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.


نظرات (0)

برای ثبت نظر، لطفا وارد شوید یا ثبت‌نام کنید.

در حال بارگذاری نظرات...