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.


نظرات (0)

برای ثبت نظر، لطفا وارد شوید یا ثبت‌نام کنید.

در حال بارگذاری نظرات...