اتصال صلب خمشی مطابق الزامات اتصالات گیردار در قابهای خمشی معمولی طراحی شود.

۳-۶-۳-۴-۳-۱۰ اتصال اعضای مهاربندی

در قاب‌های مهاربندی شده واگرا اتصالات اعضای مهاربندی باید دارای شرایط زیر باشند:

1- در صورتی که تیر پیوند به ستون متصل نباشد، اتصالات اعضای مهاربندی می‌توانند به صورت مفصلی یا گیردار طراحی شوند.

۲- در صورتی که تیر پیوند به ستون متصل باشد، اتصالات اعضای مهاربندی باید به صورت صلب (گیردار کامل) طراحی شوند.

در هر دو حالت فوق مقاومتهای موردنیاز اتصالات اعضای مهاربندی می‌تواند بر اساس بزرگترین مقدار از بین نیروهای حاصل از ترکیبات بارگذاری متعارف و نیروهای حاصل از الزامات بند 10-3-4-3-3 در نظر گرفته شود. اگر اتصال اعضای مهاربندی از نوع پیچی و با سوراخ‌های بزرگ شده باشد، در این صورت مقاومت موردنیاز مربوط به حالت حدی لغزش بحرانی نباید از نیروهای ناشی از ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته (Ω o E) کمتر در نظر گرفته شود.

۴-۶-۳-۴-۳-۱۰ اتصالات تیرهای پیوند به ستون

اتصالات تیرهای پیوند به ستون باید دارای شرایط زیر باشند:

  1. اتصالات تیرهای پیوند به ستون باید به صورت صلب (گیردار کامل) طراحی شوند.

  2. اتصالات تیرهای پیوند به ستون باید مطابق الزامات بند ۱۰-۳-۴-۳-۴-۱ توانایی دوران غیر الاستیک تیر پیوند را بدون کاهش مقاومت دارا باشند.

  3. مقاومت برشی موردنیاز اتصال تیر پیوند به ستون باید حداقل برابر R y V n s باشد که در آن، V n مقاومت برشی اسمی تیر پیوند مطابق الزامات بند ۱۰-۳-۴-۳-۵-۲-ب ، R y نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به تنش تسلیم مشخصه فولاد تیر پیوند و α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است.

  4. مقاومت خمشی موردنیاز اتصال تیر پیوند به ستون باید برابر کوچکترین دو مقدار M P s و eV n s در نظر گرفته شود که در آن M P لنگر پلاستیک مقطع تیر پیوند، V n مقاومت برشی اسمی تیر پیوند مطابق الزامات بند ۱۰-۳-۴-۳-۳ و مقدار α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است.

۷-۳-۴-۳-۱۰ وصله ستون

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 غیرمستقیم نباید از M Pmin s و مقاومت برشی موردنیاز آن‌ها نباید از (MP)/(αsHc)(\sum M_{P})/(\alpha _{s}H_{c}) کمتر در نظر گرفته شود، که در آن:

تبصره : در هر حال مقاومت محوری موجود وصله هر جزء 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:

۴-۴-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای مهاربندهای کمانش تاب (BRBF)

۱-۴-۴-۳-۱۰ الزامات عمومی

قاب‌های مهاربندی شده با مهاربندهای کمانش تاب (BRBF) به قاب‌هایی گفته می‌شوند که از آن‌ها انتظار تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی قابل ملاحظه‌ای از طریق تسلیم هسته فولادی در کشش و فشار تحت اثر نیروی جانبی ناشی از زلزله طرح می‌رود. این نوع قابها متشکل از اعضای مهاربندی کمانش تاب هستند که به صورت همگرا مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این نوع قابها، فقط پیکربندی‌های قطری و به شکل ۷ یا ۸ مجاز هستند.

در شکل ۱۰-۳-۴-۴-۱ اجزای تشکیل دهنده یک مهاربند کمانش تاب نشان داده شده است. مطابق این شکل، هسته فولادی مهاربند کمانش تاب از سه بخش جاری شونده، انتقالی و متصل شونده تشکیل می‌شود. مهاربندهایی می‌توانند به عنوان مهاربند کمانش تاب در نظر گرفته شوند که مطابق الزامات بخش ۱۰-۳-۹ مورد آزمایش قرار گرفته و صحت عملکرد آن‌ها تأیید شده باشد.

تصویر
شکل ۱۰-۳-۴-۴-۱: نمونه‌ای از اجزای یک مهاربند کمانش تاب

شکل ۱۰-۳-۴-۴-۱: نمونه‌ای از اجزای یک مهاربند کمانش تاب

۲-۴-۴-۳-۱۰ مبانی طراحی

در طراحی اعضا و اتصالات قاب‌های مهاربندی شده کمانش تاب، علاوه بر الزامات متعارف فصل‌های 10-1 و ۱۰-۲ و نیز الزامات لرزه‌ای عمومی بخش ۱۰-۳-۲ ، باید الزامات لرزه‌ای این بخش نیز رعایت شود. در این گونه مهاربندها خروج از مرکزیت کمتر از عمق تیر مجاز است مشروط بر اینکه برآیند نیروهای اعضا و اتصالات در طراحی لحاظ شوند و منبع مورد انتظار ظرفیت تغییر شکل غیر الاستیک تغییر نکند.

طراحی، آزمایش و جزئیات بندی عضو مهاربندی باید به نحوی انجام پذیرد که تغییر شکل‌های مورد انتظار را تأمین نماید. تغییر شکل‌های مورد انتظار، بیشترین مقدار به دست آمده از بین تغییر مکان جانبی نسبی طبقه معادل 2 درصد ارتفاع طبقه و دو برابر تغییر مکان جانبی نسبی غیرخطی محاسیه شده برای طبقه (2Δ m ) است که تغییر شکل مهاربند تحت اثر بارهای ثقلی (در صورت وجود) باید به مقدار فوق اضافه گردد. این تغییرشکل باید از طریق مجموع تغییر شکل‌های الاستیک و غیر الاستیک عضو مهاربند تأمین گردد.

۱-۲-۴-۴-۳-۱۰ مقاومت اصلاح شده مهاربند

مقاومت اصلاح شده مهاربند کمانش تاب باید بر مبنای الزامات این بخش تعیین شود. مطابق این ضوابط، بخش‌های انتقالی و متصل شونده عضو مهاربندی باید قادر به تحمل نیروهای متناظر با مقاومت اصلاح شده مهاربند باشند. مقاومت اصلاح شده مهاربند در فشار برابر βωR y P ysc و مقاومت اصلاح شده مهاربند در کشش برابر ωR y P ysc است که در آن:

تبصره: در صورتی که P ysc براساس تنش تسلیم آزمایش کشش استاندارد بر روی فولاد هسته مهاربند تعیین شده باشد، نیازی به اعمال ضریب R y نیست.

۲-۲-۴-۴-۳-۱۰ ضرایب اصلاحی β و ω

ضریب اصلاح مقاومت فشاری (β) باید براساس نسبت حداکثر نیروی فشاری به حداکثر نیروی کششی نمونه آزمایش شده، مطابق نتایج آزمون تأیید مهاربندهای کمانش تاب معرفی شده در بخش ۱۰-۳-۹ در تغییر شکل‌های مورد انتظار مهاربند محاسبه شود. تغییر شکل مورد انتظار مهاربند باید براساس تغییر شکل نسبی طبقه که در بند ۱۰-۳-۴-۴-۲ مشخص شده، در نظر گرفته شود. برای تعیین مقدار β باید حداقل دو آزمون انجام شود و بزرگترین مقدار به دست آمده از این دو آزمون به عنوان مقدار ضریب اصلاحی در نظر گرفته شود. مقدار β درهرحال نباید کوچکتر از 1.0 در نظر گرفته شود.

ضریب اصلاح سخت شوندگی کرنش (ω) باید براساس نسبت مقاومت کششی حداکثر نمونه آزمایش شده مطابق آزمون تأیید مهاربندهای کمانش تاب معرفی شده در بخش ۱۰-۳-۹ در تغییر شکل‌های مورد انتظار، به مقاومت تسلیم اندازه گیری شده نمونه آزمایشی (P ysc ) محاسبه شود. برای تعیین مقدار ω باید حداقل دو آزمون انجام شود و بزرگترین مقدار به دست آمده از این دو آزمون به عنوان مقدار ضریب اصلاحی در نظر گرفته شود. در صورتی که فولاد هسته مرکزی نمونه آزمایش شده با مهاربند اصلی سازگار نباشد، ضریب اصلاحی ω باید براساس آزمایش کششی استاندارد بر روی مصالح هسته مهاربند در نظر گرفته شود.

۳-۴-۴-۳-۱۰ الزامات تحلیل

مقاومت موردنیاز ستونها، تیرها و اتصالات مهاربندهای کمانش تاب، باید براساس نیروی زلزله محدود به ظرفیت هسته مهاربند (E cl ) تعیین شود.

تبصره : برای انجام این تحلیل می‌توان ابتدا حرکت جانبی قاب را مقید نمود؛ سپس اعضای مهاربندی را از مدل تحلیلی حذف نموده و در اتصال دو انتهای آن‌ها مقاومت‌های اصلاح شده این اعضا که بر ضریب α s تقسیم شده‌اند، را به مدل تحلیلی اعمال کرد و پس از آن در حضور بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه)، سازه را مورد تحلیل و طراحی قرار داد. مقدار α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است.

۴-۴-۴-۳-۱۰ الزامات سیستم

۱-۴-۴-۴-۳-۱۰ مهاربندهای ۷ یا ۸

قاب‌های مهاربندی شده با مهاربندهای کمانش تاب و از نوع ۷ یا ۸ باید دارای شرایط زیر باشند:

  1. تیرهای واقع در دهانه‌های مهاربندی شده باید در حدفاصل ستون‌ها پیوسته باشند.

  2. مقاطع تیرهای واقع در دهانه‌های مهاربندی شده باید از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت نسبت پهنا به ضخامت برابر l md مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۴ باشند.

  3. مقاومت موردنیاز تیرهای دهانه‌های مهاربندی شده و اتصالات و اعضای نگهدارنده آن‌ها باید براساس الزامات بند ۱۰-۳-۴-۴-۳ تعیین شود.

  4. تیرهای دهانه‌های مهاربندی شده باید دارای مهار جانبی کافی برای جلوگیری از کمانش جانبی - پیچشی باشند. برای این منظور در محل اتصال مهاربندها به تیر تعبیه مهار جانبی الزامی است، مگر آنکه تیر بدون مهار جانبی دارای مقاومت خارج از صفحه و سختی کافی برای تأمین پایداری در بین دو انتهای مهارشده، باشد.

۲-۴-۴-۴-۳-۱۰ مهاربندهای به شکل K

در قاب‌های مهاربندی شده کمانش تاب، استفاده از مهاربندهای به شکل K مجاز نیست.

۳-۴-۴-۴-۳-۱۰ توزیع نیروی جانبی

در صورتی که در طبقه‌ای از ساختمان، در هر خط مهاربندی مقدار ضریب اصلاح مقاومت فشاری (β)، معرفی شده در بند ۱۰-۳-۴-۴-۲-۱ ، از 1.3 بیشتر باشد، مهاربندهای آن طبقه باید به شکلی پیکربندی شوند که در هر راستای بارگذاری حداقل 30 درصد و حداکثر 70 درصد نیروی جانبی سهم آن محور، توسط مهاربندهای کششی تحمل شود، مگر آن که در آن طبقه مهاربندهای فشاری دارای مقاومت موجودی بیش از آنچه تحلیل سازه برای ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدیدیافته نشان می‌دهد، باشند. در این بند منظور از خط مهاربندی، یک یا چند محور مهاربندی شده مستقیم موازی است که کمتر از 10 درصد بعد ساختمان در پلان، در جهت عمود بر محورها، از یکدیگر فاصله داشته باشند.

۵-۴-۴-۳-۱۰ اعضا

۱-۵-۴-۴-۳-۱۰ الزامات تیرها و ستونها

تیرها و ستون‌های واقع در دهانه‌های مهاربندی شده باید از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت نسبت پهنا به ضخامت برابر l md مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۴ باشند.

۲-۵-۴-۴-۳-۱۰ الزامات عمومی اعضای مهاربندی

مهاربندهای کمانش تاب باید از هسته فولادی و سیستم محدود کننده کمانش تشکیل شوند. سیستم محدود کننده کمانش بخشی از عضو مهاربندی است که به صورت غلاف در پیرامون هسته فولادی تعبیه می‌شود. همچنین این نوع مهاربندها باید الزامات زیر را تأمین نمایند:

۱- ورق‌های مورد استفاده در هسته فولادی در صورتی که دارای ضخامت 50 میلی متر یا بیشتر باشند، باید ضوابط حداقل طاقت شیاری مطابق بند ۱۰-۳-۲-۱-۵ را تأمین کنند.

۲- در هسته فولادی، استفاده از وصله ممنوع است.

۳- سیستم محدود کننده کمانش نباید مشارکت مؤثری در انتقال نیروی محوری داشته باشد. برآورده شدن این الزام از طریق آزمونهای تأیید مطابق بخش ۱۰-۳-۹ مشخص می‌شود.

۴- سیستم محدود کننده کمانش باید از کمانش کلی و موضعی هسته فولادی در تغییر شکل‌های مورد انتظار جلوگیری نماید. برآورده شدن این الزام نیز از طریق آزمونهای تأیید مطابق بخش ۱۰-۳-۹ مشخص می‌شود.

۳-۵-۴-۴-۳-۱۰ مقاومت محوری اعضای مهاربندی

  1. مقاومت محوری موردنیاز اعضای مهاربندی

    مقاومت محوری موردنیاز اعضای مهاربندی باید براساس ترکیبات بارگذاری متعارف تعیین شود. هسته فولادی باید دارای مقاومت موجود کافی حداقل برابر مقاومت محوری موردنیاز عضو مهاربندی باشد.

  2. مقاومت محوری موجود اعضای مهاربندی مقاومت محوری موجود اعضای مهاربندی در طراحی به روش LRFD در کشش و فشار برابر P ysc ∅ و در طراحی به روش ASD برابر P sc /Ω بوده و به شرح زیر تعیین می‌شود:

    Pysc=AscFyscP_{ysc}=A_{sc}F_{ysc}

    ϕ=0.90(LRFD),Ω=1.67(ASD)\phi =0.90 (LRFD) , \Omega =1.67(ASD)

۴-۵-۴-۴-۳-۱۰ آزمایش انطباق اعضای مهاربندی

طراحی مهاربندها باید براساس آزمایش‌های چرخهای ارزیابی کفایت مطابق روش و ضوابط پذیرش بخش ۱۰-۳-۹ انجام پذیرد. ارزیابی، حداقل بر مبنای دو آزمایش چرخه‌ای موفق انجام می‌شود که یک آزمایش بر روی قاب مهاربندی شده، با رعایت دوران موردنیاز اتصال مهاربند مطابق ضوابط بخش ۱۰-۳-۹ و آزمایش دیگر بر روی مهاربند تنها یا باز به صورت قاب مهاربندی شده مطابق بخش ۱۰-۳-۹ صورت می‌گیرد. نتایج مورد ارزیابی می‌تواند براساس یکی از دو روش زیر به دست آید:

  1. آزمایش‌هایی که در پژوهش‌های معتبر انجام و گزارش شده، یا به صورت مدوّن بر روی مهاربندهای پروژه‌های دیگری انجام و گزارش شده‌اند.

  2. آزمایش‌هایی که به طور خاص برای پروژه حاضر انجام می‌شوند.

    تبصره : درون یابی نتایج آزمایش برای اندازه‌های مختلف اعضا، باید براساس قضاوت‌های منطقی انجام شود. در این قضاوت‌ها باید توزیع تنش و مقادیر کرنش‌های داخلی با نتایج آزمایش سازگار بوده و آثار نامطلوب تغییر خصوصیات مصالح ملاحظه شده باشند.

۵-۵-۴-۴-۳-۱۰ نواحی حفاظت شده

نواحی حفاظت شده مهاربند کمانش تاب شامل هسته فولادی مهاربند و اجزای اتصال دهنده و وسایل اتصال آن به تیرها و ستون‌ها است که باید الزامات بخش ۱۰-۳-۲-۱۷ را برآورده نماید.

۶-۴-۴-۳-۱۰ اتصالات اعضای واقع در دهانه‌های مهاربندی شده

۱-۶-۴-۴-۳-۱۰ جوش‌های بحرانی لرزه‌ای

در این نوع قابهای مهاربندی شده، جوش‌های زیر، بحرانی لرزه‌ای تلقی می‌شوند و باید ضوابط بخش ۱۰-۳-۲-۱-۶-ب را برآورده نمایند:

  1. جوش شیاری وصله ستونها

  2. جوش اتصال ستون‌ها به کف ستونها. در صورتی که بتوان نشان داد از تشکیل مفصل پلاستیک در پای ستون یا نزدیک آن با توجه به شرایط ستون (مثلاً درگیر شدن آن با دیوارهای بتنی حائل خاک در زیر زمین) ممانعت شده یا در پای ستون در حضور بار لرزه‌ای تشدید یافته کشش خالص ایجاد نمی‌شود، می‌توان این جوش را بحرانی لرزه‌ای در نظر نگرفت.

  3. جوش‌های اتصالات تیر به ستون که ضوابط بند ۱۰-۳-۴-۴-۶-۲-پ را برآورده می‌کنند.

۲-۶-۴-۴-۳-۱۰ اتصالات تیر به ستون در دهانه‌های مهاربندی شده

در قاب‌های مهاربندی شده با مهاربندهای کمانش تاب، اگر ورق گاست (ورق اتصال مهاربند) هم به تیر و هم به ستون متصل گردد، در این صورت اتصال تیر به ستون باید مطابق یکی از حالت‌های زیر باشد:

  1. پیکربندی اتصال مطابق ضوابط بند ۱۰-۲-۹-۱-۲ به صورت یک اتصال ساده (مفصلی) باشد به نحوی که حداقل 0.025 رادیان قابلیت دوران داشته باشد.

  2. پیکربندی اتصال به صورت یک اتصال گیردار باشد و مقاومت خمشی موردنیاز اتصال که باید همراه با مقاومت‌های موردنیاز اتصال مهاربندها در نظر گرفته شود، حداقل برابر کوچکترین دو مقدار زیر باشد:

    ۱- حداکثر مقاومت خمشی مورد انتظار تیر برابر 1.1P y M P s که در آن M P لنگر پلاستیک مقطع تیر، R y برابر نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به تنش تسلیم مشخصه فولاد تیر و مقدار α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است.

    ۲- مجموع حداکثر مقاومت خمشی مورد انتظار ستون‌های بالا و پایین اتصال تیر به ستون برابر که در آن Z برابر اساس مقطع پلاستیک مقطع ستون، R y برابر نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به تنش تسلیم مشخصه فولاد ستون، و برابر تنش تسلیم مشخصه فولاد ستون و مقدار α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است.

  3. اتصال تیر به ستون به صورت یک اتصال صلب خمشی مطابق الزامات اتصالات گیردار در قابهای خمشی معمولی طراحی شود.

۳-۶-۴-۴-۳-۱۰ اتصالات اعضای مهاربندی

  1. مقاومت موردنیاز

    به دنبان مقاومت موردنیاز اتصالات مهاربند در کشش و فشار باید برابر مقاومت اصلاح شده مهاربند تقسیم بر α s در نظر گرفته شود که مقاومت اصلاح شده مهاربند مطابق بخش ۱۰-۳-۴-۴-۳-۱ محاسبه می‌شود. در صورتی که برای پیچ‌های اتصال از سوراخ‌های بزرگ شده استفاده شده باشد، مقاومت موردنیاز نظیر حالت حدى لغزش پیچ‌ها می‌تواند برابر P ysc s در نظر گرفته شود.

  2. الزامات ورق اتصال

    در صورتی که در آزمایش مهاربندهای کمانش تاب در محل اتصال عضو مهاربندی از مهار جانبی عرضی استفاده شده باشد، در طراحی و جزئیات بندی ورق اتصال باید نیروی مهار عرضی که از آزمایش به دست می‌آید، در نظر گرفته شود. تأمین این الزام می‌تواند از طریق تعبیه سخت کننده یا مهار عرضی صورت گیرد.

۴-۶-۴-۴-۳-۱۰ وصله ستونها

وصله ستونها باید الزامات بند ۱۰-۳-2-۱۲ 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 غیرمستقیم نباید از از M P min s و مقاومت برشی موردنیاز آن‌ها نباید از کمتر در نظر گرفته شود که در آن:

تبصره : درهرحال مقاومت محوری موجود وصله هر جزء 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:

۵-۴-۳-۱۰ الرامات لرزه‌ای دیوارهای برشی فولادی ویژه (SPSW)

۱-۵-۴-۳-۱۰ الزامات عمومی

این بخش به الزامات دیوارهای برشی فولادی ویژه (SPSW) می‌پردازد. دیوار برشی فولادی ویژه از ورق‌های فولادی نازک سخت نشده (صفحه دیوار) که به اجزای مرزی قائم و افقی پیرامون خود (تیرها و ستون‌ها) متصل می‌گردند، تشکیل می‌شود. مطابق شکل ۱۰-۳-۴-5-۱ ، کلیه اجزای مرزی افقی (تیرهای بالا و پایین صفحات دیوار) با اتصالات گیردار که قادر به تحمل لشگر پلاستیک اجزای مرزی افقی هستند، باید به اجزای مرزی قائم (ستون‌های در کنار صفحه دیوار) متصل شوند.

تصویر
شکل ۱۰-۳-۴-۵-۱: پیکربندی دیوار برشی فولادی ویژه

شکل ۱۰-۳-۴-۵-۱: پیکربندی دیوار برشی فولادی ویژه

۲-۵-۴-۳-۱۰ مبانی طراحی

دیوارهای برشی فولادی ویژه که بر اساس الزامات این بخش طراحی می‌شوند، به واسطه جاری شدن ورق جان و تشکیل مفاصل پلاستیک در انتهای اجزای مرزی افقی، از ظرفیت تغییر شکل فرا ارتجاعی قابل ملاحظه‌ای برخوردار خواهند بود. از اجزای مرزی قائم انتظار جاری شدن تحت اثر برش و خمش نمی‌رود، به جز در پای ستون‌ها که انتظار جاری شدن آن‌ها در خمش وجود دارد.

جاری شدن صفحه دیوار با تشکیل عمل میدان کششی در زاویای حدوداً 45 درجه نسبت به امتداد قائم و کمانش خارج از صفحه ورق همراه است. طراحی و تعیین ابعاد اجزای مرزی قائم و افقی باید به نحوی صورت پذیرد که تشکیل میدان کشش در صفحه دیوار را امکان پذیر سازد.

۳-۵-۴-۳-۱۰ الزامات تحلیل

در تحلیل این نوع سیستم‌های باربر جانبی، رعایت ضوابط زیر الزامی است:

  1. ورق دیوار برشی فولادی ویژه نباید در باربری ثقلی مؤثر در نظر گرفته شود.

  2. بارگذاری و تحلیل لرزه‌ای سازه‌ای که دارای دیوار برشی فولادی ویژه است، باید بر مبنای ضوابط استاندارد ۲۸۰۰ انجام پذیرد. در این تحلیل، مقاومت برشی موردنیاز ورق دیوار باید برابر 100 درصد برش سهم دیوار و قاب پیرامون آن در نظر گرفته شود. مقاومت موردنیاز قاب را تشکیل شده از اجزای مرزی قائم و افقی به تنهایی، نباید از 25 درصد برش مذکور کمتر باشد.

  3. مقاومت موردنیاز اجزای مرزی افقی و قائم و اتصالات آن‌ها باید با استفاده از نیروی زلزله محدود به ظرفیت ورق دیوار (E cl ) تعیین شود. آثار نیروی زلزله محدود به ظرفیت ورق دیوار (E cl ) باید به وسیله تحلیلی که در آن فرض شده تمام ورق‌های دیوار نیرویی نظیر مقاومت کششی مورد انتظار خود را در واحد طول (R y F y t w s ) با یک زاویه a (که تعریف آن در بند 10-3-4-5-5 آمده است) و اجزای مرزی افقی لنگرهای خمشی معادل 1.1R y M P /α را در هر انتهای دیوار تحمل می‌کنند، تعیین شود که در آن:

    در تحلیل (پ)، در تعیین نیروی کششی ورق دیوار تأثیر بارهای ثقلی در نظر گرفته نمی‌شود. در این تحلیل تنش جاری شدن مورد انتظار ورق دیوار باید برابر R y F y و تنش کششی مؤثر مورد انتظار برای دیوارهای برشی سوراخ دار باید مطابق با ضوابط بند ۱۰-۳-۴-۵-۷-۱-ت در نظر گرفته شود. در این تحلیل نیروی برشی به دست آمده از رابطه ۱۰-۳-۳-۱-۱ باید مدنظر قرار گیرد. توجه شود در بعضی از موارد ممکن است نیروهای به دست آمده از تحلیل براساس ترکیبات متعارف بارگذاری، بر طراحی اجزای مرزی افقی حاکم شوند. همچنین توجه شود، مقادیر نیروهای برشی در تیرها و ستون‌ها احتمالاً زیاد خواهند بود و جاری شدن در برش باید مورد ارزیابی قرار گیرد.

۴-۵-۴-۳-۱۰ الزامات سیستم

۱-۴-۵-۴-۳-۱۰ سختی اجزای مرزی

سختی اجزای مرزی افقی و قائم باید چنان باشد که تمام ورق دیوار در مقادیر تغییر مکان جانبی نسبی طرح طبقه، به حد جاری شدن خود برسند. علاوه بر آن، اجزای مرزی افقی و قائم باید الزامات زیر را تأمین نمایند :

- ممان اینرسی اجزای مرزی قائم (I c ) حول محور عمود بر صفحه دیوار نباید از 0.0031t w h 4 /L کمتر باشد.

- ممان اینرسی اجزای مرزی افقی (I b ) حول محور عمود بر صفحه دیوار نباید از 0.0031(t w2 -t w1 )L 4 /h کمتر باشد.

۲-۴-۵-۴-۳-۱۰ نسبت لنگر خمشی اجزای مرزی قائم به افقی در محل اتصال

در کلیه گره‌های اتصالات اجزای مرزی افقی به قائم باید مطابق بند ۱۰-۳-۳-۳-۶ ضابطۀ نسبت لنگر خمشی ستون به تیر در قابهای خمشی ویژه رعایت شود. در کنترل این ضابطه باید از ورق دیوار صرفنظر شود.

۳-۴-۵-۴-۳-۱۰ مهار جانبی

اجزای مرزی افقی باید مطابق بند ۱۰-۳-۲-۸-۱، ضوابط مهارهای جانبی تیرها در قابهای خمشی متوسط را برآورده نمایند.

۵-۵-۴-۳-۱۰ الزامات اعضا

۱-۵-۵-۴-۳-۱۰ الزامات عمومی

اجزای مرزی افقی و قائم باید مطابق بند ۱۰-۳-۲-۷ ، الزامات مربوط به کمانش موضعی برای اعضای با شکل پذیری زیاد را رعایت نمایند.

۲-۵-۵-۴-۳-۱۰ ورق‌های دیوار

مقاومت برشی موجود هر چشمه ورق دیوار در روش LRFD برابر ∅ v V n و در روش ASD برابر V n v بوده و براساس حالت حدی تسلیم در برش به شرح زیر تعیین می‌شود:

Vn=0.42FytwLcfsin2αV_{n}=0.42F_{y}t_{w}L_{cf}sin2\alpha

ϕv=0.90(LRFD),Ωv=1.67(ASD)\phi_{v} =0.90 (LRFD) , \Omega_{v} =1.67(ASD)

تبصره: در صورتی که در یک چشمه اجزای مرزی قائم مشابه نباشند، در رابطه فوق می‌توان از متوسط سطح مقطع و ممان اینرسی اجزای مرزی قائم و نیز در صورتی که در یک چشمه اجزای مرزی افقی مشابه نباشند، در رابطه فوق می‌توان از متوسط سطح مقطع اجزای مرزی افقی استفاده کرد.

۳-۵-۵-۴-۳-۱۰ اجزای مرزی افقی

اجزای مرزی افقی باید به نحوی طراحی شوند که مانع تسلیم خمشی آن‌ها به جز در نواحی نزدیک اتصال تیر به ستون شوند. برای این منظور یکی از شرایط زیر باید تأمین شود:

  1. مقاومت موجود جزء مرزی افقی بیش از دو برابر لنگر خمشی تیر ساده‌ای باشد که تحت اثر بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه) و جاری شدن ورق دیوار (F y s ) قرار گرفته است. مقدار α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است.

  2. مقاومت موجود جزء مرزی افقی با فرض اتصال آن از نوع تیر با مقطع کاهش یافته با مقدار c=0.25b f ، مطابق بند ۱۰-۳-۷-۲ بیش از لنگر خمشی تیر سادهای باشد که تحت اثر بارهای ثقلی (با ضرایب بار مربوطه) و جاری شدن ورق دیوار (F y s ) قرار گرفته است.

۴-۵-۵-۴-۳-۱۰ ناحیه حفاظت شده

نواحی حفاظت شده دیوارهای برشی فولادی ویژه که باید ضوابط بخش ۱۰-۳-۲-۱۷ را تأمین نماید، شامل موارد زیر است:

  1. ورق صفحه دیوار

  2. اجزای متصل کننده صفحه دیوار به اجزای مرزی قائم و افقی

  3. نواحی تشکیل مفصل پلاستیک در دو انتهای اجزای مرزی افقی که طول آن از بر ستون شروع و به اندازه ارتفاع تیر، امتداد می‌یابد. به جای طول فوق می‌توان از طولی که در قابهای خمشی ویژه مشخص شده است، استفاده کرد.

۶-۵-۴-۳-۱۰ اتصالات

۱-۶-۵-۴-۳-۱۰ جوش‌های بحرانی لرزه‌ای

در دیوارهای برشی فولادی ویژه جوش‌های زیر، جوش‌های بحرانی لرزه‌ای محسوب می‌شوند و باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱-۶-ب را برآورده نمایند:

  1. جوش‌های شیاری وصله ستونها (اجزای مرزی قائم)

  2. جوش‌های اتصال ستون به کف ستون

    استثناء : در صورتی که آزمایش‌ها یا 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 اتصال اجزای مرزی افقی به قائم

۲-۶-۵-۴-۳-۱۰ اتصالات اجزای مرزی افقی به قائم

اتصالات اجزای مرزی افقی به قائم باید الزامات اتصالات قابهای خمشی معمولی موضوع بند 10-3-3-1-4 را تأمین نمایند. ضمنأ الزامات زیر نیز باید تأمین شوند:

  1. مقاومت موردنیاز

    مقاومت برشی موردنیاز اتصال اجزای مرزی افقی به قائم باید با استفاده از آثار ناشی از زلزله محدود به ظرفیت (E cl ) تعیین شود. آثار ناشی از زلزله محدود به ظرفیت (E cl ) معادل برش محاسبه شده از رابطه ۱۰-۳-۳-۱-۱ به علاوه برش حاصل از مقاومت کششی تسلیم مورد انتظار در اثر جاری شدن ورق دیوار (R y F y t w s ) با زاویه a است که در آن:

  2. چشمه اتصال

    چشمه اتصال اجزای مرزی قائم در مجاورت اجزای مرزی افقی بالا و پایین صفحه دیوار برشی، باید الزامات برش در چشمه اتصال قابهای خمشی ویژه (موضوع بند ۱۰-۳-۳-۳-۹ ) را تأمین نماید.

۱۰-۳-۴-۵-۶-۳ اتصال ورق دیوار به اجزای مرزی

مقاومت موردنیاز اتصالات ورق دیوار به اجزای مرزی قائم و افقی پیرامون آن باید برابر مقاومت تسلیم مورد انتظار ورق دیوار در کشش (R y F y t w s ) با زاویه a باشد.

۱۰-۳-۴-۵-۶-۴ 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 Pmin s و مقاومت برشی موردنیاز آن‌ها نباید از (MP)/(αsHc)\left ( \sum M_{P} \right )/\left ( \alpha _{s}H_{c} \right ) کمتر در نظر گرفته شود، که در آن:

تبصره : در هر حال مقاومت محوری موجود وصله هر جزء 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:

۷-۵-۴-۳-۱۰ دیوارهای برشی فولادی ویژه سوراخ دار

۱-۷-۵-۴-۳-۱۰ آرایش سوراخ‌های دایره‌ای

در دیوارهای برشی فولادی ویژه، استفاده از ورق‌های سوراخ دار مطابق با شرایط این بند مجاز است. صفحات سوراخ دار دیوار باید دارای یک الگوی سوراخ کاری منظم بوده و با فواصل برابر و قطریکسان سوراخ بر روی سطح کامل ورق دیوار آرایش شده باشند. این آرایش باید مطابق شکل 10-3-4-5-4 به صورت قطری با زاویه‌ای یکسان نسبت به امتداد قائم باشد. همچنین در دیوارهای برشی فولادی ویژه سوراخ دار باید از حداقل چهار ردیف افقی و چهار ردیف قائم سوراخ استفاده شود. لبه‌های سوراخ باید دارای زبری سطحی حداکثر 0.013 میلی متر (13 میکرون) باشند.

این شکل خاص از دیوارهای برشی فولادی ویژه ممکن است برای فراهم نمودن امکان عبور نور و تأسیسات یا در مواردی که ورق‌های نازک برای ساخت دیوار در دسترس نباشند یا کاربرد آن‌ها از نظر اجرائی عملی نباشد، به منظور کاهش مقاومت و سختی دیوار تا حد قابل قبول از نظر طراحی، مورد استفاده قرار گیرند. به این ترتیب، امکان استفاده از دیوارهای برشی فولادی ویژه برای ساختمان‌های با تعداد طبقات کم و متوسط فراهم می‌گردد و از شکل گیری نیروهای طراحی بزرگ برای اجزای مرزی قائم و افقی بر مبنای ظرفیت ورق دیوار، جلوگیری می‌شود.

تصویر
شکل ۱۰-۳-۴-۵-۴: آرایش سوراخ‌ها در دیوارهای برشی فولادی ویژه سوراخدار

شکل ۱۰-۳-۴-۵-۴: آرایش سوراخ‌ها در دیوارهای برشی فولادی ویژه سوراخدار

  1. مقاومت موجود ورق

    مقاومت برشی موجود هر چشمه دیوار برشی فولادی سوراخدار در روش LRFD برابر ϕvVn\phi _{v}V_{n} و در روش ASD برابر V n v بوده و براساس حالت حدی تسلیم در برش به شرح زیر تعیین می‌شود:

    Vn=0.4FytwLcf[10.7DSsiag]V_{n}=0.4F_{y}t_{w}L_{cf}[1-\frac{0.7D}{S_{siag}}]

    ϕv=0.90(LRFD),Ω=1.67(ASD)\phi _{v}=0.90(LRFD) , \Omega =1.67(ASD)

  2. فواصل سوراخ‌ها

    فاصله S diag باید حداقل 1.67D و حداکثر 4D باشد. فاصله بین مرکز اولین سوراخ و اتصالات صفحه دیوار به اجزای مرزی قائم و افقی نباید کمتر از D و بیشتر از D+0.7D diag باشد.

  3. سختی ورق سختی ورق دیوارهای برشی سوراخ دار که با آرایش منظمی سوراخ شده‌اند، باید براساس ضخامت مؤثر ورق (t eff ) محاسبه شود. ضخامت مؤثر ورق (t eff ) از رابطه زیر تعیین می‌شود:

    teff=1π4(DSdiag)1π4(DSdiag)(1NrDsinαHc)twt_{eff}=\frac{1-\frac{\pi }{4}(\frac{D}{S_{diag}})}{1-\frac{\pi }{4}(\frac{D}{S_{diag}})(1-\frac{N_{r}Dsin\alpha }{H_{c}})^{t_{w}}}

  4. نیروی کششی مؤثر مورد انتظار نیروی کششی مؤثر مورد انتظار در واحد طول که باید در تعیین مقاومتهای موردنیاز اجزای مرزی افقی و قائم در برابر نیروی زلزله محدود به ظرفیت (E c1 ) مورد استفاده قرار گیرد، برابر با R y F y (1-0.7D/S diag )t w است.

۲-۷-۵-۴-۳-۱۰ بریدن گوشه تقویت شده

در گوشه‌های صفحه دیوار، استفاده از برش‌های ربع دایره مجاز است به شرط آنکه لبه‌های ورق بریده شده به ورق تقویتی قوسی شکلی متصل باشد. ورق‌های گوشه بریده باید طوری طراحی شوند که اجازه رسیدن به مقاومت کامل ورق دیوار یکپارچه را بدهند و مقاومت آن‌ها در اثر تغییر شکل‌های متأثر از تغییر مکان نسبی طرح طبقه حفظ گردد. با رعایت شرایط زیر این هدف تأمین می‌شود:

  1. طراحی برای کشش:

    مقاومت محوری موردنیاز ورق قوسی در کشش، حاصل از کشش ورق دیوار در غیاب سایر نیروها، از رابطه زیر تعیین می‌شود:

    Pr=RyFytwR2/αs4eP_{r}=\frac{R_{y}F_{y}t_{w}R^{2}/\alpha _{s}}{4e}

    ϕv=0.90(LRFD),Ω=1.67(ASD)\phi _{v}=0.90 (LRFD) , \Omega =1.67(ASD)

    اجزای مرزی قائم و افقی باید به نحوی طراحی شوند که نیروهای کششی محوری انتهای تقویت قوسی را تحمل نمایند.

  2. طراحی برای اثر توأم نیروی محوری و لنگر خمشی:

    مقاومت موردنیاز ورق قوسی تحت اثر توأم نیروی محوری و لنگر خمشی در صفحه دیوار ناشی از تغییر شکل اتصال در غیاب سایر نیروها، از روابط زیر تعیین می‌شود:

    Pr=15EIyαs(16e2)(ΔH)P_{r}=\frac{15EI{y}}{\alpha _{s}(16^{2}_{e})}\left ( \frac{\Delta }{H} \right )

    Mr=PreM_{r}=P_{r}e

    اجزای مرزی قائم و افقی باید برای تحمل توأم نیروی محوری و لنگر خمشی مؤثر بر انتهای تقویت قوسی طراحی شوند.

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:

۶-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای قاب‌های مهاربندی شده و دیوار برشی مختلط

در این بخش، ضوابط طراحی لرزه‌ای قابهای مهاربندی شده و دیوار برشی مختلط ارائه می‌شود. سیستم‌های سازه‌ای مورد بررسی در این بخش عبارت‌اند از:

  • قاب‌های مهاربندی شده همگرای مختلط ویژه

  • قاب‌های مهاربندی شده واگرای مختلط

  • دیوارهای برشی مختلط ویژه

۱-۶-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای قاب‌های مهاربندی شده همگرای مختلط ویژه (C-SCBF)

۱-۱-۶-۳-۱۰ الزامات عمومی

قاب‌های مهاربندی شده همگرای مختلط ویژه (C-SCBF) باید براساس الزامات این بخش طراحی شوند. در این نوع قابها، ستون‌ها باید دارای مقطع مختلط محاط در بتن یا پرشده با بتن، تیرها به صورت فولادی یا مختلط و اعضای مهاربندی به صورت فولادی یا مختلط پرشده با بتن در نظر گرفته شوند.

۲-۱-۶-۳-۱۰ مبانی طراحی

الزامات این بخش برای قاب‌های مهاربندی شده همگرای مختلط ویژه قابل کاربرد می‌باشند. در این گونه مهاربندها خروج از مرکزیت کمتر از عمق تیر مجاز است مشروط بر اینکه برآیند نیروهای اعضا و اتصالات در طراحی لحاظ شوند و منبع مورد انتظار ظرفیت تغییر شکل غیر الاستیک تغییر نکند. قاب‌های مهاربندی شده ویژهای که براساس ضوابط این بخش طراحی می‌شوند، انتظار می‌رود به واسطه کمانش اعضای مهاربندی تحت فشار و تسلیم اعضای مهاربندی تحت کشش دارای شکل پذیری قابل ملاحظه‌ای باشند.

۳-۱-۶-۳-۱۰ الزامات تحلیل

الزامات تحلیل قاب‌های مهاربندی شده همگرای مختلط ویژه باید منطبق بر الزامات تحلیل قابهای مهاربندی شده همگرای فولادی ویژه (مطابق بند ۱۰-۳-۴-۲-۳ ) باشد. اگر عضو موردنظر مختلط باشد مقاومتهای مورد انتظار آن در کشش و فشار باید براساس مشخصات مقطع مختلط محاسبه شود.

۴-۱-۶-۳-۱۰ الزامات سیستم

الزامات سیستم قاب‌های مهاربندی شده همگرای مختلط ویژه باید منطبق بر الزامات سیستم قاب‌های مهاربندی شده همگرای فولادی ویژه (مطابق بند ۱۰-۳-۴-۲-۴ ) باشد.

۵-۱-۶-۳-۱۰ الزامات اعضا

۱-۵-۱-۶-۳-۱۰ الزامات عمومی

مقاطع ستون‌ها و مهاربندها باید از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت نسبت پهنا به ضخامت برابر λ hd مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند. مقاطع تیرها باید از نوع فشرده لرزه‌ای با محدودیت نسبت پهنا به ضخامت برابر λ md مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند.

۲-۵-۱-۶-۳-۱۰ اعضای مهاربندی

در قاب‌های مهاربندی شده همگرای مختلط ویژه، الزامات اعضای مهاربندی باید منطبق بر الزامات اعضای مهاربندی در قاب‌های مهاربندی شده همگرای فولادی ویژه (مطابق بند ۱۰-۳-۴-۲-۵-۲ ) باشد، با این تفاوت که در محاسبات این بخش باید از شعاع ژیراسیون مقطع فولادی تنها استفاده شود.

۳-۵-۱-۶-۳-۱۰ نواحی حفاظت شده

نواحی حفاظت شده قاب‌های مهاربندی شده همگرای مختلط ویژه که باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱۷ را برآورده سازند، شامل موارد زیر است:

۱- در اعضای مهاربندی، ناحیه یک چهارم میانی طول عضو مهاربندی و در دو انتها فاصله‌ای به طول عمق مقطع مهاربند در صفحه کمانش از بر اتصال عضو مهاربندی به سمت داخل عضو

۲- اجزای اتصال مهاربندها به تیرها و ستونها

۶-۱-۶-۳-۱۰ اتصالات

در قاب‌های مهاربندی شده همگرای مختلط ویژه، اتصالات علاوه بر تأمین الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱۱ باید الزامات این بخش را نیز برآورده نمایند.

۱-۶-۱-۶-۳-۱۰ جوش‌های بحرانی لرزه‌ای

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

  1. جوش شیاری در وصله ستونها

  2. جوش‌های اتصال ستون به کف ستون

    استثناء : در صورتی که آزمایشها یا 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 تشدیدیافته در پای ستون بر کنش محتمل نیست، جوش‌های این اتصال می‌توانند بحرانی لرزه‌ای محسوب نشوند.

  3. جوش‌های اتصال تیر به ستون مطابق با شرایط الزامات بند ۱۰-۳-۶-۱-۵-۲-ب

۲-۶-۱-۶-۳-۱۰ اتصال تیر به ستون

در قاب‌های مهاربندی شده همگرای مختلط ویژه، اگر اتصال ورق گاست هم به تیر و هم به ستون صورت گیرد، در این صورت اتصال تیر به ستون باید مطابق یکی از حالت‌های زیر باشد :

  1. پیکربندی اتصال مطابق ضوابط بند ۱۰-۲-۹-۱-۲ به صورت یک اتصال ساده (مفصلی) باشد، به نحوی که حداقل 0.025 رادیان قابلیت دوران داشته باشد.

  2. اتصال به صورت یک اتصال گیردار در نظر گرفته شود به نحوی که الزامات بندهای ۱۰-۳-۲-۱۱ ، 10-3-5-7-3 و ۱۰-۳-۵-۷-۴ را تأمین نماید. همچنین مقاومت خمشی موردنیاز اتصال تیر به ستون باید براساس نتایج تحلیل در ترکیب با مقاومت خمشی موردنیاز اتصال مهاربندی و اتصال تیر با لحاظ نمودن نیروهای جمع کننده دیافراگمی حاصل از ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته در نظر گرفته شود.

۳-۶-۱-۶-۳-۱۰ اتصال اعضای مهاربندی

اتصال اعضای مهاربندی باید الزامات بند ۱۰-۳-۴-۲-۶-۳ را برآورده نماید، با این تفاوت که اگر عضو مهاربندی از نوع مختلط باشد، مقاومت موردنیاز اتصال در کشش و فشار باید براساس مقاومت محوری مورد انتظار عضو مهاربندی مختلط محاسبه شود. در تعیین مقاومت مورد انتظار عضو مهاربندی باید از ضرایب R y متناسب با هر جزء مقطع مختلط استفاده شود. در صورت لزوم، مقاومت خمشی مورد انتظار عضو مهاربندی ( Mp,expM_{p,exp}) برابر لنگر پلاستیک مورد انتظار مقطع مختلط خواهد بود و مقدار آن می‌تواند براساس روش توزیع تنش پلاستیک در مقطع یا سازگاری کرنش محاسبه شود، با این تفاوت که در این محاسبات به جای F y از R y F y ، به جای f yr از 1.2 f yr و به جای fcf_{c}^{'} از RcfcR_{c}f_{c}^{'} استفاده می‌شود که در آن:

۷-۱-۶-۳-۱۰ وصله ستون‌ها

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 غیرمستقیم نباید از M Pcc min s و مقاومت برشی موردنیاز آن‌ها نباید از (Mpcc)/(αsHc)(\sum M_{pcc})/(\alpha _{s}H_{c}) کمتر در نظر گرفته شود، که در آن:

تبصره : درهر 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:

۲-۶-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای قاب‌های مهاربندی شده واگرای مختلط (C-EBF)

۱-۲-۶-۳-۱۰ الزامات عمومی

قاب‌های مهاربندی شده واگرای مختلط (C-EBF) باید براساس الزامات این بخش طراحی شوند. قاب‌های مهاربندی شده واگرای مختلط قابهایی هستند که در آن‌ها در دهانه مهاربندی یک انتهای مهاربندها با فاصله نسبتاً کمی از یکدیگر روی محور طولی تیر یا با فاصله نسبتاً کمی از گره اتصال تیر به ستون، به تیر متصل می‌شوند و موجب تشکیل تیر پیوند می‌شود که تحت اثر برش و خمش قرار می‌گیرد. به ناحیه‌ای که بین نقاط تلاقی محورهای دو عضو قطری مهاربندی روی تیر تشکیل می‌شود تیر پیوند میانی و به فاصله‌ای که بین نقطه تلاقی محور عضو مهاربندی تا گره اتصال تیر به ستون قرار دارد، تیر پیوند کناری گفته می‌شود.

در این نوع قابها ظرفیت تغییر شکل غیر الاستیک سیستم مهاربندی عمدتاً از طریق تسلیم برشی یا خمشی تیر پیوند تأمین می‌شود.

در این نوع قابها، ستون‌ها باید دارای مقطع مختلط محاط در بتن یا پرشده با بتن، تیرها به صورت فولادی یا مختلط، تیرهای پیوند از نوع فولادی و اعضای مهاربندی به صورت فولادی یا مختلط پرشده با بتن در نظر گرفته شوند.

۲-۲-۶-۳-۱۰ مبانی طراحی

قاب‌های مهاربندی شده واگرای مختلط باید الزامات بند ۱۰-۳-۴-۳-۲ را با در نظر گرفتن اصلاحات موردنظر در این بخش برآورده نمایند.

قاب‌های مهاربندی شده واگرای مختلط که با ضوابط این بخش طراحی می‌شوند، به واسطه تسلیم برشی یا خمشی تیر پیوند، انتظار می‌رود دارای شکل پذیری قابل ملاحظه‌ای باشند.

۳-۲-۶-۳-۱۰ الزامات تحلیل

الزامات تحلیل قابهای مهاربندی شده واگرای مختلط باید منطبق بر الزامات تحلیل قابهای مهاربندی شده واگرای فولادی (مطابق بند ۱۰-۳-۴-۳-۳ ) باشد.

۴-۲-۶-۳-۱۰ الزامات سیستم

الزامات سیستم قاب‌های مهاربندی شده واگرای مختلط باید منطبق بر الزامات سیستم قابهای مهاربندی شده واگرای فولادی (مطابق بند ۱۰-۳-۴-۳-۴ ) باشد.

۵-۲-۶-۳-۱۰ لزامات اعضا

الزامات اعضای قاب‌های مهاربندی شده واگرای مختلط باید منطبق بر الزامات اعضای قابهای مهاربندی شده واگرای فولادی (مطابق بند ۱۰-۳-۴-۳-۵ ) باشد.

۶-۲-۶-۳-۱۰ اتصالات

الزامات اتصالات قاب‌های مهاربندی شده واگرای مختلط باید منطبق بر الزامات اتصالات قابهای مهاربندی شده واگرای فولادی (مطابق بند ۱۰-۳-۴-۳-۶ ) باشد؛ با این استثنا که در این نوع قابها اگر اتصال ورق گاست (ورق اتصال) هم به تیر و هم به ستون صورت گیرد، در این صورت اتصال تیر به ستون باید مطابق یکی از حالت‌های زیر باشد:

  1. در صورتی که تیر پیوند از نوع میانی باشد، پیکربندی اتصال تیر به ستون می‌تواند مطابق ضوابط بند ۱۰-۲-۹-۱-۲ به صورت یک اتصال ساده (مفصلی) باشد به نحوی که حداقل 0.025 رادیان قابلیت دوران داشته باشد.

  2. در هر دو حالت تیر پیوند میانی و کناری، اتصال تیر به ستون می‌تواند به صورت یک اتصال گیردار در نظر گرفته شود، با این شرط که الزامات بندهای ۱۰-۳-۲-۱۱ ، 10-3-5-7-3 و ۱۰-۳-۵-۷-۴ را تأمین نماید. همچنین مقاومت خمشی موردنیاز اتصال تیر به ستون باید براساس نتایج تحلیل در ترکیب با مقاومت خمشی موردنیاز اتصال مهاربندی و اتصال تیر با لحاظ نمودن نیروهای جمع کننده دیافراگمی حاصل از ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته در نظر گرفته شود.

۷-۲-۶-۳-۱۰ 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 از M Pcc min s و مقاومت برشی موردنیاز آن‌ها نباید از (Mpcc)/(αsHc)(\sum M_{pcc})/(\alpha _{s}H_{c}) کمتر در نظر گرفته شود، که در آن:

تبصره : درهر 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:

۳-۶-۳-۱۰ الزامات لرزه‌ای دیوارهای برشی مختلط ویژه (C-SSW)

۱-۳-۶-۳-۱۰ الزامات عمومی

دیوارهای برشی مختلط ویژه (C-SSW) باید براساس الزامات این بخش طراحی شوند. این نوع سیستم سازه‌ای شامل دو یا چند دیوار برشی بتن آرمه با اجزای مرزی فولادی یا مختلط بوده که از طریق تیر فولادی یا مختلط با یکدیگر هم بسته شده باشد.

۲-۳-۶-۳-۱۰ مبانی طراحی

از دیوارهای برشی بتن آرمه مختلط ویژه که براساس ضوابط این بخش طراحی می‌شوند، انتظار می‌رود به واسطه تسلیم کلی دیوار برشی بتن آرمه یا تسلیم برشی یا خمشی تیرهای همبند فولادی یا مختلط یا تسلیم کششی با فشاری اجزای مرزی فولادی یا مختلط، دارای شکل پذیری قابل ملاحظه‌ای باشند.

طراحی اتصال تیرهای همبند و نیز طراحی دیوار برشی باید براساس مقاومت مورد انتظار تیرهای همبند با لحاظ نمودن آثار سخت شوندگی مصالح فولادی صورت گیرد.

دیوارهای برشی بتن آرمه مختلط ویژه باید الزامات طراحی دیوارهای برشی بتن آرمه را براساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ، به همراه الزامات لرزه‌ای این بخش برآورده نمایند.

تیرهای همبند فولادی می‌توانند به گونه‌ای طراحی و جزئیات بندی شوند که رفتار آن‌ها توسط برش یا خمش کنترل شود. چنانچه طول تیر همبند کمتر از 1.6M P /V P باشد، تیر همبند برش- کنترل و چنانچه طول آن بیش از 2.6M P /V P باشد خمش - کنترل و در صورتی که طول تیر پیوند بین این دو مقدار باشد، رفتار تیر به طور همزمان توسط برش و خمش کنترل می‌گردد که در آن M p و V p مقاومت خمشی و برشی موجود تیر همبند فولادی یا مختلط است.

۳-۳-۶-۳-۱۰ الزامات تحلیل

در تحلیل دیوارهای برشی بتن آرمه مختلط ویژه الزامات زیر باید تأمین شوند:

  1. برای دیوارهای برشی بتن آرمه، مقادیر سختی مؤثر مورد استفاده در تحلیل‌های الاستیک باید براساس الزامات مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در نظر گرفته شوند.

  2. برای تیرهای همبند مختلط سختی مؤثر خمشی باید برابر 0.07(g/h)(EI)trans0.07(g/h)(EI)_{trans}، سختی مؤثر برشی برابر GA W و سختی مؤثر محوری برابر (EA)trans(EA)_{trans} در نظر گرفته شود که در آن:

  3. زمانی که اجزای مرزی دیوار برشی به صورت مقطع مختلط محاط در بتن باشد، تحلیل باید براساس مشخصات مقطع بتنی تبدیل یافته صورت گیرد.

  4. در تحلیل باید آثار ناشی از تغییر شکل‌های برشی تیر همبند فولادی در نظر گرفته شوند.

۴-۳-۶-۳-۱۰ الزامات سیستم

در دیوارهای برشی هم بسته، نیروهای تیر پیوند می‌تواند به صورت قائم بین کفهای مجاور بازتوزیع شود. در هر حال نیروی برشی هر یک از تیرهای همبند نباید بیش از 20% نسبت به مقادیر الاستیک کاهش داشته باشد. مجموع مقاومت برشی تیرهای همبند در ارتفاع ساختمان باید مساوی یا بزرگتر از مجموع مقادیر الاستیک باشد. علاوه بر این موارد الزامات زیر نیز باید رعایت شوند:

  1. در دیوارهای هم بسته، جذب انرژی ابتدا باید توسط تسلیم تیرهای همبند در سرتاسر ارتفاع سازه و پیش از تسلیم خمشی پای دیوار صورت گیرد.

  2. در دیوارهای هم بسته، مقاومت محوری موجود دیوار در نقطه متوازن (P bc ) باید مساوی یا بزرگتر از کل مقاومت محوری فشاری موردنیاز در پایه دیوار باشد. مقاومت محوری فشاری موردنیاز باید براساس مجموع مقاومت‌های موردنیاز دیوارها حاصل از بخش ثقلی ترکیب بارهای لرزه‌ای با مجموع مقاومت‌های برشی مورد انتظار تیرهای پیوند که به منظور در نظر گرفتن آثار سخت شوندگی مصالح فولادی تیرهای همبند با ضریب 1.1 افزایش داده شده است، محاسبه شود.

۵-۳-۶-۳-۱۰ الزامات اعضا

۱-۵-۳-۶-۳-۱۰ اعضای شکل پذیر

در طول تیرهای همبند با مقطع I شکل باید مطابق الزامات بند ۱۰-۳-۴-۳-۵-۲-ت ، سخت کننده‌های عرضی تعبیه شود. جوشکاری این سخت کننده‌ها به تیر همبند باید براساس ضوابط بند ۱۰-۳-۴-۳-۵-۲-ت-۱ صورت گیرد.

۲-۵-۳-۶-۳-۱۰ اجزای مرزی

ستون‌های مختلطی که دارای مقطع فولادی محاط در بتن نیستند، باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۷ برای اعضای با شکل پذیری زیاد را تأمین نمایند. همچنین در این نوع دیوارهای برشی، مقاومت محوری موردنیاز اجزای مرزی باید با فرض اینکه نیروهای برشی توسط دیوار برشی بتن آرمه تحمل شده و کل نیروهای ثقلی و واژگونی توسط اجزای مرزی به همراه دیوار برشی بتن آرمه تحمل شوند، تعیین گردد.

در طراحی دیوارهای با اجزای مرزی فولادی محاط در بتن، الزامات زیر باید تأمین شوند :

  1. زمانی که یک مقطع مختلط محاط در بتن به عنوان جزء مرزی قائم مورد استفاده قرار می‌گیرد، جزء مرزی باید براساس الزامات ستون با مقطع مختلط مطابق بخش ۱۰-۲-۸ این مبحث طراحی شود.

  2. اجزای مرزی با مقطع مختلط محاط در بتن باید الزامات اعضای با شکل پذیری زیاد را مطابق موارد بند ۱۰-۳-۲-۹-۳-ب برآورده نمایند.

  3. میلگردهای عرضی مورد استفاده برای مهار اجزای مرزی با مقطع مختلط باید در فاصله‌ای به طول 2h در داخل دیوار ادامه یابند که در آن h برابر با کل بعد جزء مرزی در صفحه دیوار است.

  4. به منظور انتقال نیروهای برشی دیوار در اجزای مرزی باید از برشگیرهای از نوع گل میخ یا ناودانی استفاده شود.

  5. میلگردهای قائم دیوار باید توسط میلگردهای عرضی به گونهای محصور شوند که الزامات مبحث نهم مقررات ملی ساختمان برای اجزای مرزی را برآورده نمایند. همچنین میلگردهای افقی دیوار نیز باید به نحو مؤثری به جزء مرزی دیوار مهار گردد.

۳-۵-۳-۶-۳-۱۰ تیرهای همبند فولادی

در صورتی که تیرهای همبند از نوع فولادی باشند، الزامات زیر باید رعایت شوند:

  1. حداقل طول مدفون تیر همبند در داخل دیوار برشی (L e ) برحسب میلی متر از طریق رابطه زیر به دست می‌آید. این طول مطابق شکل ۱۰-۳-۶-۳-۱ از اولین لایه میلگردهای محصور کننده مجاور لبه دیوار محاسبه می‌شود.

    {V_{eb}} = 4.04\;\sqrt {f_c^'}} \;{\left( {\frac{{{b_w}}}{{{b_f}}}} \right)^{0.66}}\;{\beta _1}{b_f}{L_e}\;\left[ {\frac{{0.58 - 0.22{\beta _1}}}{{0.88 + \frac{g}{{2{L_e}}}}}} \right]

    V be = مقاومت برشی مورد انتظار تیر همبند مطابق رابطه زیر برحسب نیوتن:

    Vbe=2(1.1Ry)Mpg1.1RyVP{V_{be}} = \frac{{2\left( {1.1{R_y}} \right){M_p}}}{g} \le 1.1{R_y}{V_P}

    تصویر
    شکل ۱۰-۳-۶-۳-1: طول آزاد و طول مدفون تیر همبند

    شکل ۱۰-۳-۶-۳-1: طول آزاد و طول مدفون تیر همبند

  2. تیرهای همبند فولادی باید الزامات تیرهای پیوند در قاب‌های مهاربندی شده واگرا را مطابق بند 10-3-4-3-5-2 تأمین نمایند؛ با این تفاوت که در تیرهای همبند ساخته شده از ورق، اتصال جان (یا جان‌ها) به بال تیر به جای جوش شیاری با نفوذ کامل می‌تواند از نوع جوش شیاری با نفوذ نسبی (ناقص) یا جوش گوشه دوطرفه نیز باشد، مشروط بر آنکه دارای مقاومت موجود کافی جهت توسعه کامل مقاومت مورد انتظار تیر همبند باشند.

  3. در محل لبه دیوارهای برشی (در دو انتهای طول آزاد تیر همبند) تعبیه سخت کننده‌های عرضی در داخل تیر همبند الزامی است. این سخت کننده‌ها باید تمام عمق و در دو طرف تیر همیشد تعبیه شوند. همچنین در مواردی که مطابق بند ۱۰-۳-۴-۳-۵-۲-ت-۱ در تیر همبند علاوه بر تعبیه سخت کننده‌های عرضی میانی الزامی باشد، دوران تیر همیشه باید برابر 0.08 رادیان در نظر گرفته شود.

  4. مقاومت خمشی موردنیاز تیر همبند باید با ضریب 1+[(2Le)/(3g)]1 + \left[ {\left( {2Le} \right)/\left( {3g} \right)} \right] تشدید شود.

  5. در محدوده طول مدفون تیر همبند، مطابق شکل ۱۰-۳-۶-۳-۲ میلگردهای قائم دیوار نباید از میلگردهای قلمی با مقاومت محوری اسمی برابر با مقاومت برشی مورد انتظار تیر همبند ( V be ) که با ضریب زیر تشدید می‌شود، کمتر باشد:

    g2Le+0.33β10.880.33β11.0\frac{{\frac{g}{{2{L_e}}} + 0.33{\beta _1}}}{{0.88 - 0.33{\beta _1}}} \ge 1.0

  6. در هر دو ناحیه انتقال طول مدفون تیر همبند که در ابتدا و انتهای این طول قرار دارند، مساحت آرماتورهای انتقال موردنیاز که به هر دو بال تحتانی و فوقانی تیر همبند متصل می‌شوند، نباید از مقدار ارائه شده در رابطه ۱۰-۳-۶-۴ کمتر در نظر گرفته شود. طول آرماتورهای انتقال باید به نحوی باشد که در بالا و پایین بال‌های تیر همبند طول گیرایی کششی تأمین شود. مطابق شکل ۱۰-۳-۶-۳-۲ ، ناحیه انتقال ابتدایی طول مدفون تیر همبند باید محدوده میلگردهای قائم مجاور لبه دیوار و ناحیه انتقال انتهایی طول مدفون تیر همبند باید در فاصله حداقل برابر نصف عمق مقطع تیر همبند از انتهای طول مدفون تیر باشد.

    {A_{tb}} \ge 0.03{f_c^'}\;{L_e}{b_f}/{F_{ysr}}

    تصویر
    شکل ۱۰-۳-۶-۳-۲: میلگردهای قائم دیوار و میلگردهای انتقال در محدوده طول مدفون تیر همبند

    شکل ۱۰-۳-۶-۳-۲: میلگردهای قائم دیوار و میلگردهای انتقال در محدوده طول مدفون تیر همبند

    تبصره ۱: در محدوده طول مدفون تیر همبند، مجموع مساحت میلگردهای قائم دیوار برشی و میلگردهای انتقال نباید از 8% مساحت این ناحیه دیوار (L e b w ) بیشتر باشد.

    تبصره ۲: در دو ناحیه انتقال ابتدایی و انتهایی، میلگردهای انتقال باید به طور مستقیم یا از طریق وصله‌های مکانیکی به بال‌های فوقانی و تحتانی تیر همبند جوش شوند. به عنوان یک راهکار دیگر، در این دو ناحیه انتقال، مطابق شکل ۱۰-۳-۶-۳-۳ استفاده از آرماتورهای U شکل (رکابی) که ساق‌های آن‌ها یک درمیان بالا و پایین قرار می‌گیرند، به عنوان میلگردهای انتقال مجاز است.

    تصویر
    شکل ۱۰-۳-۶-۳-۳: استفاده از آرماتورهای U شکل به عنوان میلگردهای انتقال

    شکل ۱۰-۳-۶-۳-۳: استفاده از آرماتورهای U شکل به عنوان میلگردهای انتقال

۴-۵-۳-۶-۳-۱۰ تیرهای همبند مختلط

تیرهای همبند مختلط محاط در بتن باید کلیه الزامات تیرهای همبند فولادی به غیر از الزام بند (ب) را برآورده نمایند، با این تفاوت که در الزام بند (الف) در رابطه ۱۰-۳-۶-۲ به جای 1.1R y V P از V ce و به جای 1.1R y M P از M pbe استفاده شود که در آن:

V ce = مقاومت برشی مورد انتظار تیر همبند مختلط محاط در بتن است و مقدار آن از رابطه زیر تعیین می‌شود:

{V_{ce}} = 1.1{R_y}{V_p} + 0.21{b_{wc}}{d_c}\;\sqrt {{R_c}f_c^'} }+ \;\frac{{1.33{R_{yr}}{A_{sr}}{f_{ysr}}{d_c}}}{s}

۵-۵-۳-۶-۳-۱۰ نواحی حفاظت شده

طول آزاد تیر همبند به عنوان ناحیه حفاظت شده محسوب می‌شود و باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱۷ را تأمین نماید. تعبیه سخت کننده‌های عرضی در دو انتهای آزاد طول تیر همبند و در صورت نیاز در طول آن مجاز است.

۶-۳-۶-۳-۱۰ جوش‌های بحرانی لرزه‌ای

در دیوارهای برشی بتن آرمه مختلط ویژه، جوش‌های زیر به عنوان جوش‌های بحرانی لرزه‌ای محسوب می‌شوند و باید الزامات بند ۱۰-۳-۲-۱-۶-ب را تأمین نمایند:

1- جوش شیاری در وصله ستونها

۲- جوش‌های اتصال ستون به کف ستون

استثناء : در صورتی که تحلیل‌ها نشان دهد که تحت اثر ترکیبات بارگذاری شامل زلزله تشدید یافته برکنش محتمل نیست، جوش‌های اتصال ستون به کف ستون می‌تواند بحرانی لرزه‌ای محسوب نشود.

۷-۳-۶-۳-۱۰ 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 غیرمستقیم نباید از M Pcc min s و مقاومت برشی موردنیاز آن‌ها نباید از (Mpcc)/(αsHc)\left ( \sum M_{pcc} \right )/(\alpha _{s}H_{c}) کمتر در نظر گرفته شود، که در آن:

تبصره : درهر 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:

۷-۳-۱۰ اتصالات گیردار پیش تأییدشده

ضوابط عمومی طراحی لرزه‌ای سازه‌ها در بخش ۱۰-۳-۲ این مبحث و الزامات خاص مربوط به قابهای خمشی متوسط و ویژه برای اقناع نیازهای لرزهای، در بخش ۱۰-۳-۳ ارائه شده است. مطابق ضوابط بندهای ۱۰-۳-۳-۲-۶ و ۱۰-۳-۳-۳-۸ در این نوع قابها، اتصالاتی در محل تقاطع تیر به ستون باید مورد استفاده قرار گیرند که از طریق انجام اقدامات و آزمایشات مقرر شده در بخش ۱۰-۳-۸ تائید شوند.

اتصالات گیردار ارائه شده در جدول ۱۰-۳-۷-۱ در صورت تأمین الزامات و محدودیت‌های این بخش به عنوان اتصالات گیردار پیش تأییدشده محسوب می‌شوند و برای استفاده از آن‌ها نیازی به انجام اقدامات و آزمایشات مقرر شده در بخش ۱۰-۳-۸ نیست.

جدول

ردیف

نوع اتصال

مخفف

سیستم سازه‌ای قابل کاربرد

بخش مربوطه

1

اتصال تیر با مقطع کاهش یافته

RBS

قاب‌های خمشی متوسط و ویژه

2

اتصال فلنجی چهار پیچی بدون استفاده از ورق لچکی

BUEEP

قاب‌های خمشی متوسط و ویژه

3

اتصال فلنجی چهار یا هشت پیچی با استفاده از ورق لچکی

BSEEP

قاب‌های خمشی متوسط و ویژه

4

اتصال پیچی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری

BFP

قاب‌های خمشی متوسط و ویژه

5

اتصال جوشی به کمک ورق‌های قابهای روسری و زیرسری

WFP

قاب‌های خمشی متوسط

6

اتصال مستقیم تقویت نشده جوشی

WUF-W

قاب‌های خمشی متوسط و ویژه

7

اتصال پیچی با جفت سپری

DT

قاب‌های خمشی متوسط و ویژه

8

اتصال تیر با مقطع کاهش یافته و دیافراگم عبوری از ستون

TD-RBS

قاب‌های خمشی متوسط و ویژه

9

اتصال تقویت نشده جوشی با دیافراگم عبوری از ستون

TD-WUFW

قاب‌های خمشی متوسط و ویژه

10

اتصال تیر با بال پهن شده و دیافراگم عبوری از ستون

TD-Widened

قاب‌های خمشی متوسط و ویژه

جدول c-10-3-7-1جدول ۱۰-۳-۷-۱: انواع اتصالات گیردار پیش تأییدشده

۱-۷-۳-۱۰ الزامات عمومی

در طراحی اتصالات پیش تأییدشده، علاوه بر الزامات فصل‌های ۱۰-۱ و ۱۰-۲ و الزامات لرزه‌ای عمومی بخش ۱۰-۳-۲ این مبحث، الزامات بخش‌های ۱۰-۳-۳-۲ یا ۱۰-۳-۳-۳ ، حسب مورد، نیز باید رعایت شود. در تحلیل سازه، این اتصالات باید به صورت گیردار در نظر گرفته شوند. ضمناً کلیه اتصالات پیش تأیید شده باید دارای شرایط زیر باشند:

  1. مصالح

    1- فولاد مورد استفاده باید ضوابط بند ۱۰-۳-۲-۱-۱ را رعایت نماید.

    ۲- در مواردی که بال تیر مستقیماً یا با واسطه به بال ستون جوش می‌شود، در محدوده اتصال تیر به ستون، مصالح ورق بال‌های ستون که دارای ضخامت مساوی با بیش از 30 میلی متر هستند، باید دارای خواص تأییدشده در امتداد ضخامت بوده و از نظر طاقت نمونه شیار داده شده شارپی، حداقل از رده J0 باشند.

    تبصره : رده J0 به رده‌ای از مصالح فولادی گفته می‌شود که طاقت نمونه شیار داده شده شار پی آن حداقل 27 ژول در دمای صفر درجه سلسیوس باشد.

  2. اعضا

    به طور کلی مقاطع تیرها و ستون‌ها باید یکی از انواع زیر باشند. محدودیت استفاده از هر یک از این مقاطع در انواع اتصالات پیش تأییدشده، در بخش مربوطه آمده است.

    1- مقاطع نوردشده I یا H شکل

    ۲- مقاطع قوطی شکل (HSS) برای ستونها

    ۳- مقاطع ساخته شده

    مقاطع فوق باید دارای دو محور تقارن باشند. تیرها می‌توانند دارای مقطع I یا H شکل (نوردشده یا ساخته شده از ورق) و ستونها دارای مقطع قوطی شکل (HSS)، مقطع Hشکل (نوردشده یا ساخته شده از ورق)، مقطع جعبه‌ای ساخته شده از ورق یا ساخته شده از مقاطع H شکل همراه با ورق‌های کناری (مقاطع H شکل جعبه‌ای شده) و مقطع صلیبی شکل ساخته شده از ورق یا ساخته شده از نیمرخ‌های نوردشده باشد.

    استفاده از مقاطع قوطی شکل (HSS) به شرطی مجاز است که براساس ضوابط مدارک معتبر، ساخت و طراحی شده باشند.

    جان مقاطع ساخته شده باید به طور پیوسته به بال آن‌ها با رعایت ضوابط زیر متصل باشد:

    • در دو انتهای تیرهای I و H شکل ساخته شده از ورق، به طول حداقل S h +d b ، اتصال جان به بال باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل همراه با جوش گوشۀ تقویتی در هر دو طرف جان باشد. بعد جوش‌های گوشه تقویتی در هر طرف جان تیر نباید از کوچکترین دو مقدار ضخامت جان و 8 میلی متر، کمتر باشد. S h فاصله بین مفصل پلاستیک در داخل تیر تا بر ستون است که برای انواع مختلف اتصالات پیش تأیید شده در بخش‌های مربوطه ارائه شده است و d b عمق تیر است.

    تبصره : در مواردی که در بخش‌های ۱۰-۳-۷-۲ الی ۱۰-۳-۷-۱۰ در این خصوص الزام دیگری و وضع شده باشد، تأمین شرایط فوق الزامی نبوده و به جای آن باید الزام بخش‌های مذکورم تأمین شوند.

    • در ستون‌های H شکل ساخته شده از ورق، در محل اتصال تیر به ستون به فاصله‌ای شامل عمق تیر به علاوه 300 میلی متر بالا و پایین بال‌های تیر که به عنوان نواحی بحرانی ستون نامیده می‌شوند، اتصال جان به بال‌های مقطع ستون باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل با جوش گوشه تقویتی در هر دو طرف جان باشد. بعد جوش‌های گوشی تقویتی در هر طرف جان ستون نباید از کوچکترین دو مقدار ضخامت جان و 8 میلی متر، کمتر باشد.

    • در ستون‌های جعبه‌ای ساخته شده از ورق یا ساخته شده از مقاطع H شکل همراه با ورق‌های کناری (مقاطع H شکل جعبه‌ای شده)، در محل اتصال تیر به ستون به فاصله‌ای شامل عمق تیر به علاوه 300 میلی متر بالا و پایین بال تیر که به عنوان نواحی بحرانی ستون نامیده می‌شوند، اتصال جانها به بال‌های مقطع ستون باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل همراه با ورق پشت بند باشد. در خارج از نواحی بحرانی طول ستون، اتصال جان‌ها به بال‌های مقطع ستون می‌تواند با استفاده از جوش شیاری با نفوذ ناقص (بدون استفاده از ورق پشت بند) انجام پذیرد. جزئیات اتصال جوش شیاری با نفوذ کامل در ستون‌های جعبه‌ای ساخته شده از ورق با ضخامت کمتر یا مساوی 25 میلی متر باید مطابق شکل ۱۰-۳-۷-۱ الف یا ۱۰-۳-۷-۱-ب و برای ورق‌های بزرگتر از 25 میلی متر مطابق شکل ۱۰-۳-۷-۱-پ باشد.

    تصویر
    شکل ۱۰-۳-۷-۱: نحوه ساخت ستون‌های جعبه‌ای ساخته شده از ورق

    شکل ۱۰-۳-۷-۱: نحوه ساخت ستون‌های جعبه‌ای ساخته شده از ورق

    • در ستون‌های با مقطع صلیبی شکل ساخته شده از ورق یا ساخته شده از نیمرخ‌های نوردشده، در محل اتصال تیر به ستون به فاصله‌ای شامل عمق تیر به علاوه 300 میلی متر بالا و پایین بال تیر، که به عنوان نواحی بحرانی ستون نامیده می‌شوند، اتصال جان‌ها به یکدیگر و به بال‌ها باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل با جوش گوشه تقویتی در هر دو طرف جان باشد. بعد جوش‌های گوشۀ تقویتی در هر طرف جان ستون نباید از کوچکترین دو مقدار ضخامت جان و 8 میلی متر، کمتر باشد.

  3. ملاحظات اجرایی تیرها

    تیرها باید مطابق الزامات بخش ۱۰-۳-۲-۸ دارای مهار جانبی باشند. علاوه بر الزامات آن بخش، به جز در اتصالات فلنجی پیش تأییدشده، تعبیه مهار جانبی اضافی در دو انتهای تیر در فاصله‌ای بین انتهای ناحیه حفاظت شده تا نصف عمق تیر بعد از آن، الزامی است. طول ناحیه حفاظت شده برای انواع مختلف اتصالات پیش تأییدشده، در بخش‌های مربوطه ارائه شده است. در قابهای خمشی با دال بتنی سازه‌ای، در صورتی که تیرها در فاصله میانی بین دو ناحیه حفاظت شده دارای برشگیرهای فولادی مدفون در بتن به فاصله حداکثر برابر 300 میلی متر باشند، تعبیه مهارهای جانبی اضافی در محل‌های مذکور الزامی نیست. همچنین :

    (۱) در قابهای خمشی با دال بتنی سازه‌ای، به جز در اتصالات پیش تأییدشده فلنجی، در نواحی حفاظت شده تیر تعبیه برشگیر در روی بال فوقانی تیر مجاز نیست. در اتصال پیش تأییدشده فلنجی چهار پیچی بدون استفاده از ورق لچکی و نیز در اتصال پیش تأییدشده فلنجی چهار یا هشت پیچی با استفاده از ورق لچکی، در فاصله 1.5 برابر عمق تیر از بر ستون، تعبیه برشگیر در روی بال فوقانی تیر مجاز نیست.

    (۲) در قابهای خمشی با دال بتنی سازه‌ای، در فاصله حداقل برابر 25 میلی متر از طریق مصالح انعطاف پذیر (نظیر یونولیت) باید از اتصال دال بتنی به وجوه ستون اجتناب شود.

    تبصره : منظور از دال بتنی سازه‌ای، دال بتن آرمه‌ای است که ضخامت آن بیش از 75 میلی متر بوده و تنش فشاری مشخصه نمونه استوانه‌ای بتن، بیش از 14 مگاپاسکال باشد. در دال بتنی همراه با عرشه فولادی، ضخامت روی عرشه مدنظر است.

  4. جوشکاری

    (1) صد درصد جوش‌های شیاری به کار رفته در ناحیه اتصال تیر به ستون باید از طریق آزمایش‌های غیر مخرب نظیر رادیوگرافی یا اولتراسونیک (فراصوتی) تأیید شوند (مطابق بند ۱۰-۴-۴-۲ ).

    (۲) برداشتن پشت بندهای مورد استفاده در اتصال ورق‌های پیوستگی به بال‌ها و جان (یا جان‌های) مقطع ستون، پس از اتمام عملیات جوشکاری الزامی نیست. پشت بندهایی که در محل اتصال به بال ستون باقی می‌مانند باید با استفاده از یک جوش گوشه پیوسته 8 میلی متری بر لبه زیرین جوش شیاری به بال ستون متصل شود. هنگامی که پشت بند برداشته می‌شود، پاس ریشه باید تا رسیدن به فلز جوش سالم شیار زنی شود و با یک جوش گوشه تقویت شود. جوش گوشه تقویتی باید سرتاسری بوده و بعد آن حداقل 8 میلی متر باشد.

    (3) در اتصالات گیردار مستقیم تیر به ستون، اتصال بال‌های تیر به بال ستون باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل باشد. برای این منظور در دو انتهای تیر، تعبیه سوراخ‌های دسترسی برای انجام جوش شیاری با نفوذ کامل بال تیر به بال ستون همراه با ورق‌های پشت بند، مطابق الزامات فصل ۱۰-۲ این مبحث الزامی است. اتصال ورق‌های پشت بند به بال‌های تیر مجاز نیست. در صورتی که جوشکاری اتصال بال‌های تیر به بال ستون در کارخانه انجام شود، می‌توان

    هم سوراخ دسترسی و هم ورق پشت بند را حذف نمود؛ مشروط بر آنکه اولاً برش ورق‌های بال به نحوی باشد که جان تیر به اندازه حداقل 2 میلی متر از ورق‌های بال تیر بیرون زده باشد، ثانیاً ریشه جوش تا رسیدن به فلز سالم از پشت شیارزنی شده و با فلز جوش پر شود. در این حالت شیارزنی ریشه جوش بال‌های تیر در محدوده ضخامت جان ضروری نیست.

    (۴) در اتصالات گیردار مستقیم تیر به ستون، برای اتصال بال‌های تیر به بال ستون، استفاده از ورق‌های گوشواره (ناودان انتهای جوش شیاری) الزامی است. ورق‌های گوشواره باید حداقل به اندازه 25 میلی متر یا ضخامت قطعه (هر کدام بزرگتر بود)، از لبه درز امتداد داشته باشد؛ ولی نیازی نیست بلندتر از 50 میلی متر باشد. پس از تکمیل جوشکاری، ورق‌های گوشواره‌ای باید

    برداشته شوند.

    (۵) در اتصالات گیردار مستقیم تیر به ستون، پشت بندهای مورد استفاده در بال تحتانی تیر (در صورت وجود) باید برداشته شوند و پس از برداشتن پشت بند، پاس ریشه باید تا رسیدن به فلز جوش سالم شیارزنی شود و با جوش گوشه به ضخامت حداقل 8 میلی متر تقویت گردد. ضخامت جوش گوشه تقویتی باید به گونه‌ای باشد که پنجه جوش گوشه روی فلز پایه تیر قرار گیرد. چنانچه پس از حذف پشت بند، فلز پایه و ریشه جوش بخصورت یکنواخت سنگ زنی شوند، نیازی به ادامه دادن جوش گوشۀ تقویتی روی فلز پایه نیست.

    (۶) در اتصالات گیردار مستقیم تیر به ستون، برداشتن پشت بندهای مورد استفاده در بال فوقانی تیر (در صورت وجود) الزامی نیست. در صورتی که پشت بندها برداشته نشوند، این پشت بندها باید با جوش گوشه به ضخامت حداقل 8 میلی متر به بال ستون جوش داده شوند. جوشکاری این پشت بندها به بال‌های تیر مجاز نیست.

    (۷) در صورت اجرای اتصالات گیردار به صورت درختی، محل وصله تیر باید خارج از ناحیه حفاظت شده، باشد.

۲-۷-۳-۱۰ اتصال گیر دار تیر با مقطع کاهش یافته (RBS)

اتصال گیر دار تیر با مقطع کاهش یافته ( شکل ۱۰-۳-۷-۲ )، علاوه بر تأمین الزامات عمومی بخش 10-3-7-1 ، باید دارای شرایط مندرج در این بخش باشد.

در این نوع اتصال قسمتی از بال تیر در مجاورت اتصال آن به ستون بر اساس محدودیت‌های این بخش کاهش می‌یابد. هدف از این اقدام این است که تسلیم و تشکیل مفاصل پلاستیک به طور عمده در این قسمت از تیر اتفاق بیفتد. ناحیه کاهش یافته تیر باید دارای مقاومت موجود کافی در برابر کلیه ترکیبات بارگذاری متعارف باشند.

تصویر
شکل ۱۰-۳-۷-۲: اتصال گیر دار تیر با مقطع کاهش یافته (RBS)

شکل ۱۰-۳-۷-۲: اتصال گیر دار تیر با مقطع کاهش یافته (RBS)

تبصره : در قاب‌های دارای این نوع اتصالات، در کنترل تغییرمکان جانبی نسبی طبقه باید آثار مقطع کاهش یافته لحاظ شود. در این کنترل به جای مدل سازی ناحیه کاهش یافته، می‌توان تغییر مکان جانبی نسبی را در حالتی که ناحیه کاهش یافته مدل نشده است، با ضریب 1.1 برای حالت نظیر c = 0.25b bf تشدید نمود. برای سایر مقادیر c می‌توان از درون یابی خطی بین آن‌ها و c =0.25b bf بهره برد. c پارامتری است که در شکل ۱۰-۳-۷-۲ نشان داده شده و محدودیتهای آن در بخش ۱۰-۳-۷-۲-۱ بیان شده است.

۱-۲-۷-۳-۱۰ تیرها

در این نوع اتصال استفاده از مقاطع نوردشده I یا H شکل و مقاطع ساخته شده از ورق دارای مقطع I یا H شکل، برای تیر مجاز است. همچنین:

(1) عمق مقطع تیر نباید از 1000 میلی متر بیشتر باشد.

(۲) جرم تیر نباید از 450 کیلوگرم بر متر بیشتر باشد.

(3) ضخامت بال مقطع تیر نباید از 50 میلی متر بیشتر باشد.

(۴) نسبت دهانه آزاد تیر به عمق مقطع آن نباید از 7 در قابهای خمشی ویژه و از 5 در قابهای خمشی متوسط کمتر در نظر گرفته شود.

(۵) نسبت پهنا به ضخامت بال و جان تیر باید ضوابط بندهای ۱۰-۳-۳-۲-۲ یا ۱۰-۳-۳-۳-۲ را حسب مورد، اقناع نماید. در محاسبه این نسبت، پهنای بال را می‌توان برابر عرض بال در انتهای دوسوم میانی ناحیه کاهش یافته بال در نظر گرفت.

(۶) در دو انتهای تیر، برای انجام جوش شیاری با نفوذ کامل بال تیر به بال ستون، در صورت نیاز به سوراخ‌های دسترسی، هندسه آن‌ها باید مطابق الزامات فصل ۱۰-۲ باشد.

(۷) در دو انتهای تیر، ناحیه حفاظت شده باید برابر a+b در نظر گرفته شود. a و b در شکل 10-3-7-2 نشان داده شده است.

(۸) فاصله محل تشکیل مفصل پلاستیک از بر ستون، باید برابر S h = a + b/2 در نظر گرفته شود. a و b در شکل ۱۰-۳-۷-۲ نشان داده شده است.

(۹) در ناحیه کاهش یافته تیر محدودیتهای زیر باید تأمین شوند. انتخاب نهایی مقادیر این پارامترها براساس تأمین کلیه الزامات مربوط به مقاومت موجود لازم تیر در مقطع کاهش یافته و انتهای تیر صورت می‌گیرد.

R=(4c 2 +b 2 )/8c

0.5b bf ≤a≤0.75b bf

0.65d b ≤b≤0.85d b

0.1b bf ≤c≤0.25b bf

۲-۲-۷-۳-۱۰ ستون‌ها

در این نوع اتصال استفاده از مقاطع نوردشده H شکل، مقاطع ساخته شده دارای مقطع H شکل، جعبه‌ای ساخته شده از ورق یا ساخته شده از مقاطع H شکل همراه با ورق‌های کناری (مقاطع H شکل جعبه‌ای شده) و مقاطع صلیبی شکل ساخته شده از ورق یا ساخته شده از نیمرخ‌های نوردشده برای ستون مجاز است. همچنین:

(1) عمق مقاطع H شکل و عمق و پهنای مقاطع صلیبی شکل نباید از 1000 میلی متر و عمق و پهنای مقاطع جعبه‌ای شکل و شکل جعبه‌ای شده نباید از 700 میلیمتر بیشتر باشد.

(۲) در ستون‌های جعبه‌ای ضخامت مقطع ستون باید به نحوی باشد که در ناحیه چشمه اتصال نیاز به ورق‌های مضاعف نباشد.

۳-۲-۷-۳-۱۰ سایر الزامات

(۱) اتصال بال‌های تیر به بال ستون باید از طریق جوش شیاری با نفوذ کامل مطابق الزامات عمومی اتصالات پیش تأییدشده ( بند ۱۰-۳-۷-۱-ت ) صورت گیرد.

(۲) در قابهای خمشی ویژه، جان تیر باید از طریق جوش شیاری با نفوذ کامل به بال ستون جوش شود. علاوه بر آن لازم است یک ورق تکی جان در فاصله بین دو سوراخ دسترسی تعبیه شود ( شکل ۱۰-۳-۷-۲ ). استفاده از ورق تکی جان به عنوان پشت بند جوش شیاری جان تیر به بال ستون نیز مجاز است. ضخامت ورق تکی جان باید حداقل برابر 10 میلی متر باشد. اتصال ورق تکی به بال ستون و جان تیر می‌تواند از نوع جوش گوشه یک طرفه با ضخامت حداقل آیین نامه‌ای باشد. در انتهای جوش شیاری جان تیر به بال ستون استفاده از ورق‌های گوشواره‌ای الزامی نیست. تعبیه سوراخ در جان تیر به منظور مونتاژ در این اتصالات مجاز است. در صورتی که با رعایت الزامات بند ۱۰-۳-۷-۱-ت سوراخ دسترسی برای اتصال بال تیر به بال ستون ضرورت نداشته باشد، تعبیه ورق تکی جان الزامی نیست. در این حالت جان تیر باید در تمام فاصله بین دو بال تیر با جوش شیاری با نفوذ کامل به بال ستون متصل شود.

(۳) در قابهای خمشی متوسط، اتصال جان تیر به بال ستون می‌تواند از طریق رعایت ضوابط بند ۲ فوق انجام پذیرد. در این نوع قاب به جای رعایت این ضوابط، اتصال جان تیر به بال ستون می‌تواند از طریق یک ورق تکی پیچشده به جان تیر نیز صورت گیرد. در این حالت اتصال ورق تکی به جان تیر باید از نوع لغزش بحرانی با سوراخ استاندارد، یا سوراخ استاندارد در یکی و سوراخ لوبیایی کوتاه در امتداد موازی با محور تیر در دیگری باشد. اتصال ورق تکی به بال ستون باید از نوع شیاری با نفوذ کامل یا جوش گوشه دوطرفه باشد. مقاومت برشی موردنیاز اتصال باید براساس الزامات بند ۱۰-۳-۳-۲-۵ تعیین شود. ضخامت جوش‌های گوشه طرفین ورق تکی به بال ستون باید حداقل برابر 0.75 ضخامت ورق تکی و ضخامت ورق تکی باید حداقل برابر 10 میلی متر باشد. پیچ‌ها می‌توانند قبل یا بعد از جوشکاری ورق به بال ستون، پیش تنیده شوند.

۴-۲-۷-۳-۱۰ برشکاری بال تیر

(۱) در ناحیه کاهش یافته تیر، برشکاری بال تیر باید توسط دستگاه برش حرارتی انجام شود تا یک انحنای هموار به وجود آید. در محل خاتمه برشکاری بال تیر، تبدیل مقطع کاهش یافته به مقطع کاهش نیافته باید به صورت هموار و از طریق سنگزنی گوشه‌های تیز انجام شود. رواداری مجاز اجرای برش حرارتی از مقادیر موردنظر، مطابق روابط ۱۰-۳-۷-۱ الی ۱۰-۳-۷-۴ ، به میزان 6 میلی متر است.

(۲) شیارهایی که در اثر برش حرارتی ایجاد می‌شوند، اگر عمقی کمتر از 6 میلی متر داشته باشند، می‌توانند با سنگزنی برداشته شوند. بعد از سنگ زنی، این ناحیه باید توسط روش MT به صورت غیر مخرب بازرسی شود تا از برداشته شدن کامل شیار اطمینان حاصل شود. سنگ زنی نباید منجر به کاهش مقطع بال تیر به اندازهای بیش از 6 میلی متر از مقدار موردنظر، مطابق روابط ۱۰-۳-۷-۱ الی ۱۰-۳-۷-۴ شود.

(۳) اگر عمق شیارهایی که در اثر برش حرارتی ایجاد می‌شوند، بیشتر از 6 میلی متر ولی کمتر از 13 میلی متر باشد، شیار باید توسط جوشکاری تعمیر شود. در این حالت ابتدا باید با سنگ زنی، شیار برداشته شده و سپس با پیش گرمایش حداقل 66 درجه سلسیوس جوشکاری انجام شود و با سنگ زنی انحنای هموار موردنظر با رعایت رواداری مربوطه ایجاد گردد. این روش را می‌توان در مورد شیارهایی که عمقی کمتر از 6 میلی متر دارند، ولی سنگ زنی آن‌ها منجر به کاهش مقطع بال تیر به اندازه‌ای بیش از 6 میلی متر از مقدار موردنظر، مطابق روابط ۱۰-۳-۷-۱ الی ۱۰-۳-۷-۴ می‌شود، نیز به کار گرفت.

۳-۷-۳-۱۰ اتصال گیردار فلنجی چهار پیچی بدون استفاده از ورق لچکی (BUEEP) و اتصال گیردار فلنجی چهار یا هشت پیچی با استفاده از ورق لچکی (BSEEP)

اتصالات گیردار فلنجی (شکل ۱۰-۳-۷-۳)، علاوه بر تأمین الزامات عمومی بخش ۱۰-۳-۷-۱ ، باید دارای شرایط مندرج در این بخش باشند. این نوع اتصال با جوش دادن تیر به ورق انتهایی در کارخانه و پیچ کردن این ورق به بال ستون در کارگاه ساخته می‌شود. رفتار این نوع اتصالات توسط حالت‌های حدی مختلفی از قبیل تسلیم خمشی مقطع تیر، تسلیم خمشی ورق انتهایی، تسلیم چشمه اتصال ستون، گسیختگی برشی و کششی پیچهای ورق انتهایی یا گسیختگی در اجزای اتصالات جوشی آن کنترل می‌شود. طراحی اتصال باید به گونه‌ای باشد که با تأمین مقاومت موجود کافی در اجزای آن، تغییرشکل غیر الاستیک از طریق تسلیم مقطع تیر ایجاد شود.

ابعاد و ضخامت ورق انتهایی و نیز مشخصات و تعداد پیچ‌های اتصال ورق انتهایی به بال ستون باید براساس مقاومت‌های خمشی و برشی موردنیاز اتصال تیر به ستون (مطابق الزامات بند ۱۰-۳-۳-۲-۶ الی ۱۰-۳-۳-۳-۸ ، حسب مورد) تعیین شود. در تعیین مقاومتهای طراحی وسایل اتصال، ضریب کاهش مقاومت (∅) را می‌توان برای حالت‌های حدی غیر شکل پذیر، به جای 0.75 برابر 0.9 و برای حالت‌های حدی شکل پذیر به جای .9 برابر 1 در نظر گرفت. همچنین در تعیین مقاومتهای مجاز وسایل اتصال، ضریب اطمینان (Ω) را می‌توان برای حالت‌های حدی غیر شکل پذیر، به جای 2 برابر 1.67 و برای حالت‌های حدی شکل پذیر به جای 1.67 برابر 1.5 در نظر گرفت.

تصویر

الف) چهار پیچی بدون ورق سخت کننده ب) چهار پیچی با ورق سخت کننده پ) هشت پیچی با ورق سخت کننده

تصویر

ت) هندسۀ اتصال فلنجی چهار پیچی بدون استفاده از ورق لچکی

تصویر
ث) هندسۀ اتصال فلنجی چهار پیچی با استفاده از ورق لچکی

ث) هندسۀ اتصال فلنجی چهار پیچی با استفاده از ورق لچکی

تصویر
ج) هندسۀ اتصال فلنجی هشت پیچی با استفاده از ورق لچکی- شکل ۱۰-۳-7-3: اتصال گیردار فلنجی چهار پیچی بدون استفاده از ورق لچکی (BUEEP) و اتصال گیردار فلنجی چهار یا هشت پیچی با استفاده از ورق لچکی (BSEEP)

ج) هندسۀ اتصال فلنجی هشت پیچی با استفاده از ورق لچکی- شکل ۱۰-۳-7-3: اتصال گیردار فلنجی چهار پیچی بدون استفاده از ورق لچکی (BUEEP) و اتصال گیردار فلنجی چهار یا هشت پیچی با استفاده از ورق لچکی (BSEEP)

۱-۳-۷-۳-۱۰ تیرها

در این نوع اتصال گیر دار، استفاده از مقاطع نورد شده I یا H شکلی و مقاطع ساخته شده دارای مقطع I یا H شکل، برای تیر مجاز است. همچنین:

(1) نسبت دهانه آزاد تیر به عمق مقطع آن نباید از 7 در قابهای خمشی ویژه و از 5 در قابهای خمشی متوسط کمتر در نظر گرفته شود.

(۲) در دو انتهای تیر، تعبیه سوراخ‌های دسترسی برای انجام جوش شیاری با نفوذ کامل بال تیر به ورق انتهایی، مجاز نیست.

(3) در دو انتهای تیر، ناحیه حفاظت شده باید به شرح زیر در نظر گرفته شود:

  • در اتصال فلنجی بدون استفاده از ورق لچکی، برابر کوچکترین دو مقدار عمق تیر و سه برابر پهنای بال تیر از بر ستون؛

  • در اتصال فلنجی با استفاده از ورق لچکی، برابر کوچکترین دو مقدار طول ورق لچکی به علاوه نصف عمق تیر و سه برابر پهنای بال تیر از بر ستون

(۴) فاصله محل تشکیل مفصل پلاستیک از بر ستون (S h )، باید برابر کوچکترین دو مقدار d b /2 و 3b bf برای اتصالات فلنجی بدون استفاده از ورق‌های لچکی و برابر L st +t p برای اتصالات فلنجی با استفاده از ورق‌های لچکی در نظر گرفته شود که در آن d b عمق تیر، b bf پهنای بال تیر، L st طول ورق لچکی در روی بال تیر و t p ضخامت ورق انتهایی است.

(۵) در دو انتهای تیرهای ساخته شده از ورق، به فاصله حداقل برابر کوچک‌ترین دو مقدار عمق تیر و سه برابر پهنای بال تیر، اتصال جان به بال باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل یا جوش گوشۀ دوطرفه باشد. ضخامت جوش‌های گوشه دوطرفه نباید از 0.75t w (t w ضخامت جان مقطع تیر است) و 6 میلی متر کمتر در نظر گرفته شود.

۲-۳-۷-۳-۱۰ ستون‌ها

در این نوع اتصال گیردار، استفاده از مقاطع نوردشده H شکل، مقاطع ساخته شده H شکل و مقطع صلیبی شکل ساخته شده از ورق یا ساخته شده از نیمرخهای نوردشده برای ستون مجاز است همچنین :

(۱) عمق مقطع ستون نباید از 1000 میلی متر بیشتر باشد.

۳-۳-۷-۳-۱۰ سایر الزامات

(۱) اتصالات فلنجی باید محدودیتهای ابعادی جدول ۱۰-۳-۷-۲ را تأمین نمایند.

تبصره : در قابهای خمشی ویژه با عملکرد توأم دال بتنی و مقطع فولادی در سرتاسر طول تیر، عمق مقطع تیر نباید از 600 میلی متر کمتر باشد.

(۲) پهنای ورق انتهایی نباید از بال تیر متصل شونده به آن کوچکتر در نظر گرفته شود. همچنین پهنای مؤثر ورق انتهایی که در محاسبات منظور می‌شود، نباید از بال تیر متصل شونده به علاوه 25 میلی متر بزرگتر در نظر گرفته شود.

(3) اتصال بال تیر به ورق انتهایی باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل بوده و در وجه داخلی بال تیر با جوش گوشه به ضخامت حداقل 8 میلی متر تقویت گردد.

(۴) شیارزنی ریشه جوش بال تیر به ورق انتهایی در قسمتی که مستقیم بالا یا پایین جان تیر قرار می‌گیرد، ضروری نیست. در این قسمت جوش شیاری با نفوذ کامل کفایت می‌نماید.

جدول

BUEEP

BSEEP

چهارپیچی

هشت پیچی

پارامتر

حداقل (mm)

حداکثر(mm)

حداقل (mm)

حداکثر(mm)

حداقل (mm)

حداکثر(mm)

t bf

10

25

10

25

15

30

b bf

150

250

150

250

200

350

d b

340

1400

340

700

440

1000

t p

12

60

12

50

20

70

b p

180

300

180

300

240

400

g

100

160

80

160

120

160

p fi ,p fo

35

120

50

150

40

50

p b

-

-

-

-

90

100

جدول c-10-3-7-2جدول ۱۰-۳-۷-۲: محدودیت‌های ابعادی اتصالات گیردار فلنجی

(۵) اتصال جان تیر به ورق انتهایی باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل باشد. چنانچه ضخامت جان مقطع تیر کوچکتر یا مساوی 10 میلی متر باشد، استفاده از جوش گوشه دوطرفه نیز مجاز است. در صورت استفاده از جوش گوشه، علاوه بر الزامات متعارف طراحی اتصالات، ضخامت آن باید به گونه‌ای تعیین شود که در فاصله بین وجه داخلی بال تیر تا 150 میلی متر بعد از اولین ردیف پیچ در اتصالات چهار پیچی و دومین ردیف پیچ در اتصالات هشت پیچی، مجموع مقاومت آن‌ها برابر مقاومت کششی موجود همین بخش جان باشد. درهرحال ضخامت جوش‌های گوشه نباید از 0.8t w و 8 میلی متر کمتر در نظر گرفته شوند.

(۶) فاصله سوراخ‌های پیچ (g)، نشان داده شده در شکل‌های ۱۰-۳-۷-۳-ت، ث و ج ، نباید از پهنای بال تیر بزرگتر باشد. همچنین در این شکلها، حداقل اندازه p si , p fo , p fi و p so برای پیچهای تا قطر 25 میلی متر برابر قطر پیچ به علاوه 13 میلی متر و برای پیچهای با قطر بزرگتر برابر قطر پیچ به علاوه 19 میلی متر است. در اتصالات هشت پیچی حداقل اندازه p b ، نشان داده شده در شکل ۱۰-۳-۷-3-ج ، 2.7 برابر قطر پیچ است.

(۷) ورق‌های لچکی (در صورت استفاده باید در امتداد جان تیر و در وسط ورق انتهایی تعبیه شوند. طول ورق‌های لچکی نباید از 1.75h st کوچک‌تر در نظر گرفته شود که در آن h st ارتفاع لچکی‌ها در امتداد محور ستون است. ورق‌های لچکی مطابق شکلهای ۱۰-۳-۷-۳-ث و ج ، باید در دو انتهای خود طولی حدوداً 25 میلی متر برش‌های عمودی و افقی داشته و سپس به صورت مورب بریده شوند. ضخامت ورق‌های لچکی (t s )، نباید کمتر از ضخامت جان مقطع تیر در نظر گرفته شود. همچنین ضخامت ورق‌های لچکی باید به گونه‌ای انتخاب شوند که روابط 10-3-7-5 و 10-3-7-6 اقناع شوند.

tstbw(FybFys){{\rm{t}}_{\rm{s}}} \ge {t_{bw}}\left( {\frac{{{F_{yb}}}}{{{F_{ys}}}}} \right)

hsts0.56  EFys\frac{{{h_s}}}{{{t_s}}} \le 0.56\;\sqrt {\frac{E}{{{F_{ys}}}}}

(۸) اتصال لچکی‌ها (در صورت استفاده) به ورق انتهایی و بال تیر باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل باشد. چنانچه ضخامت لچکی‌ها کوچکتر یا مساوی 10 میلی متر باشد، استفاده از جوش گوشه دوطرفه نیز مجاز است. ضخامت جوش‌های گوشه نباید از 0.8t s (t s ضخامت ورق لچکی است) و 6 میلی متر کمتر باشد. گوشه ورق لچکی در محل تقاطع آن با بال تیر و ورق انتهایی باید به صورت مثلثی بریده شود تا فاصله آزاد با جوش بال تیر و ورق انتهایی فراهم شود.

(۹) به کار بردن ورق‌های پرکننده انگشتی در بالا و پایین ورق انتهایی مطابق شکل ۱۰-۳-۷-۴ مجاز است.

تصویر
شکل ۱۰-۳-۷-۴: ورق‌های پرکننده انگشتی در بالا و پایین ورق انتهایی

شکل ۱۰-۳-۷-۴: ورق‌های پرکننده انگشتی در بالا و پایین ورق انتهایی

۴-۷-۳-۱۰ اتصال گیردار پیچی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری (BFP)

اتصالات گیردار پیچی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری ( شکل ۱۰-۳-۷-۵ ) علاوه بر تأمین الزامات عمومی بخش ۱۰-۳-۷-۱ ، باید دارای شرایط مندرج در این بخش باشند.

تصویر
شکل ۱۰-۳-۷-۵: اتصال گیردار پیچی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری (BFP)

شکل ۱۰-۳-۷-۵: اتصال گیردار پیچی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری (BFP)

این نوع اتصال از طریق جوش دادن ورق‌های روسری و زیرسری به بال ستون و پیچ کردن آن‌ها به بال تیر ساخته می‌شود. این ورق‌ها باید کاملاً یکسان باشند. ضمناً در این نوع اتصال جان تیر نیز از طریق یک ورق تکی به بال ستون متصل می‌شود. منظور از ضوابط ارائه شده در این بخش این است که وقوع تسلیم و شروع تشکیل مفصل پلاستیک در ناحیه‌ای از تیر در انتهای ورق‌های روسری و زیر سری روی دهد. ابعاد و ضخامت ورق‌های روسری و زیرسری و نیز مشخصات و تعداد پیچهای اتصال این ورق‌ها به بال تیر باید بر اساس مقاومت خمشی موردنیاز اتصال تیر به ستون (مطابق الزامات بند ۱۰-۳-۳-۲-۶ یا ۱۰-۳-۳-۳-۸ ، حسب مورد) تعیین شود. ابعاد و ضخامت ورق تکی جان و نیز مشخصات و تعداد پیچ‌های اتصال این ورق به جان تیر باید بر اساس مقاومت برشی موردنیاز اتصال تیر به ستون (مطابق الزامات بند ۱۰-۳-۳-۲-۶ یا ۱۰-۳-۳-۳-۸ ، حسب مورد) تعیین شود. در تعیین مقاومت‌های طراحی ورق‌های روسری و زیرسری، ورق تکی جان و وسایل اتصال، ضریب کاهش مقاومت (ø) را می‌توان برای حالت‌های حدی غیر شکل پذیر، به جای 0.75 برابر 0.9 و برای حالت‌های حدی شکل پذیر به جای 0.9 برابر 1 در نظر گرفت. همچنین در تعیین مقاومتهای مجاز آن‌ها ضریب اطمینان (Ω) را می‌توان برای حالت‌های حدی غیر شکل پذیر، به جای 2 برابر 1.67 و برای حالت‌های حدی شکل پذیر به جای 1.67 برابر 1.5 در نظر گرفت.

۱-۴-۷-۳-۱۰ تیرها

در این نوع اتصال گیردار، استفاده از مقاطع نورد شده I یا H شکل و مقاطع ساخته شده دارای مقطع I یا H شکل، به عنوان تیر مجاز است. همچنین :

(۱) در دو انتهای تیر، ناحیه حفاظت شده باید برابر فاصله از بر ستون تا دورترین ردیف پیچ در روی بال تیر نسبت به بر ستون به علاوه عمق تیر در نظر گرفته شود.

(۲) محل تشکیل مفصل پلاستیک (S h ) در روی تیر باید در محل دورترین ردیف پیچ در روی بال تیر نسبت به بر ستون، در نظر گرفته شود.

(3) جرم تیر نباید از 250 کیلوگرم بر متر بیشتر باشد.

(۴) عمق مقطع تیر نباید از 1000 میلی متر بیشتر باشد.

(۵) ضخامت بال مقطع تیر نباید از 30 میلی متر بیشتر باشد.

(۶) نسبت دهانه آزاد تیر به عمق مقطع آن نباید از 9 در قابهای خمشی ویژه و از 7 در قابهای خمشی متوسط کمتر در نظر گرفته شود.

۲-۴-۷-۳-۱۰ ستون‌ها

در این نوع اتصال استفاده از مقاطع نورد شده یا ساخته شده دارای مقطع Hشکل، جعبه‌ای ساخته شده از ورق یا ساخته شده از مقاطع H شکل همراه با ورق‌های کناری و مقطع صلیبی شکل ساخته شده از ورق یا ساخته شده از نیمرخ‌های نوردشده به عنوان ستون مجاز است. همچنین:

(۱) عمق مقطع ستون‌های H شکل و صلیبی شکل در قابهای خمشی با دال بتنی سازه‌ای و دارای برشگیر فولادی مدفون در بتن در فاصله بین نواحی محافظت شده در انتهای تیر، نباید از 1000 میلی متر و در غیاب دال بتنی سازه‌ای از 400 میلی متر بیشتر باشد.

(۲) عمق و پهنای مقطع ستون‌های جعبه‌ای ساخته شده از مقطع H شکل و ستون‌های جعبه‌ای ساخته شده از ورق نباید از 700 میلی متر بیشتر باشد.

۳-۴-۷-۳-۱۰ سایر الزامات

(1) استفاده از ورق‌های پرکننده به ضخامت مجموعاً تا 6 میلی متر بین ورق‌های اتصال و بال تیر مجاز است. این پرکننده‌ها می‌توانند به صورت انگشتی با ورق‌های سوراخ شده باشند.

(۲) اتصال ورق‌های روسری و زیرسری به بال ستون باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل باشند. این جوش‌ها باید بحرانی لرزه‌ای در نظر گرفته شوند. در صورت استفاده از تسمه پشت بند برای اجرای جوش شیاری با نفوذ کامل، پشت بندها باید پس از انجام جوشکاری برداشته شوند. پس د از برداشتن پشت بند، پاس ریشه باید تا رسیدن به فلز جوش سالم شیار زنی شود و با جوش با تقویت شود.

(3) اتصال ورق تکی جان به بال ستون باید از نوع شیاری با نفوذ کامل یا جوش گوشه دوطرفه باشد. ضخامت جوشهای گوشه باید براساس مقاومت برشی موردنیاز اتصال تیر به ستون مطابق الزامات بند ۱۰-۳-۷-۶ یا ۱۰-۳-۹-۸ ، حسب مورد) تعیین شود و در هر حال در هر دو طرف نباید از 0.8t ws (t ws ضخامت ورق تکی جان است) و 8 میلی متر کمتر در نظر گرفته شود.

(۴) اتصال ورق‌های روسری و زیرسری به بال‌های تیر باید از نوع پیچی با قطر پیچ حداکثر برابر 27 میلی متر باشد. پیچ‌ها باید در هر ردیف دو عدد و به صورت متقارن در طرفین محور تیر تعبیه شوند. طول گروه پیچ‌ها در امتداد محور تیر نباید از عمق تیر بیشتر باشد. سوراخ‌های بال تیر باید استاندارد باشند. سوراخ‌های ورق‌های روسری و زیرسری می‌توانند استاندارد یا بزرگ شده باشند. سوراخ‌ها باید با مته ایجاد شوند. استفاده از پانچ برای سوراخ کاری مجاز نیست.

(۵) اتصال ورق تکی به جان تیر باید از نوع پیچی بوده و سوراخ‌های ایجادشده در یکی از اجزاء یعنی ورق تکی یا جان تیر، می‌تواند به صورت لوبیایی کوتاه افقی باشد.

۵-۷-۳-۱۰ اتصال گیردار جوشی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری (WFP)

اتصالات گیردار جوشی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری ( شکل ۱۰-۳-۷-۶ )، علاوه بر تأمین الزامات عمومی بخش ۱۰-۳-۷-۱ ، باید دارای شرایط مندرج در این بخش باشند.

تصویر
شکل ۱۰-۳-۷-۶: اتصال گیردار جوشی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری (WFP)

شکل ۱۰-۳-۷-۶: اتصال گیردار جوشی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری (WFP)

این نوع اتصال از طریق جوش دادن ورق‌های روسری و زیرسری به بال ستون و بال تیر ساخته می‌شود. ضمناً در این نوع اتصال جان تیر نیز از طریق ورق یا ورق‌های جان یا جفت نبشی به بال ستون متصل می‌شود. کاربرد این نوع اتصالات فقط به قابهای خمشی متوسط محدود می‌شود و تا زمان انتشار ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰ ، در ساختمان‌های با ارتفاع حداکثر 20 متر از تراز پایه قابل استفاده است. هدف از ضوابط ارائه شده در این بخش این است که وقوع تسلیم و شروع تشکیل مفصل پلاستیک در ناحیه‌ای از تیر در انتهای ورق‌های روسری و زیرسری روی دهد.

ابعاد و ضخامت ورق‌های روسری و زیرسری و نیز مشخصات جوش‌های آن‌ها به بال‌های تیر باید براساس مقاومت خمشی موردنیاز اتصال تیر به ستون (مطابق الزامات بند ۱۰-۳-۳-۲-۶ ) تعیین شود. ابعاد و ضخامت ورق (یا ورق‌های جان یا جفت نبشی) و نیز جوش آن‌ها به بال ستون و جان تیر باید براساس مقاومت برشی موردنیاز اتصال تیر به ستون (مطابق الزامات بند ۱۰-۳-۳-۲-۶ ) تعیین شود. در تعیین مقاومتهای طراحی ورق‌های روسری و زیرسری، ورق تکی جان (با ورق‌های جان یا جفت نبشی) و وسایل اتصال، ضریب کاهش کاهش مقاومت (ø) را می‌توان برای حالت‌های حدی غیر شکل پذیر، به جای 0.75 برابر 0.9 و برای حالت‌های حدی شکل پذیر به جای 0.9 برابر 1 در نظر گرفت. همچنین در تعیین مقاومتهای مجاز آن‌ها ضریب اطمینان (Ω) را می‌توان برای حالت‌های حدی غیر شکل پذیر، به جای 2 برابر 1.67 و برای حالت‌های حدی شکل پذیر به جای 1.67 برابر 1.5 در نظر گرفت.

۱-۵-۷-۳-۱۰ تیرها

در این نوع اتصال گیردار، استفاده از مقاطع نورد شده I یا H شکل و مقاطع ساخته شده دارای مقطع I یا Hشکل، به عنوان تیر مجاز است. همچنین:

(۱) در دو انتهای تیر، ناحیه حفاظت شده باید برابر فاصله از بر ستون تا انتهای ورق‌های روسری و زیرسری بعلاوه نصف عمق تیر بعد از آن، در نظر گرفته شود.

(۲) محل تشکیل مفصل پلاستیک (S h ) در روی تیر باید در محل انتهای ورق‌های روسری و زیرسری، در نظر گرفته شود.

(3) عمق مقطع تیر نباید از 900 میلی متر بیشتر باشد.

(۴) جرم تیر نباید از 250 کیلوگرم بر متر بیشتر باشد.

(۵) ضخامت بال مقطع تیر نباید از 30 میلی متر بیشتر باشد.

(۶) نسبت دهانه آزاد تیر به عمق مقطع آن نباید از 5 کمتر در نظر گرفته شود.

۲-۵-۷-۳-۱۰ ستون‌ها

در این نوع اتصال استفاده از مقاطع نوردشده H شکل، مقاطع ساخته شده Hشکل، جعبه‌ای ساخته شده از ورق یا ساخته شده از مقاطع H شکل همراه با ورق‌های کناری و مقطع صلیبی ساخته شده از ورق یا ساخته شده از نیمرخ‌های نورد شده به عنوان ستون مجاز است. همچنین:

(۱) عمق مقطع ستون‌های H شکل و صلیبی شکل در قابهای خمشی با دال بتنی سازه‌ای و دارای برشگیرهای فولادی مدفون در بتن در فاصله بین نواحی محافظت شده در انتهای تیر، نباید از 900 میلی متر و در غیاب دال بتنی سازه‌ای از 400 میلی متر بیشتر باشد.

(۲) عمق و پهنای ستون‌های جعبه‌ای ساخته شده از مقطع H و ستون‌های جعبه‌ای ساخته شده از ورق نباید از 700 میلیمتر بیشتر باشد.

۳-۵-۷-۳-۱۰ سایر الزامات

در این نوع اتصالات گیردار، الزامات زیر نیز باید رعایت شوند:

(1) طول ورق‌های روسری و زیرسری باید برابر باشد.

(۲) ورق روسری می‌تواند به صورت پهن شده یا دارای پهنای ثابت باشد. در صورت استفاده از ورق پهن شده، رعایت تناسبات نشان داده شده در شکل ۱۰-۳-۷-۶ الزامی است. در صورت استفاده از ورق با پهنای ثابت، این پهنا با لحاظ عرض ورق‌های گوشواره (ناودان انتهای جوش) نباید از پهنای بال ستون بیشتر باشد. در این حالت جوش گوشه اتصال ورق روسری به بال تیر باید تا انتهای تیر ادامه یابد.

(3) اتصال ورق‌های روسری و زیرسری به بال ستون باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل و به بال‌های تیر از نوع جوش گوشه باشد. استفاده از جوش کام و انگشتانه به همراه جوشهای گوشه در اتصال این ورق‌ها به بال تیر نیز مجاز است.

(۴) در صورت استفاده از تسمه‌های پشت بند در جوشهای ورق‌های روسری و زیرسری به بال ستون، تسمه‌های پشت بند می‌توانند پس از انجام جوشکاری برداشته شوند. در این حالت پس از برداشتن پشت بند، پاس ریشه باید تا رسیدن به فلز جوش سالم شیارزنی شود و با جوش تقویت گردد. در صورتی که پشت بندها برداشته نشوند، این پشت بندها باید با جوش گوشه به ضخامت حداقل 8 میلی متر به بال ستون جوش داده شوند.

(۵) اتصال ورق (یا ورق‌های) جان تیر به بال ستون باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل یا جوش گوشه باشد. در صورت استفاده از ورق تکی جان و جوش گوشه، این جوش باید به صورت دوطرفه اجرا شود. در صورت استفاده از جفت نبشی برای اتصال جان تیر به بال ستون، این اتصال باید از نوع جوش گوشه باشد.

(۶) اتصال ورق جان (یا ورق‌ها یا نبشی‌ها) به جان تیر باید از نوع جوش گوشه باشد.

۶-۷-۳-۱۰ اتصال گیردار تقویت نشدۀ جوشی (WUF-W)

اتصالات گیردار تقویت شده جوشی (اتصال شکل 10-3-۷-۷ ) علاوه بر تأمین الزامات عمومی بخش 10-3-7-1 ، باید دارای شرایط مندرج در این بخش باشند.

تصویر
شکل ۱۰-۳-۷-۷: اتصال گیر دار تقویت شده جوشی (WUF-W)

شکل ۱۰-۳-۷-۷: اتصال گیر دار تقویت شده جوشی (WUF-W)

در این نوع اتصال گیر دار، چرخش غیر الاستیک از طریق تسلیم تیر در ناحیه‌ای از داده که به بر ستون تأمین می‌شود، نحوه تسلیم در این نوع اتصال از طریق اعمال ضوابط خاص این بخش کنترل می‌شود، در این اتصال مقدار ضریب C pr که در طراحی لرزه‌ای قابهای خمشی ویژه مطابق تعریف بند ۱۰-۳-۳-۳-۶ مورد استفاده قرار می‌گیرد. باید برابر 1.4 در نظر گرفته شود. این ضریب در محاسبه مقاومت برشی موردنیاز جان تیر (بدون توجه به وجود ورق تکی جان)، مقاومت‌های مورد نیاز در ناحیه چشمه اتصال تیر به ستون و کنترل ضابطه تیر ضعیف-ستون قوی، مورد استقلام قرار می‌گیرد.

۱-۶-۷-۳-۱۰ تیرها

در این نوع اتصال گیردار، استفاده از مقاطع نورد شده I یا H شکل و مقاطع ساخته شده دارای مقطع I یا H شکل، به عنوان تیر مجاز است. همچنین:

(۱) در دو انتهای تیر، برای انجام جوش شیاری با نفوذ کامل بال تیر به بال ستون، در صورت نیاز به سوراخ‌های دسترسی، هندسه آن‌ها باید مطابق الزامات فصل ۱۰-۲ باشد.

(۲) در دو انتهای تیر، ناحیه حفاظت شده باید برابر فاصله از بر ستون تا یک برابر عمق مقطع تیر در نظر گرفته شود.

(۳) در این نوع اتصال S h =0 در نظر گرفته می‌شود.

(۴) عمق مقطع تیر نباید از 1000 میلی متر بیشتر باشد.

(۵) جرم تیر نباید از 250 کیلوگرم بر متر بیشتر باشد.

(۶) ضخامت بال مقطع تیرها نباید از 30 میلی متر بیشتر باشد.

(۷) نسبت دهانه آزاد تیر به عمق آن نباید از 7 برای قابهای خمشی ویژه و از 5 برای قابهای خمشی متوسط کمتر در نظر گرفته شود.

۲-۶-۷-۳-۱۰ ستون‌ها

در این نوع اتصال گیردار، استفاده از مقاطع نوردشده H شکل، مقاطع ساخته شده دارای مقطع H شکل، جعبه‌ای ساخته شده از ورق یا ساخته شده از مقاطع H شکل همراه با ورق‌های کناری و مقطع صلیبی ساخته شده از ورق یا ساخته شده از نیمرخ‌های نوردشده به عنوان ستون مجاز است همچنین:

(1) عمق مقطع ستون‌های H شکل و عمق و پهنای ستون‌های با مقطع صلیبی شکل نباید از 1000 میلی متر بیشتر باشد.

(۲) عمق و پهنای ستون‌های جعبه‌ای ساخته شده از مقطع H یا ورق نباید از 7000 میلی متر بیشتر باشد.

۳-۶-۷-۳-۱۰ سایر الزامات

(۱) اتصال بال‌های تیر به بال ستون باید از طریق جوش شیاری با نفوذ کامل صورت گیرد.

(۲) جان تیر باید به بال ستون با استفاده از جوش شیاری با نفوذ کامل اتصال داده شود. علاوه بر آن تعبیه یک ورق تکی جان به ضخامت حداقل برابر ضخامت جان مقطع تیر نیز الزامی است. اتصال ورق تکی جان به بال ستون می‌تواند از طریق جوش شیاری با نفوذ کامل یا جوش گوشه صورت گیرد. مقاومت برشی موجود اتصال جوشی ورق تکی جان به بال ستون باید حداقل برابر h p t p (0.6R y F yp )/α s باشد که در آن:

(3) اتصال ورق تکی جان به جان تیر باید از طریق جوش گوشه به ضخامت برابر ضخامت ورق تکی جان منهای 2 میلی متر انجام پذیرد.

(۴) ورق تکی جان باید محدودیتهای ابعادی جدول ۱۰-۳-۷-۳ را تأمین نماید.

جدول

ردیف

شرح

محدودیت*

1

هم پوشانی ورق جان با سوراخ‌های دسترسی

6mm≤a≤12mm

2

شیب پهنای ورق جان

20º≤c≤40º

3

فاصله قائم انتهای جوش ورق جان به جان تیر تا سوراخ دسترسی

12mm≤a≤25mm

4

برگشت عمودی انتهای ورق جان

b≥25 mm

5

انتهای پهنای ورق جان به انتهای سوراخ‌های دسترسی

b≥50 mm

جدول c-10-3-7-3جدول ۱۰-۳-۷-۳: محدودیت‌های ابعادی ورق تکی جان در اتصال گیردار تقویت نشده جوشی (WUF-W)

۷-۷-۳-۱۰ اتصال گیردار پیچی با جفت سپری (DT )

اتصالات گیردار پیچی با جفت سپری ( شکل ۱۰-۳-۷-۸ )، علاوه بر تأمین الزامات عمومی بخش 10-3-7-1 ، ، باید دارای شرایط مندرج در این بخش باشند.

تصویر
شکل ۱۰-۳-۷-۸: اتصال گیردار پیچی با جفت سپری (DT)

شکل ۱۰-۳-۷-۸: اتصال گیردار پیچی با جفت سپری (DT)

این نوع اتصال با استفاده از مقاطع سپری بریده شده از مقاطع I یا H شکل نور دشده یا مقاطع سپری ساخته شده از ورق و پیچ کردن آن‌ها به بال‌های تیر و ستون اجرا می‌شود. مقاطع سپری متصل به بال‌های بالا و پایین تیر باید یکسان بوده و از طریق چهار پیچ یا هشت پیچ به بال ستون متصل شوند. جان تیر نیز با پیچهایی به ورق تکی که به بال ستون جوش شده، متصل می‌شود. رفتار این نوع اتصالات توسط تسلیم ناشی از خمش مقطع تیر در نزدیکی آخرین ردیف پیچهای اتصال بال تیر به جان سپری کنترل می‌شود. شکل ۱۰-۳-۷-۹ پارامترهای مشخص کننده ابعاد این اتصال را نشان می‌دهند.

تصویر
شکل ۱۰-۳-۷-۹: پارامترهای ابعاد ستون و ورق اتصال برشی در اتصال پیچی با جفت سپری (DT)

شکل ۱۰-۳-۷-۹: پارامترهای ابعاد ستون و ورق اتصال برشی در اتصال پیچی با جفت سپری (DT)

۱-۷-۷-۳-۱۰ تیرها

در این نوع اتصال، استفاده از مقاطع نورد شده یا ساخته شده I یا H شکل، به عنوان تیر مجاز است اما استفاده از مقاطع نورد شده با بال دارای ضخامت متغیر نظیر INP مجاز نیست. همچنین:

(1) عمق مقطع تیر نباید از 700 میلی متر بیشتر باشد.

(۲) جرم تیر نباید از 1200 کیلوگرم بر متر بیشتر باشد.

(3) ضخامت بال مقطع تیر نباید از 20 میلی متر بیشتر باشد.

(۴) نسبت دهانه آزاد تیر به عمق مقطع آن نباید از 9 برای قابهای خمشی ویژه و از 7 برای قابهای خمشی متوسط کمتر در نظر گرفته شود .

(۵) در دو انتهای تیر، ناحیه حفاظت شده برابر فاصله بر ستون تا دورترین ردیف پیچ در روی بال تیر نسبت به بر ستون به علاوه عمق تیر، در نظر گرفته می‌شود.

(۶) محل تشکیل مفصل پلاستیک (S h ) در روی تیر باید در محل دورترین ردیف پیچ در روی بال تیر نسبت به بر ستون، در نظر گرفته شود.

۲-۷-۷-۳-۱۰ ستون‌ها

در این نوع اتصال، استفاده از مقاطع نوردشده H شکل، مقاطع ساخته شده دارای مقطع H شکل و مقطع صلیبی ساخته شده از ورق یا از نیمرخ‌های نوردشده، به عنوان ستون مجاز است. همچنین:

(1) عمق و پهنای مقطع ستون‌های با مقطع H شکل و صلیبی نباید از 1000 میلی متر بیشتر باشد.

۳-۷-۷-۳-۱۰ سایر الزامات

(۱) ضخامت ورق پیوستگی در محل اتصال نباید از ضخامت بال تیر و جان سپری کوچکتر باشد.

(۲) در صورت استفاده از سپری‌های ساخته شده از ورق، اتصال جان به بال سپری باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل باشد. این جوش بحرانی لرزه‌ای محسوب می‌شود.

(3) ورق تکی جان باید به بال ستون جوش شود. این جوش می‌تواند از نوع شیاری با نفوذ کامل یا نفوذ ناقص دوطرفه و یا گوشه دوطرفه باشد.

(۴) اتصالات پیچی باید شرایط زیر را اقناع نمایند:

  • پیچ‌ها باید به صورت قرینه در دو طرف محورهای تیر و ستون اجرا شوند.

  • پیچهای برشی اتصال بال تیر و سپری باید دو عدد در هر ردیف باشند. پیچهای کششی اتصال بال ستون و سپری باید دو یا چهار عدد در هر ردیف باشند.

  • سوراخ‌های بال‌های تیر و ستون باید استاندارد باشند.

  • سوراخ‌های ایجادشده روی جان سپری می‌تواند به صورت استاندارد یا بزرگ شده باشد.

  • سوراخ‌های ایجادشده روی بال سپری می‌تواند به صورت استاندارد یا بزرگ شده یا لوبیایی کوتاه موازی محور ستون باشد.

  • سوراخ‌های ایجادشده روی جان تیر و ورق تکی جان باید به صورت استاندارد باشد، ولی در صورت تعبیه سوراخ استاندارد بر روی جان یا ورق تکی جان، سوراخ‌های دیگری می‌تواند به صورت لوبیایی کوتاه موازی محور تیر اجرا شود.

  • نسبت g tb /t ft نباید از 7 بزرگ‌تر باشد. t ft ضخامت بال سپری بوده و g tb در شکل ۱۰-۳-۷-۹ نشان داده شده است.

(۵) ورق‌های پرکننده با مجموع ضخامت حداکثر 6 میلی متر می‌تواند در محل تماس جان سپری و بال تیر استفاده شود. استفاده از ورق‌های پرکننده مذکور در محل تماس بال سپری و بال ستون نیز مجاز است.

۸-۷-۳-۱۰ اتصال گیر دار تیر با مقطع کاهش یافته و دیافراگم عبوری از ستون (TD-RBS)

اتصال گیر دار مستقیم تیر با مقطع کاهش یافته و دیافراگم عبوری از ستون ( شکل ۱۰-۳-۷-۱۰ )، علاوه بر تأمین الزامات عمومی بخش ۱۰-۳-۷-۱ ، باید دارای شرایط مندرج در این بخش باشد.

تصویر
تصویر
شکل ۱۰-۳-۷-۱۰: اتصال گیر دار تیر با مقطع کاهش یافته و دیافراگم عبوری از ستون (TD-RBS)

شکل ۱۰-۳-۷-۱۰: اتصال گیر دار تیر با مقطع کاهش یافته و دیافراگم عبوری از ستون (TD-RBS)

در این نوع اتصال قسمتی از بال تیر در مجاورت اتصال آن به ستون براساس محدودیت‌های این بخش کاهش می‌یابد. هدف از این اقدام این است که تسلیم و تشکیل مفاصل پلاستیک به طور عمده در این قسمت از تیر اتفاق بیفتد. در این نوع اتصالات ناحیه کاهش یافته تیرها باید دارای مقاومت موجود کافی در برابر کلیه ترکیبات بارگذاری متعارف باشند.

تبصره : در کنترل تغییر مکان جانبی نسبی طبقه در قاب‌های دارای این نوع اتصالات، باید آثار مقطع کاهش یافته لحاظ شود. در این کنترل به جای مدل سازی ناحیه کاهش یافته می‌توان تغییر مکان جانبی نسبی را در حالتی که ناحیه کاهش یافته مدل نشده است با ضریب 1.1 برای حالت نظیر c=0.25b bf تشدید نمود. برای سایر مقادیر c می‌توان از درون یابی خطی بین آن‌ها و c=0.25b bf بهره برد. c پارامتری است که در شکل (۱۰-۳-۷-۱۰) نشان داده شده و محدودیت‌های آن در بخش ۱۰-۳-۷-۸-۱ بیان شده است.

۱-۸-۷-۳-۱۰ تیرها

در این نوع اتصال استفاده از مقاطع نورد شده I یا H شکل و مقاطع ساخته شده دارای مقطع I یا H شکل، به عنوان تیر مجاز است. همچنین :

(1) عمق مقطع تیر نباید از 1000 میلی متر بیشتر باشد.

(۲) جرم تیر نباید از 450 کیلوگرم بر متر بیشتر باشد.

(3) ضخامت بال مقطع تیر نباید از 50 میلی متر بیشتر باشد.

(۴) نسبت دهانه آزاد تیر به عمق مقطع آن نباید از 7 در قابهای خمشی ویژه و از 5 در قابهای خمشی متوسط کمتر در نظر گرفته شود.

(۵) نسبت پهنا به ضخامت بال و جان تیر باید ضوابط بندهای ۱۰-۳-۳-۲-۲ یا ۱۰-۳-۳-۳-۲ را، حسب مورد، اقناع نماید. در محاسبه این نسبت، پهنای بال را می‌توان برابر عرض بال در انتهای دوسوم میانی ناحیه کاهش یافت بال در نظر گرفت.

(۶) در دو انتهای تیر، ناحیه حفاظت شده باید برابر a+b در نظر گرفته شود. پارامترهای a و b در شکل (۱۰-۳-۷-۱۰) نشان داده شده است.

(۷) محل تشکیل مفصل پلاستیک باید برابر S h =a+b/2 از بر ستون در نظر گرفته شود.

(۸) در ناحیه کاهش یافته تیر، محدودیت‌های زیر باید تأمین شوند. انتخاب نهایی مقادیر این پارامترها براساس تأمین کلیه الزامات مربوط به مقاومت موجود لازم تیر در مقطع کاهش یافته و انتهای تیر صورت می‌گیرد.

R=(4c 2 +b 2 )/8c

0.5b bf ≤a≤0.75b bf

0.65d b ≤b≤0.85d b

0.1b bf ≤c≤0.25b bf

۲-۸-۷-۳-۱۰ ستون‌ها

در این نوع اتصال استفاده از مقاطع جعبه‌ای ساخته شده از ورق یا مقاطع قوطی شکل (HSS) به عنوان ستون مجاز است. همچنین:

(1) عمق و پهنای ستون نباید از 700 میلی متر بیشتر باشد.

(۲) ضخامت بالها و جانهای مقطع ستون باید به نحوی باشد که در ناحیه چشمه اتصال نیازی به ورق‌های مضاعف نباشد.

۳-۸-۷-۳-۱۰ ورق‌های دیافراگم

(۱) مصالح ورق‌های دیافراگم که دارای ضخامت مساوی با بیش از 30 میلی متر هستند، باید دارای خواص تأییدشده در امتداد ضخامت بوده و از نظر طاقت نمونه شیار داده شده شار پی، حداقل از رده J0 باشند.

(۲) ضخامت ورق‌های دیافراگم باید حداقل 5 میلی متر از ضخامت بال‌های تیر و حداقل 3 میلی متر از ضخامت ورق‌های ستون بزرگتر باشد. همچنین ضخامت ورق‌های دیافراگم باید به نحوی باشد که الزامات ورق‌های پیوستگی بندهای ۱۰-۳-۳-۲-۸ یا ۱۰-۳-۳-۳-۱۰ ، حسب مورد، را تأمین نمایند. در تأمین این الزامات علاوه بر کنترل حالت حدی تسلیم ورق دیافراگم در پهنای کلی، باید حالت حدی گسیختگی در پهنایی که بال تیر به ورق دیافراگم جوش شده است نیز کنترل گردد. در این محاسبات ضریب کاهش مقاومت (ø) را می‌توان برای حالت‌های حدی تسلیم، به جای 0.9 برابر 1.0 و برای حالت‌های حدی گسیختگی به جای 0.75 برابر 0.9 در نظر گرفت. همچنین ضریب اطمینان (Ω) را می‌توان برای حالت‌های حدی تسلیم ، به جای 1.67 برابر 1.5 و برای حالت‌های حدی گسیختگی به جای 2.0 برابر 1.67 در نظر گرفت.

(3) اتصال ستون به ورق‌های دیافراگم باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل همراه با ورق‌های پشت بند بوده و در محل کارخانه اجرا گردد. این جوش بحرانی لرزه‌ای محسوب شده و ضوابط بند ۱۰-۳-۲-۱-۶ (ب) باید در مورد آن رعایت گردد. همچنین کیفیت صد درصد این جوشها باید از طریق آزمایش‌های غیر مخرب نظیر رادیوگرافی یا التراسونیک (فراصوتی) تأیید شود.

(۴) مطابق جزئیات شکل ۱۰-۳-۷-۱۰ ، در این نوع اتصال سطح بیرونی بال فوقانی تیر باید حداکثر 3 میلی متر پایین‌تر از سطح فوقانی ورق دیافراگم باشد.

۴-۸-۷-۳-۱۰ سایر الزامات

(1) برشکاری مقطع کاهش یافته تیر باید الزامات بند ۱۰-۳-۷-۲-۴ را اقناع نماید.

(۲) اتصال بال‌های تیر به ورق‌های دیافراگم باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل باشد. برای این منظور در دو انتهای تیر، تعبیه سوراخ‌های دسترسی برای انجام جوش شیاری با نفوذ کامل بال تیر به ورق دیافراگم، مطابق الزامات فصل ۱۰-۲ مبحث دهم، الزامی است. برای اتصال بال‌های تیر به ورق‌های دیافراگم استفاده از ورق پشت بند الزامی است ( شکل ۱۰-۳-۷-۱۱ ). اتصال ورق‌های پشت بند به بال‌های تیر مجاز نیست. در صورتی که جوشکاری اتصال بال‌های تیر به ورق‌های دیافراگم در کارخانه انجام شود (اتصال درختی)، می‌توان هم سوراخ دسترسی و هم ورق پشت بند را حذف نمود، مشروط بر آنکه اولاً برش ورق‌های بال به نحوی باشد که جان تیر به اندازه حداقل 2 میلی متر از ورق‌های بال تیر بیرون زده باشد، ثانیاً ریشه جوش تا رسیدن به فلز سالم از پشت شیار زنی شود و با فلز جوش پر شود ( شکل ۱۰-۳-۷-۱۲ ).

تصویر
شکل ۱۰-۳-۷-۱۱: اتصال بال تیر به ورق دیافراگم با استفاده از سوراخ دسترسی و ورق‌های پشت بند

شکل ۱۰-۳-۷-۱۱: اتصال بال تیر به ورق دیافراگم با استفاده از سوراخ دسترسی و ورق‌های پشت بند

*

تصویر
شکل ۱۰-۳-۷-۱۲: اتصال بال تیر به ورق دیافراگم بدون استفاده از سوراخ دسترسی و ورق‌های پشت بند

شکل ۱۰-۳-۷-۱۲: اتصال بال تیر به ورق دیافراگم بدون استفاده از سوراخ دسترسی و ورق‌های پشت بند

(3) برای اتصال بال‌های تیر به ورق‌های دیافراگم استفاده از ورق‌های گوشواره الزامی است. ورق‌های گوشواره باید حداقل به اندازه 25 میلی متر یا ضخامت قطعه (هر کدام بزرگتر بود)، از لبه درز در امتداد داشته باشد؛ ولی نیازی نیست که بلندتر از 50 میلی متر باشد. برای تأمین این الزام پهنای بال تیر باید به نحوی انتخاب شود که رابطه زیر برقرار باشد:

B d ≥[b bf +max(2t bf , 50mm)]

همچنین خال جوش‌های متصل کننده ورق‌های گوشواره باید داخل درز جوش ایجاد شوند. پس از برداشتن ورق‌های گوشواره، حداکثر ناهمواری مجاز سطح برابر 13 میکرون است.

(۴) هنگامی که پشت بند فولادی برای جوش‌های شیاری با نفوذ کامل بین بال پایینی تیر و ورق دیافراگم استفاده شود، پشت بند باید بعد از جوشکاری برداشته شود. پس از برداشتن پشت بند فولادی، پاس ریشه باید تا رسیدن به فلز جوش سالم، از پشت شیارزنی شود و با جوش گوشه تقویتی، از پشت جوش شود. ضخامت جوش گوشه تقویتی باید حداقل 8 میلی متر باشد.

(۵) هنگامی که پشت بند فولادی برای جوش‌های شیاری با نفوذ کامل بین بال بالایی تیر و ورق دیافراگم استفاده شود، و پشت بند برداشته شود. پشت بند باید با جوش گوشه سراسری به ضخامت حداقل 8 میلی متر بر لبه زیرین جوش شیاری به ورق دیافراگم متصل شود.

(۶) در قابهای خمشی ویژه اتصال جان تیر به بال ستون باید از طریق جوش شیاری با نفوذ کامل صورت گیرد. علاوه بر آن لازم است یک ورق تکی برش جان در فاصله بین دو سوراخ دسترسی تعبیه شده و به ستون جوش شود ( شکل ۱۰-۳-۷-۱۰ )، استفاده از ورق تکی جان به عنوان پشت بند جوش شیاری جان تیر به بال ستون نیز مجاز است. ضخامت ورق تکی جان باید حداقل برابر 10 میلی متر باشد. در انتهای جوش شیاری جان تیر به بال ستون استفاده از ورق‌های گوشواره‌ای الزامی نیست. در صورتی که با رعایت بند 2 فوق سوراخ دسترسی برای اتصال بال تیر به ورق دیافراگم ضرورت نداشته باشد، تعبیه ورق تکی جان الزامی نیست. در این حالت جان تیر باید در تمام فاصله بین دو ورق دیافراگم، با جوش شیاری با نفوذ کامل به بال ستون متصل شود.

(۷) در قابهای خمشی متوسط، اتصال جان تیر به بال ستون می‌تواند از طریق رعایت ضوابط بند 6 فوق انجام پذیرد. در این نوع قاب به جای رعایت این ضوابط، اتصال جان تیر به بال ستون می‌تواند از طریق یک ورق تکی پیچ شده به جان تیر نیز صورت گیرد ( شکل ۱۰-۳-۷-۱۳ ). در این حالت اتصال ورق تکی به جان تیر باید از نوع لغزش بحرانی با سوراخ استاندارد یا سوراخ استاندارد در یکی و سوراخ لوبیایی کوتاه در امتداد موازی با محور تیر در دیگری و اتصال آن به بال ستون از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل یا جوش گوشۀ دوطرفه باشد. در این حالت مقاومت برشی موردنیاز اتصال باید براساس الزامات بند ۱۰-۳-۳-۲-۵ تعیین شود. ضخامت جوش‌های گوشۀ طرفین ورق تکی به بال ستون باید حداقل برابر 0.75 ضخامت ورق تکی و ضخامت ورق تکی باید حداقل برابر 10 میلی متر باشد.

(۸) در صورت نیاز، استفاده از پیچهای نصب با سوراخ‌های استاندارد یا سوراخ‌های لوبیایی کوتاه افقی در جان تیر مجاز است.

تصویر
تصویر
شکل ۱۰-۳-۷-۱۳: اتصال گیردار تیر با مقطع کاهش یافته و دیافراگم عبوری از ستون در قاب‌های خمشی متوسط

شکل ۱۰-۳-۷-۱۳: اتصال گیردار تیر با مقطع کاهش یافته و دیافراگم عبوری از ستون در قاب‌های خمشی متوسط

۹-۷-۳-۱۰ اتصال گیردار تقویت نشده جوشی با دیافراگم عبوری از ستون (TD-WUFW)

اتصال گیر دار تقویت نشده جوشی با دیافراگم عبوری از ستون ( شکل ۱۰-۳-۷-۱۴ ) علاوه بر تأمین الزامات عمومی بخش ۱۰-۳-۷-۱ ، باید دارای شرایط مندرج در این بخش باشد.

تصویر
تصویر
شکل ۱۰-۳-۷-۱۴: اتصال گیر دار تقویت نشده جوشی با دیافراگم عبوری از ستون (TD-WUFW)

شکل ۱۰-۳-۷-۱۴: اتصال گیر دار تقویت نشده جوشی با دیافراگم عبوری از ستون (TD-WUFW)

در این نوع اتصال چرخش غیر الاستیک از طریق تسلیم تیر در ناحیه‌ای نزدیک به بر ورق‌های دیافراگم تأمین می‌شود. نحوه تسلیم در این نوع اتصال به واسطه اعمال ضوابط خاص این بخش در خصوص جزئیات جوش‌های بال تیر به ورق‌های دیافراگم و جزئیات اتصال جان تیر و ورق تکی به بال ستون کنترل می‌شود. همچنین مقدار ضریب C pr که در طراحی لرزه‌ای قابهای خمشی ویژه مورد استفاده قرار می‌گیرد، باید برابر 1.4 در نظر گرفته شود. این ضریب در محاسبه مقاومت برشی موردنیاز جان تیر (بدون توجه به وجود ورق تکی جان)، مقاومت‌های موردنیاز در ناحیه چشمه اتصال و کنترل ضابطۀ تیر ضعیف- ستون قوی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۱-۹-۷-۳-۱۰ تیرها

در این نوع اتصال، استفاده از مقاطع نوردشده I یا H شکل و مقاطع ساخته شده دارای مقطع I یا H شکل، به عنوان تیر مجاز است. همچنین:

(1) عمق مقطع تیر نباید از 1000 میلی متر بیشتر باشد.

(۲) جرم تیر نباید از 250 کیلوگرم بر متر بیشتر باشد.

(3) ضخامت بال مقطع تیرها نباید از 30 میلی متر بیشتر باشد.

(۴) در دو انتهای تیر، ناحیه حفاظت شده باید برابر فاصله از بر ورق دیافراگم تا یک برابر عمق مقطع تیر در نظر گرفته شود.

(۵) در این نوع اتصال S h =0 در نظر گرفته می‌شود.

(۶) نسبت دهانه آزاد تیر به عمق آن نباید از 7 برای قابهای خمشی ویژه و از 5 برای قابهای خمشی متوسط کمتر در نظر گرفته شود.

۲-۹-۷-۳-۱۰ ستون‌ها

در این نوع اتصال، استفاده از مقاطع جعبه‌ای ساخته شده از ورق یا مقاطع قوطی شکل (HSS) به عنوان ستون مجاز است. همچنین:

(۱) عمق و پهنای ستون نباید از 700 میلی متر بیشتر باشد.

(۲) ضخامت بالها و جانهای مقطع ستون باید به نحوی باشد که در ناحیه چشمه اتصال نیازی به ورق‌های مضاعف نباشد.

۳-۹-۷-۳-۱۰ ورق‌های دیافراگم

(۱) مصالح ورق‌های دیافراگم که دارای ضخامت مساوی با بیش از 30 میلی متر هستند، باید دارای خواص تأییدشده در امتداد ضخامت بوده و از نظر طاقت نمونه شیار داده شده شارپی، حداقل از رده J0 باشند.

(۲) ضخامت ورق‌های دیافراگم باید حداقل 5 میلی متر از ضخامت بال‌های تیر و حداقل 3 میلی متر از ضخامت ورق‌های ستون بزرگتر باشد. همچنین ضخامت ورق‌های دیافراگم باید به نحوی باشد که الزامات ورق‌های پیوستگی بندهای ۱۰-۳-۳-۲-۸ یا ۱۰-۳-۳-۳-۱۰ ، حسب مورد، را تأمین نمایند. در تأمین این الزامات علاوه بر کنترل حالت حدی تسلیم ورق دیافراگم در پهنای کلی، باید حالت حدی گسیختگی در پهنایی که بال تیر به ورق دیافراگم جوش شده است، نیز کنترل گردد. در این محاسبات ضریب کاهش مقاومت (ø) را می‌توان برای حالت حدی تسلیم، به جای 0.9 برابر 1.0 و برای حالت حدی گسیختگی، به جای 0.75 برابر 0.9 در نظر گرفت. همچنین ضریب اطمینان (Ω) را می‌توان برای حالت حدی تسلیم، به جای 1.67 برابر 1.5 و برای حالت حدی گسیختگی، به جای 2.0 برابر 1.67 در نظر گرفت.

(3) اتصال ستون به ورق‌های دیافراگم باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل همراه با ورق‌های پشت بند بوده و در محل کارخانه اجرا گردد. این جوش بحرانی لرزه‌ای محسوب شده و ضوابط بند ۱۰-۳-۲-۱-۶ (ب) باید در مورد آن رعایت گردد. همچنین کیفیت صد در صد این جوشها باید از طریق آزمایشهای غیر مخرب نظیر رادیوگرافی یا التراسونیک (فراصوتی) تأیید شود.

(۴) مطابق جزئیات شکل ۱۰-۳-۷-۱۴ ، در این نوع اتصال سطح بیرونی بال فوقانی تیر باید حداکثر 3 میلی متر پایین‌تر از سطح فوقانی ورق دیافراگم باشد.

۴-۹-۷-۳-۱۰ سایر الزامات

(1) اتصال بال‌های تیر به ورق‌های دیافراگم باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل باشد. برای این منظور در دو انتهای تیر، تعبیه سوراخ‌های دسترسی برای انجام جوش شیاری با نفوذ کامل بال تیر به ورق دیافراگم، مطابق الزامات فصل ۱۰-۲ این مبحث، الزامی است. برای اتصال بال‌های تیر به ورق‌های دیافراگم استفاده از ورق پشت بند الزامی است ( شکل ۱۰-۳-۷-۱1 ). اتصال ورق‌های پشت بند به بال‌های تیر مجاز نیست. در صورتی که جوشکاری اتصال بال‌های تیر به ورق‌های دیافراگم در کارخانه انجام شود (اتصال درختی)، می‌توان سوراخ دسترسی و ورق پشت بند را حذف نمود، مشروط بر آنکه او برش ورق‌های بال به نحوی باشد که جان تیر به اندازه حداقل 2 میلی متر از ورق‌های بال تیر بیرون زده باشد، ثانیاً ریشه جوش تا رسیدن به فلز سالم از پشت شیار زنی شود و با فلز جوش پر شود ( شکل ۱۰-۳-۷-۱۲ ).

(۲) برای اتصال بال‌های تیر به ورق‌های دیافراگم استفاده از ورق‌های گوشواره الزامی است. ورق‌های گوشواره باید حداقل به اندازه 25 میلی متر با ضخامت قطعه (هرکدام بزرگتر بود)، از لبه درز امتداد داشته باشد؛ ولی نیازی نیست بلندتر از 5 میلی متر باشد. برای تأمین این الزام پهنای بال تیر باید به نحوی انتخاب شود که رابطه زیر برقرار باشد:

b bf ≤[B d -max(2t bf , 50mm)]

همچنین خال جوش‌های متصل کننده ورق‌های گوشواره باید داخل درز جوش ایجاد شوند. پس از برداشتن ورق‌های گوشواره، حداکثر ناهمواری مجاز سطح برابر 13 میکرون است.

(3) هنگامی که پشت بند فولادی برای جوشهای شیاری با نفوذ کامل بین بال پایینی تیر و ورق دیافراگم استفاده شود، پشت بند باید بعد از جوشکاری برداشته شود. پس از برداشتن پشت بند فولادی، پاس ریشه باید تا رسیدن به فلز جوش سالم، از پشت شیارزنی شود و با جوش گوشه تقویتی، از پشت جوش شود. ضخامت جوش گوشۀ تقویتی باید حداقل 8 میلی متر باشد.

(۴) هنگامی که پشت بند فولادی برای جوش‌های شیاری با نفوذ کامل بین بال بالایی تیر و ورق دیافراگم استفاده شود، و پشت بند برداشته نشود، پشت بند باید با جوش گوشه سراسری به ضخامت حداقل 8 میلی متر بر لبه زیرین جوش شیاری به ورق دیافراگم متصل شود.

(۵) در این نوع اتصالات، انتقال برش باید از طریق دو عامل، یکی اتصال مستقیم جان تیر به بال ستون و دیگری اتصال ورق تکی جان به بال ستون صورت گیرد. اتصال جان تیر به بال ستون باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل باشد. اتصال ورق تکی جان به بال ستون می‌تواند از طریق جوش شیاری با نفوذ کامل یا جوش گوشه صورت گیرد. مقاومت برشی طراحی اتصال ورق کی جان به بال ستون باید حداقل برابر h p t p (0.6R y F yp )/α s باشد که در آن h p ارتفاع ورق تکی جان و t p ضخامت آن و α s برابر 1.0 در LRFD و برابر 1.5 در ASD است. اتصال ورق تکی جان به جان تیر باید از طریق جوش گوشه به ضخامت برابر ضخامت ورق تکی جان منهای 2 میلی متر انجام پذیرد. ضخامت ورق تکی جان باید حداقل برابر ضخامت جان مقطع تیر باشد. ورق تکی جان باید محدودیتهای ابعادی جدول ۱۰-۳-۷-۳ را تأمین نماید.

(۶) در صورت نیاز، استفاده از پیچ‌های نصب با سوراخ‌های استاندارد یا سوراخ‌های لوبیایی کوتاه افقی در جان تیر مجاز است.

۱۰-۷-۳-۱۰ اتصال گیر دار تیر با بال پهن شده و دیافراگم عبوری از ستون (TD-Widened)

اتصال گیر دار تیر با بال پهن شده و دیافراگم عبوری از ستون ( شکل ۱۰-۳-۷-۱۵ ) علاوه بر تأمین الزامات عمومی بخش ۱۰-۳-۷-۱ ، باید دارای شرایط مندرج در این بخش باشد.

تصویر
تصویر
شکل ۱۰-۳-۷-۱۵: اتصال گیر دار تیر با بال پهن شده و دیافراگم عبوری از ستون (TD-WIDENED)

شکل ۱۰-۳-۷-۱۵: اتصال گیر دار تیر با بال پهن شده و دیافراگم عبوری از ستون (TD-WIDENED)

در این نوع اتصال در دو انتهای تیر قسمتی از بال‌های تیر در مجاورت اتصال آن به ورق‌های دیافراگم براساس الزامات و محدودیتهای این بخش پهن می‌شود. هدف از این اقدام این است که تسلیم و تشکیل مفصل‌های پلاستیک به طور عمده در ابتدای نواحی پهن شده تیر (در دو انتهای ناحیه با مقطع ثابت تیر) اتفاق بیفتد. در این نوع اتصال گیردار، ستون‌ها و تیرها شامل ناحیه پهن شده و پهن نشده باید دارای مقاومت موجود کافی در برابر کلیه ترکیبات بارگذاری متعارف باشند.

تبصره : در کنترل تغییر مکان جانبی نسبی طبقه می‌توان اثرات مربوط به ناحیه پهن شده تیر را نیز منظور نمود.

۱-۱۰-۷-۳-۱۰ تیرها

در این نوع اتصال استفاده از مقاطع نورد شده I یا H شکل و مقاطع ساخته شده دارای مقطع I یا H شکل، به عنوان تیر مجاز است. همچنین:

(1) عمق مقطع تیر نباید از 1200 میلی متر بیشتر باشد.

(۲) جرم تیر نباید از 600 کیلوگرم بر متر بیشتر باشد.

(3) ضخامت بال مقطع تیرها نباید از 50 میلی متر بیشتر باشد.

(۴) طول ناحیه بال با پهنای متغیر (L s ) نباید از 0.75d b و b bf (هر کدام بزرگتر باشد)، کوچک‌تر در نظر گرفته شود که در آن d b عمق کلی مقطع تیر و b bf پهنای بال تیر در ناحیه بال یکنواخت است ( شکل ۱۰-۳-۷-۱۵ ). همچنین شیب پهنای ناحیه بال متغیر نباید از 30 درجه بیشتر باشد. انتخاب نهایی این مقادیر براساس تأمین کلیه الزامات مربوط به مقاومت موجود لازم تیر در مقطع شروع پهن شدن بال و انتهای تیر و نیز کنترل رابطه ۱۰-۳-۷-۹ صورت می‌گیرد. در این نوع اتصال، به عنوان یک گزینه دیگر می‌توان پهنای بال را مطابق شکل 10-3-7-16 افزایش داد.

(۵) در دو انتهای تیر، ناحیه حفاظت شده باید برابر فاصله از بر ورق دیافراگم تا نصف عمق مقطع تیر بعد از محل شروع ناحیه بال با پهنای متغیر به سمت وسط تیر در نظر گرفته شود.

(۶) محل تشکیل مفصل پلاستیک (S h ) در روی تیر در محل شروع ناحیه بال با پهنای متغیر در نظر گرفته می‌شود.

(۷) نسبت دهانه آزاد تیر به عمق آن نباید از 7 برای قابهای خمشی ویژه و از 5 برای قابهای خمشی متوسط کمتر در نظر گرفته شود.

تصویر
تصویر
شکل ۱۰-۳-۷-۱۶: گزینه دیگر برای اتصال گیر دار تیر با بال پهن شده و دیافراگم عبوری از ستون

شکل ۱۰-۳-۷-۱۶: گزینه دیگر برای اتصال گیر دار تیر با بال پهن شده و دیافراگم عبوری از ستون

(۸) وصله لب به لب ورق بال تیر با جوش شیاری با نفوذ کامل در محل شروع پهن شدن آن، در صورتی که اولاً وصله جان تیر حداقل به اندازه عمق تیر به سمت میانه تیر از وصله بال فاصله داشته باشد و ثانیاً در کارخانه با صد درصد آزمایشات غیر مخرب کنترل گردد، مجاز است.

۲-۱۰-۷-۳-۱۰ ستون‌ها

در این نوع اتصال، استفاده از مقاطع جعبه‌ای ساخته شده از ورق یا مقاطع قوطی شکل (HSS) به عنوان ستون مجاز است. همچنین:

(1) عمق و پهنای ستون نباید از 800 میلی متر بیشتر باشد.

(۲) ضخامت بالها و جانهای مقطع ستون باید به نحوی باشد که در ناحیه چشمه اتصال نیازی به ورق‌های مضاعف نباشد.

۳-۱۰-۷-۳-۱۰ ورق‌های دیافراگم

(۱) مصالح ورق‌های دیافراگم که دارای ضخامت مساوی با بیش از 30 میلی متر هستند، باید دارای خواص تأییدشده در امتداد ضخامت بوده و از نظر طاقت نمونه شیار داده شده شارپی، حداقل از رده J0 باشند.

(۲) ضخامت ورق‌های دیافراگم باید حداقل 5 میلی متر از ضخامت بال‌های تیر و حداقل 3 میلی متر از ضخامت ورق‌های ستون بزرگتر باشد. همچنین ضخامت ورق‌های دیافراگم باید به نحوی باشد که الزامات ورق‌های پیوستگی بندهای ۱۰-۳-۳-۲-۸ یا ۱۰-۳-۳-۳-۱۰ ، حسب مورد، را تأمین نمایند. در تأمین این الزامات علاوه بر کنترل حالت حدی تسلیم ورق دیافراگم در پهنای کلی، باید حالت حدی گسیختگی در پهنایی که بال تیر به ورق دیافراگم جوش شده است، نیز کنترل گردد. در این محاسبات ضریب کاهش مقاومت (ø) را می‌توان برای حالت حدی تسلیم، به جای 0.9 برابر 1.0 و برای حالت حدی گسیختگی، به جای 0.75 برابر 0.9 در نظر گرفت. همچنین ضریب اطمینان (Ω) را می‌توان برای حالت حدی تسلیم، به جای 1.67 برابر 1.5 و برای حالت حدی گسیختگی، به جای 2.0 برابر 1.67 در نظر گرفت.

(3) اتصال ستون به ورق‌های دیافراگم باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل همراه با ورق‌های پشت بند بوده و در محل کارخانه اجرا گردد. این جوش بحرانی لرزه‌ای محسوب شده و ضوابط بند ۱۰-۳-۲-۱-۶ -ب باید در مورد آن رعایت گردد. همچنین کیفیت صد در صد این جوشها باید از طریق آزمایش‌های غیر مخرب نظیر رادیوگرافی یا التراسونیک (فراصوتی) تأیید شود.

(۴) مطابق جزئیات شکل ۱۰-۳-۷-۱۵ ، در این نوع اتصال سطح بیرونی بال فوقانی تیر باید به حداکثر 3 میلی متر پایین‌تر از سطح فوقانی ورق دیافراگم باشد.

۴-۱۰-۷-۳-۱۰ سایر الزامات

(۱) اتصال بال‌های تیر به ورق‌های دیافراگم باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل باشد. برای این منظور در دو انتهای تیر، تعبیه سوراخ‌های دسترسی برای انجام جوش شیاری با نفوذ کامل بال تیر به ورق دیافراگم، مطابق الزامات فصل ۱۰-۲ این مبحث، الزامی است. برای اتصال بال‌های تیر به ورق‌های دیافراگم استفاده از ورق پشت بند الزامی است ( شکل ۱۰-۳-۷-۱۱ ). اتصال ورق‌های پشت بند به بال‌های تیر مجاز نیست.

در صورتی که جوشکاری اتصال بال‌های تیر به ورق‌های دیافراگم در کارخانه انجام شود (اتصال به صورت درختی باشد)، می‌توان سوراخ دسترسی و ورق پشت بند را حذف نمود؛ مشروط بر آنکه اولاً برش ورق‌های بال به نحوی باشد که جان تیر به اندازه حداقل 2 میلی متر از ورق‌های بال تیر بیرون زده باشد، ثانیاً ریشه جوش تا رسیدن به فلز سالم از پشت شیار زنی شود و با فلز جوش پر شود ( شکل ۱۰-۳-۷-۱۲ ).

(۲) برای اتصال بال‌های تیر به ورق‌های دیافراگم استفاده از ورق‌های گوشواره (ناودان انتهای جوش شیاری) الزامی است. ورق‌های گوشواره باید حداقل به اندازه 25 میلی متر یا ضخامت قطعه (هر کدام بزرگتر بود)، از لبه درز امتداد داشته باشد، ولی نیازی نیست بلندتر از 50 میلی متر باشد. برای تأمین این الزام، پهنای بال تیر در محل اتصال بال‌های تیر به ورق‌های دیافراگم باید به نحوی انتخاب شود که رابطه زیر برقرار باشد:

B bf ≤[B d -max(2t bf and 50mm)]

(3) خال جوش‌های متصل کننده ورق‌های گوشواره باید داخل درز جوش ایجاد شوند. پس از برداشتن ورق‌های گوشواره، حداکثر ناهمواری مجاز سطح برابر 13 میکرون است.

(۴) هنگامی که پشت بند فولادی برای جوش‌های شیاری با نفوذ کامل بین بال پایینی تیر و ورق دیافراگم استفاده شود، پشت بند باید بعد از جوشکاری برداشته شود. پس از برداشتن پشت بند فولادی، پاس ریشه باید تا رسیدن به فلز جوش سالم، از پشت شیار زنی شود و با جوش گوشه تقویتی، از پشت جوش شود. ضخامت جوش گوشه تقویتی باید حداقل 8 میلی متر باشد.

(۵) هنگامی که پشت بند فولادی برای جوش‌های شیاری با نفوذ کامل بین بال بالایی تیر و ورق دیافراگم استفاده شود و پشت بند برداشته نشود. پشت بند باید با جوش گوشه سراسری به ضخامت حداقل 8 میلی متر بر لبه زیرین جوش شیاری به ورق دیافراگم متصل شود.

(۶) در قابهای خمشی ویژه اتصال جان تیر به بال ستون باید از طریق جوش شیاری با نفوذ کامل صورت گیرد. علاوه بر آن لازم است یک ورق تکی برش جان در فاصله بین دو سوراخ دسترسی تعبیه شده و به ستون جوش شود ( شکل ۱۰-۳-۷-۱۵ ). استفاده از این ورق تکی جان به عنوان پشت بند جوش شیاری جان تیر به بال ستون نیز مجاز است. ضخامت ورق تکی جان باید حداقل برابر 10 میلی متر باشد. در انتهای جوش شیاری جان تیر به بال ستون استفاده از ورق‌های گوشواره‌ای الزامی نیست. در صورتی که با رعایت بند 1 فوق سوراخ دسترسی برای اتصال بال تیر به ورق دیافراگم ضرورت نداشته باشد، وجود ورق تکی برش جان الزامی نیست. در این حالت جان تیر باید در تمام فاصله بین دو ورق دیافراگم با جوش شیاری با نفوذ کامل به وجه ستون متصل شود.

(۷) در قابهای خمشی متوسط، اتصال جان تیر به بال ستون می‌تواند از طریق رعایت ضوابط بند ۶ فوق انجام پذیرد. در این نوع قاب به جای رعایت این ضوابط، اتصال جان تیر به بال ستون می‌تواند از طریق یک ورق تکی پیچ شده به جان تیر نیز صورت گیرد ( شکل ۱۰-۳-۷-۱۷ ). در این حالت اتصال ورق تکی به جان تیر باید از نوع لغزش بحرانی با سوراخ استاندارد یا سوراخ استاندارد در یکی دو سوراخ لوبیایی کوتاه در امتداد موازی با محور تیر در دیگری و اتصال آن به بال ستون از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل با جوش گوشه دوطرفه باشد. در این حالت مقاومت برشی موردنیاز اتصال باید براساس الزامات بند ۱۰-۳-۳-۲-۵ ، تعیین شود. ضخامت جوش‌های گوشه طرفین ورق تکی به بال ستون باید حداقل برابر 0.75 ضخامت ورق تکی و ضخامت ورق تکی باید حداقل برابر 10 میلی متر باشد.

(۸) در صورت نیاز، استفاده از پیچهای نصب با سوراخ‌های استاندارد یا سوراخ‌های لوبیایی کوتاه افقی در جان تیر مجاز است.

تصویر
تصویر
شکل ۱۰-۳-۷-۱۷: اتصال گیر دار تیر با بال پهن شده و دیافراگم عبوری از ستون (TD-WIDENED) در قابهای خمشی متوسط

شکل ۱۰-۳-۷-۱۷: اتصال گیر دار تیر با بال پهن شده و دیافراگم عبوری از ستون (TD-WIDENED) در قابهای خمشی متوسط

۸-۳-۱۰ روش تأیید اتصالات گیردار

اتصالات گیرداری که برای استفاده در قابهای خمشی متوسط و ویژه پیشنهاد می‌شوند، باید قبلاً مورد تأیید قرار گیرند. اتصالات گیردار معرفی شده در بخش ۱۰-۳-۷ در صورت تأمین الزامات و محدودیتهای آن بخش، به عنوان اتصالات گیردار پیش تأییدشده محسوب می‌شوند و نیازی به تائید مجدد آن‌ها نیست. استفاده از سایر انواع اتصالات یا اتصالات پیش تأیید شده در خارج از محدوده‌های مجاز بر طبق بندهای ۱۰-۳-۷-۲ الی ۱۰-۳-۷-۱۰ ، در قابهای خمشی متوسط و ویژه، مشروط به طی مراحل تائید مطابق الزامات این بخش است.

۱-۸-۳-۱۰ الزامات عمومی

اتصالات گیردار پیشنهادی باید با انجام آزمایش‌ها، مطالعات تحلیلی پشتیبان و ارائه روشهای طراحی تائید شوند. مجموعه این مدارک باید نشان دهد که اتصال قادر به تحمل تغییر شکلهای دورانی متناظر با تغییر مکان نسبی طبقه به میزانی حداقل برابر مقادیر موردنظر بند ۱۰-۳-۳-۲-۶ برای استفاده در قابهای خمشی متوسط یا بند ۱۰-۳-۳-۳-۸ برای استفاده در قابهای خمشی ویژه، حسب مورد، است. تمام حالت‌های حدی که بر سختی، مقاومت و شکل پذیری اتصال تأثیر می‌گذارند، باید شناسایی شده و اثر متغیرهای طراحی بر آن‌ها مورد توجه قرار گیرد.

۲-۸-۳-۱۰ مرجع تائید اتصال

مجموعه مدارک تهیه شده برای تأیید اتصال پیشنهادی باید توسط کمیته‌ای متشکل از حداقل 3 نفر متخصص به انتخاب کمیته تخصصی مبحث دهم بررسی شده و طی یک گزارش مکتوب مورد قبول قرار گیرد و سپس توسط کمیته مبحث دهم تائید شود.

۳-۸-۳-۱۰ متغیرهای طراحی

برای تأیید اتصال پیشنهادی لازم است محدودیت‌های مربوط به متغیرهای طراحی به شرح زیر در مدارک تعیین شود:

  1. محدودیت‌های تیر و ستون

    • نوع مقطع (I یا H یا جعبه‌ای و یا قوطی)

    • روش ساخت مقطع (نوردشده یا جوش شده)

    • عمق مقطع و ضخامت بال

    • نسبت دهانه به عمق تیر

    • جهت قرارگیری مقطع ستون نسبت به تیر

    • مهار جانبی تیر و ستون

  2. ورق‌های پیوستگی و مضاعف

    • تعیین شرایط مربوط به نیاز این ورقها

    • ضخامت، عرض و عمق ورق

    • نحوه اتصال

  3. جوش و پیج

    • نوع جوش، الکترود، پشت بند، سوراخ دسترسی و نحوه کنترل کیفیت

    • قطر و نوع پیچ، نوع سوراخ و نحوه سوراخ کاری و نصب پیچ و پیش تنیدگی

  4. سایر پارامترهای مربوط به نوع خاص اتصال پیشنهادی

۴-۸-۳-۱۰ روش طراحی

برای تائید اتصال گیردار پیشنهادی لازم است دستورالعملی برای طراحی اتصال پیشنهاد شود.

۵-۸-۳-۱۰ مستندات لازم

مستندات لازم برای تائید اتصال پیشنهادی عبارت‌اند از:

  • نقشه‌های اتصال حاوی کلیه جزئیات لازم

  • توصیف رفتار مورد انتظار اتصال در ناحیه الاستیک و غیر الاستیک، نقاط مورد انتظار تشکیل مفصل پلاستیک و حالت‌های حدی که مقاومت و شکل پذیری اتصال را کنترل می‌کند.

  • نتایج تحلیل‌های مدل‌های عددی

  • نوع سیستمی که اتصال در آن قابل استفاده است (قاب خمشی متوسط یا ویژه)

  • فهرست کلیه محدودیت‌های مذکور در بند ۱۰-۳-۸-۳

  • تعیین کلیه جوشهای بحرانی لرزه‌ای

  • تعیین ناحیه محافظت شده اتصال

  • گزارش آزمایش‌های انجام شده برای تائید اتصال

  • رویه‌های کنترل کیفی

  • دستورالعمل‌های طراحی اتصال

۶-۸-۳-۱۰ آزمایشگاه‌های معتبر

آزمایش‌های مورد استفاده برای تائید اتصال باید در آزمایشگاههای معتبر دارای تجهیزات مناسب و نفرات مجرب انجام شود. آزمایشگاه و روش انجام آزمایش‌ها باید به تائید کمیته معرفی شده در بند 10-3-8-2 رسیده باشد.

۷-۸-۳-۱۰ نمونه‌های مورد آزمایش

نمونه‌های زیرسازه مورد آزمایش باید حتی الامکان شرایطی را که در اتصال در هنگام اثر زلزله ایجاد می‌شود، بازسازی کند. در این زیرسازه شرایط زیر باید رعایت شود:

  • زیرسازه باید حداقل شامل یک ستون و تیری باشد که از یک طرف یا از هر دو طرف به ستون متصل است.

  • نقاط عطف تغییر شکل خمشی در زیرسازه باید با نقاط مذکور در قاب اصلی تطابق داشته باشد.

  • مهارهای جانبی در زیرسازه باید مشابه مهارهای سازه اصلی باشد ولی تعبیه مهارهای اضافی در نقاط اعمال بار و تکیه گاه مجاز است.

۸-۸-۳-۱۰ متغیرهای اساسی آزمایش

متغیرهای زیر باید در نمونه‌های مورد آزمایش شبیه سازی شود:

  1. منابع دوران‌های غیر ارتجاعی

    دوران‌های غیر ارتجاعی نمونه باید با تحلیل داده‌های تغییر شکل‌های نمونه محاسبه شود. منابع این دوران‌های غیر ارتجاعی شامل تسلیم اعضا، تسلیم اجزا و ادوات اتصال و لغزش بین اعضا و اجزای اتصال است.

  2. اعضا

    تیر مورد استفاده در نمونه آزمایش باید در محدوده زیر باشد:

    • عمق تیر نباید کمتر از 90% عمق تیر در سازه اصلی باشد.

    • وزن واحد طول تیر نباید کمتر از 75% وزن مربوطه در سازه اصلی باشد.

    • نسبت طول تیر به عمق آن نباید از 0.9 این نسبت در سازه اصلی بزرگتر باشد.

    ستون مورد استفاده در نمونه آزمایش باید در محدوده زیر باشد:

    • عمق ستون نباید کمتر از 90% عمق ستون در سازه اصلی باشد.

    • نسبت مقاومت ستون به تیر نباید کمتر از این نسبت در نمونه اصلی باشد.

  3. جزئیات اتصال

    جزئیات اتصال در نمونه آزمایش باید مشابه سازه اصلی باشد.

  4. ورق پیوستگی

    جزییات ورق پیوستگی و اتصال آن به ستون در نمونه آزمایش باید مشابه سازه اصلی باشد.

  5. تنش تسلیم فولاد

    تنش تسلیم تمام اعضا و عناصر اتصال در نمونه‌های آزمایش که با تسلیم آن‌ها دوران‌های غیر ارتجاعی اتصال حاصل می‌شود، باید با انجام آزمایش تعیین شود. استفاده از مقادیر مشخصه تولید فولاد برای این منظور جایز نیست. شرایط زیر در مورد مقادیر تعیین شده با انجام آزمایش باید رعایت شود:

    • تنش تسلیم بال تیر نباید کمتر از 0.85R y F y فولادی که قرار است در تیر سازه اصلی استفاده شود، باشد.

    • تنش تسلیم ستون و عناصر اتصال نباید از 0.85R y F y فولادی که قرار است در همین اجزای سازه اصلی استفاده شود کمتر و از و 1.15R y F y بیشتر باشد. که در آن:

  6. اتصالات جوشی

    جوش‌های نمونه مورد آزمایش باید دارای شرایط زیر باشد:

    • جوشکاری باید براساس یک دستورالعمل جوشکاری (WPS) معین انجام شود که مشابه دستورالعمل مذکور در سازه اصلی باشد. مقاومت کششی و طاقت نمونه شیاردار شارپی (CVN) جوش‌های شیاری باید با انجام آزمایش تعیین شود. استفاده از مقادیر مندرج در گزارش‌های تولید کننده الکترود برای این منظور کافی نیست.

    • مقاومت کششی مشخصه الکترودی که در نمونه آزمایش استفاده می‌شود باید با مقاومت مذکور در سازه اصلی مطابقت داشته باشد.

    • مقدار مشخصه حداقل طاقت نمونه شیاردار شارپی (CVN) الکترودی که در نمونه آزمایش استفاده می‌شود، نباید از مقدار مذکور در سازه اصلی بیشتر باشد. ضمناً مقداری که با انجام آزمایش برای این پارامتر به دست می‌آید، نباید بیش از 50% مقدار مشخصه مربوطه در سازه اصلی یا 34J ( هرکدام بیشتر باشد)، از مقدار مذکور در سازه اصلی بزرگتر باشد.

    • وضعیت جوشکاری که در نمونه آزمایش استفاده می‌شود باید با این وضعیت در سازه اصلی مشابه باشد.

    • جزئیات جوشکاری در نمونه آزمایش شامل پشت بند، سوراخ دسترسی و غیره باید با این جزئیات در سازه اصلی تطابق داشته باشد.

    • روش‌های بازرسی، انجام آزمایش‌های غیر مخرب و ضوابط پذیرش جوش در نمونه آزمایش باید مشابه سازه اصلی باشد.

  7. اتصالات پیچی

    اتصالات پیچی نمونه مورد آزمایش باید مشابه همین اتصالات در سازه اصلی باشد. الزامات زیر در این خصوص باید رعایت شود:

    • نوع و مقاومت پیچ مورد استفاده در آزمایش باید مشابه سازه اصلی باشد.

    • روش‌های پیچکاری در نمونه آزمایش شامل سوراخ کاری، آرایش سوراخ‌ها، وضعیت سطوح تماس و نحوه سفت کردن پیچ باید مشابه سازه اصلی باشد.

۹-۸-۳-۱۰ تاریخچه بارگذاری

نمونه مورد آزمایش باید تحت اثر تاریخچه بارگذاری چرخه‌ای قرار گیرد که در این بخش بیان می‌شود. تاریخچه بارگذاری اعمالی به نمونه آزمایش برحسب زاویه تغییر مکان نسبی طبقه‌ای (θ) باید به شرح زیر باشد:

  • 6 چرخه بار در θ=0.00375 rad

  • 6 چرخه بار در θ=0.005 rad

  • 6 چرخه بار در θ=0.0075 rad

  • 4 چرخه بار در θ=0.01 rad

  • 2 چرخه بار در θ=0.015 rad

  • 2 چرخه بار در θ=0.02 rad

  • 2 چرخه بار در θ=0.03 rad

  • 2 چرخه بار در θ=0.04 rad

پس از این چرخه، بارگذاری می‌تواند در گام‌های 0.01 رادیان و اعمال دوچرخه بار در هر گام ادامه یابد.

۱۰-۸-۳-۱۰ گزارش آزمایش‌ها

برای هر آزمایش باید گزارش مکتوبی تهیه شود. گزارش باید به صورت دقیق تمام ویژگی‌های کلیدی و نتایج آزمایش را مستند نماید. این گزارش باید حداقل شامل اطلاعات زیر باشد:

  • نقشه برپایش آزمایش شامل ابعاد، نقاط بارگذاری، تکیه گاه و مهار جانبی

  • نقشه نمونه مورد آزمایش شامل کلیه ابعاد اعضا و اجزا و مشخصات مصالح مصرفی، جزئیات جوشکاری و پیچ کاری

  • فهرست کلیه متغیرهای اساسی آزمایش به شرح مذکور در بند ۱۰-۳-۸-۸

  • نمودار تاریخچه بارگذاری اعمالی به نمونه

  • فهرست جوش‌های بحرانی لرزه‌ای

  • ناحیه محافظت شده

  • نمودار بار اعمالی به نمونه برحسب جابجایی

  • نمودار لنگر اعمالی به تیر برحسب زاویه تغییر مکان نسبی طبقه. در این نمودار مقدار لنگر و زاویه تغییر مکان نسبی باید نسبت به محور ستون محاسبه شود.

  • زاویه تغییر مکان نسبی طبقه و زاویه دوران غیر ارتجاعی ایجادشده در نمونه. روش محاسبه زاویه دوران غیر ارتجاعی باید به طور شفاف بیان شود.

  • کلیه مشاهدات آزمایش شامل تسلیم، لغزش، ناپایداری، ترک خوردگی و شکست در اعضا و اجزا

  • حالت خرابی کنترل کننده رفتار نمونه آزمایش

  • نتایج آزمایش‌های تعیین خواص و مشخصات مواد

  • دستورالعمل جوشکاری (WPS) و گزارش‌های بازرسی جوش

۱۱-۸-۳-۱۰ معیار پذیرش

نمونه‌های مورد آزمایش باید حسب مورد الزامات اتصالات قابهای خمشی متوسط یا ویژه را مطابق ضوابط بندهای ۱۰-3-۳-۲-۶ یا ۱۰-۳-۳-۳-۸ اقناع کند. برای این منظور نمونه باید تمام چرخه‌های بارگذاری بند ۱۰-۳-۸-۹ شامل حداقل دو چرخه کامل بار در زاویه تغییر مکان نسبی موردنظر را، بدون آنکه مقاومت بیشتر از 15% حداکثر مقاومت کاهش یابد، تحمل نماید. برای تاییدشدن هر نوع اتصال با محدودیت‌های معین ابعادی مطابق ضوابط بند ۱۰-۳-۸-۸ ، آزمایش دو نمونه ضروری است.

۹-۳-۱۰ روش تأیید مهاربندهای کمانش تاب

۱-۹-۳-۱۰ دامنه کاربرد

در این بخش حداقل ضوابط روش تأیید کفایت مهاربندهای کمانش تاب ارائه می‌گردد آزمایش‌هایی که در این بخش به آن‌ها اشاره می‌شود، شامل آزمایش مهاربند کمانش تاب تنها و آزمون مهاربند کمانش تاب نصب شده در قاب است. هدف از آزمایش مهاربند کمانش تاب تنها، حصول اطمینان از تأمین مقاومت و تغییر شکل غیر الاستیک مهاربند مطابق ضوابط بخش ۱۰-۳-۴-۵ این مبحث است. این آزمایش همچنین حداکثر نیروی مهاربند را به منظور طراحی اجزای مجاور مشخص می‌کند.

هدف از آزمایش مهاربند کمانش تاب نصب شده در قاب، حصول اطمینان از طراحی مهاربند در تأمین تغییر شکل موردنیاز و چرخش‌های طراحی است. هم چنین این آزمایش‌ها به منظور نشان دادن یکسانی رفتار چرخه‌ای مهاربند نصب شده و تنها است.

۲-۹-۳-۱۰ نمونه مهاربند کمانش تاب نصب شده در قاب

نمونه مهاربند کمانش تاب نصب شده در قاب باید ضوابط زیر را برآورده نماید:

۱- سازوکار تأمین چرخش‌های غیرخطی در نمونه آزمایش و مهاربند اصلی یکسان باشد. تغییر شکل چرخشی قابل حصول در نمونه آزمایش باید مساوی یا بزرگتر از مهاربند اصلی باشد.

۲- مقاومت جاری شدن محوری هسته فولادی مهاربند (P ysc )، در نمونه آزمایش نباید کمتر از مهاربند اصلی باشد، که این مقاومت از حاصل ضرب سطح مقطع هسته (A sc )، در مقاومت جاری شدن آن، حاصل از آزمایش کشش استاندارد به دست می‌آید.

3- سطح مقطع و وضعیت قرارگیری هسته فولادی در نمونه آزمایش و مهاربند اصلی یکسان باشد.

۴- از روش طراحی مدون و مکتوب یکسانی برای طراحی نمونه آزمایشی و مهاربند اصلی استفاده شود. به این ترتیب امکان مقایسه تغییر شکل‌های چرخشی این نمونه و مهاربند اصلی فراهم می‌شود. در محاسبات پایداری، تیرها، ستون‌ها و ورق‌های اتصال مهاربند، هرکدام باید بخشی از این سیستم در نظر گرفته شوند.

۵- حاشیه ایمنی محاسبه شده برای طراحی اتصال، پایداری هسته فولادی، کمانش کلی و خرابی سایر جزئیات مرتبط اجرایی مهاربند غیر از ورق اتصال مهاربند در مهاربند اصلی، باید مساوی یا بیشتر از نمونه آزمایش باشد.

6- وضعیت مهار جانبی مهاربند اصلی و نمونه آزمایش یکسان باشد.

۷- نمونه آزمایش و مهاربند اصلی با رویه‌های همسان کنترل کیفیت ساخته شوند.

۳-۹-۳-۱۰ نمونه مهاربند تنها

نمونه مهاربند تنها باید در جزئیات، ساخت و مشخصات مصالح تا حد امکان مشابه مهاربند اصلی باشد. همچنین:

  1. طراحی نمونه مهاربند تنها

    از روش طراحی مدون و مکتوب یکسانی در طراحی نمونه آزمایش و مهاربند اصلی استفاده شود.

    محاسبات طراحی باید حداقل موارد زیر را نشان دهند:

    ۱- حاشیه ایمنی محاسبه شده برای پایداری کمانش کلی مهاربند اصلی مساوی یا بیشتر از نمونه آزمایش باشد.

    ۲- حاشیه‌های ایمنی مورداشاره در بند فوق باید تفاوت مشخصات مصالح شامل سختی، تنش جاری شدن، تنش نهایی و کرنش نهایی را جبران نمایند.

  2. ساخت نمونه آزمایش

    نمونه آزمایش و مهاربند اصلی با رویه‌های همسان کنترل کیفیت ساخته شوند.

  3. برای همسان بودن نمونه آزمایش و مهاربند اصلی، نمونه آزمایش باید ضوابط زیر را برآورده نماید:

    1- سطح مقطع و جهت قرار گیری هسته فولادی آن با مهاربند اصلی یکسان باشد.

    ۲- مقاومت جاری شدن محوری هسته فولادی مهاربند ( P ysc )، کمتر از 50% یا بیشتر از 120% مهاربند اصلی نباشد که این مقاومت از ضرب سطح مقطع هسته ( sc Δ) در تنش جاری شدن آن (F y )، حاصل از آزمایش کشش استاندارد به دست می‌آید.

    ۳- مصالح و روش جداسازی هسته فولادی از سیستم محدود کننده کمانش در نمونه آزمایش و مهاربند اصلی یکسان باشد.

  4. جزئیات اتصال

    جزئیات اتصال نمونه آزمایش باید تا حد امکان نماینده جزئیات اتصال مهاربند اصلی باشد.

  5. مصالح

    ۱- هسته فولادی: شرایط زیر برای هسته فولادی نمونه آزمایش باید برآورده شود:

    • تنش مشخصه جاری شدن هسته فولادی نمونه آزمایش و نمونه اصلی باید یکسان باشند

    • تنش جاری شدن مصالح هسته فولادی حداقل 90% تنش جاری شدن هسته مهاربند اصلی و به دست آمده از آزمایش کشش استاندارد باشد.

    • حداقل تنش و کرنش نهایی مشخص نمونه آزمایش از مهاربند اصلی بیشتر نباشد.

    ۲- سیستم محدود کننده کمانش: مصالح مصرفی در سیستم محدود کننده کمانش در نمونه آزمایش و مهاربند اصلی یکسان باشند.

  6. اتصالات

    اتصالات جوشی، پیچی و پینی نمونه آزمایش حتی الامکان مانند مهاربند اصلی باشد.

۴-۹-۳-۱۰ تاریخچه بارگذاری

  1. ضوابط عمومی نمونه آزمایش باید تحت بارگذاری چرخهای مطابق ضوابط بندهای ۱۰-۳-۹-۴-ب و ۱۰-۳-۹-۴-پ قرار گیرد. به کارگیری پله‌های بارگذاری افزون بر بند ۱۰-۳-۹-۴-پ مجاز است. هر چرخه باید شامل کشش کامل و فشار کامل برای حصول تغییر شکل‌های تجویزی باشند.

  2. کنترل آزمایش

    آزمایش باید همراه با کنترل میزان تغییر شکل محوری با تغییرشکل چرخشی (A b ) در نمونۀ آزمایشی، صورت گیرد. به عنوان یک جایگزین، تغییر شکل چرخشی حداکثر را می‌توان با رعایت پروتکل معرفی شده برای تغییر شکل‌های محوری، در طول آزمایش به کار گرفت.

  3. توالی بارگذاری

    بارگذاری باید به منظور ایجاد تغییر شکل‌های زیر بر نمونه اعمال شود که در آن تغییرشکل، همان تغییر شکل محوری هسته فولادی نمونه آزمایش و تغییر شکل چرخشی موردنیاز برای آزمایش نمونه مهاربند نصب شده در قاب است:

    1) 2 چرخه بارگذاری در تغییر شکل متناظر با Δ b by

    2) 2 چرخه بارگذاری در تغییر شکل متناظر با Δ b =0.5Δ bm

    3) 2 چرخه بارگذاری در تغییر شکل متناظر با Δ b bm

    4) 2 چرخه بارگذاری در تغییر شکل متناظر با Δ b =1.5Δ by

    5) 2 چرخه بارگذاری در تغییر شکل متناظر با Δ b =2.0Δ bm

    6) چرخه‌های کامل اضافی متناظر با Δ b =1.5Δ bm به نحوی که تغییر شکل محوری غیر الاستیک تجمعی نمونه مهاربند به حداقل 200 برابر تغییر شکل جاری شدن آن برسد. این مرحله برای نمونه نصب شده در قاب موردنیاز نیست.

    که در آن:

    تبصره : تغییر مکان جانبی طراحی طبقه برای محاسبه Δ bm نباید کمتر از یک درصد ارتفاع طبقه منظور شود. وقتی که مقادیر حداکثر و مقدار تجمعی تغییرشکل‌های غیر ارتجاعی در آزمایش، به نحو قابل اثباتی مساوی با بیشتر از توالی فوق باشد، می‌توان برای آزمایش تائید کفایت از توالی بارگذاری متفاوت با مقادیر توصیه شده فوق استفاده کرد.

۵-۹-۳-۱۰ ابزار

ابزار کافی به منظور اندازه گیری یا محاسبه خروجی‌های آزمایش خواسته شده در بند ۱۰-۳-۹-۷ باید پیش بینی شود.

۶-۹-۳-۱۰ ضوابط آزمایش مصالح

  1. ضوابط آزمایش کشش

    آزمایش کشش باید روی نمونه‌های اخذ شده از همان فولاد مورد استفاده برای ساخت هسته فولادی انجام شود. از نتایج آزمایش کشش تأییدشده، می‌توان در گزارش‌های آزمایش مصالح استفاده کرد، ولی آن‌ها را نمی‌توان جایگزین آزمایش‌های کشش موردنیاز این بخش نمود. نتایج آزمایش کشش باید مطابق ضوابط ب ند ۱۰-۳-۹-۶-ب باشند.

  2. روش‌های آزمایش کشش

    آزمایش کشش باید مطابق ASTM A370 ,ASTM A6 و ASTM E8 با در نظر گرفتن استثنائات زیر انجام شود:

    • تنش جاری شدن، براساس تنش جاری شدن تعریف شده در ASTM A370 گزارش می‌شود که در آن از روش تصویر کردن در کرنش 0.002 استفاده می‌گردد.

    • نرخ بارگذاری در آزمایش کشش تا حد امکان مانند نرخ بارگذاری نمونه آزمایش مهاربند باشد.

    • برش و آماده سازی نمونه آزمایش کشش باید به نحوی انجام شود که محور طولی آن، موازی محور طولی هسته فولادی مهاربند باشد.

۷-۹-۳-۱۰ ضوابط ارائه گزارش آزمایش

برای هر نمونه آزمایش، یک گزارش مکتوب که شرایط این بخش را برآورده کند، باید تهیه شود. این گزارش باید تمامی مشخصات نمونه و نتایج آزمایش را در بر گیرد و شامل اطلاعات زیر باشد:

۱- نقشه یا شرح کامل نمونه آزمایش، شامل ابعاد اصلی، شرایط مرزی در نقاط بارگذاری و نقاط تکیه گاهی و موقعیت مهارهای جانبی، در صورت وجود.

۲- نقشه‌ای از جزئیات اتصال که در آن اندازه اعضا، نوع فولاد، ابعاد تمامی اجزای اتصال، مشخصات جوشکاری شامل نوع الکترود مصرفی، اندازه و موقعیت سوراخ‌های پیچ یا پین، اندازه و نوع اتصال دهنده‌ها و سایر جزئیات اتصال، مشخص شده باشد.

۳- فهرستی از سایر متغیرهای ضروری معرفی شده در بخشهای ۱۰-۳-۹-۲ و ۱۰-۳-۹-۳ در صورت اطلاق.

۴- فهرست یا نموداری که تاریخچه بارگذاری یا تغییر شکل اعمالی را نشان دهد.

۵- نموداری که بارهای اعمال شده را در برابر تغییر شکل‌های حاصله (Δ b )، نشان دهد. روش تعیین تغییرشکل باید به روشنی معرفی شود و نقاطی که بارگذاری و تغییر شکل بر روی نمونه اندازه گیری شده‌اند به روشنی معرفی شود.

۶- فهرستی از ترتیب زمانی مشاهدات حائز اهمیت حین آزمایش، شامل مشاهده جاری شدن، لغزش، ناپایداری، جابجایی جانبی نسبت به محور اثر نیرو در طول نمونه‌ها و شکست هر یک از اجزای نمونه و اتصالات آن، در صورت وقوع.

۷- نتایج آزمایش‌های نمونه‌های مصالح مطابق مورد 10-3-9-6

۸- رویه‌های کنترل کیفیت ساخت (QC) و برنامه تضمین کیفیت (QA) استفاده شده در ساخت نمونه‌های آزمایش. این موارد باید شامل مشخصات رویه‌های جوشکاری (WPS) و گزارش‌های بازرسی جوش باشد.

تبصره : نقشه‌ها و اطلاعات تکمیلی و بحث بیشتر راجع به نمونه‌های آزمایش با نتایج آزمایش می‌تواند در بخشی از گزارش آزمایش ارائه گردد.

۸-۹-۳-۱۰ معیار پذیرش

حداقل یک آزمایش نمونه نصب شده در قاب که ضوابط بند ۱۰-۳-۹-۲ را برآورده نماید، باید برای هر تیپ مهاربند انجام پذیرد.

حداقل یک آزمایش نمونه مهاربند تنها که ضوابط بخش ۱۰-۳-۹-۳ را برآورده نماید، برای هر تیپ مهاربند باید انجام شود.

در بازه پروتکل آزمایش، همه نمونه‌ها باید ضوابط زیر را برآورده کنند:

۱- نمودار تاریخچه نیروی اعمالی نسبت به تغییر مکان باید نشان دهنده رفتار پایدار و قابل تکرار همراه با سختی افزاینده مثبت باشد.

۲- نباید شکست و ناپایداری مهاربند یا خرابی در بخش متصل شونده انتهایی در نمونه آزمایشی مهاربند رخ دهد.

۳- در آزمایش نمونه‌های مهاربند تنها، در هر چرخه با تغییرشکل بیش از Δ by ، حداکثر نیروی کششی و فشاری نباید کمتر از مقاومت اسمی هسته مهاربند باشد.

۴- در آزمایش نمونه‌های مهاربند تنها، در هر چرخه با تغییر شکل بیش از Δ by ، نسبت حداکثر نیروی فشاری به حداکثر نیروی کششی نباید از 1.3 بیشتر باشد.


نظرات (0)

برای ثبت نظر، لطفا وارد شوید یا ثبت‌نام کنید.

در حال بارگذاری نظرات...