بخش 10.3.4.3

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

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.

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.

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.

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.

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.

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 /Ω _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

$V_{n}=\frac{2M_{p}}{e}$

در روابط فوق:

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

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

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:

$e\leq \frac{1.6M_{p}}{V_{p}}$

2- در صورتی که ρ'>0.5 باشد:

$e\leq \frac{1.6M_{p}}{V_{p}}(0.15-0.3\rho ')$

در روابط فوق:

$\rho '=\frac{P_{r}/P_{y}}{V_{r}/V_{y}}$

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.

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:

-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 ( $\frac{1}{2}b_{f}-t_{w}$) 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 $\frac{1}{2}b_{f}-t_{w}$ 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 /α _s و مقاومت موردنیاز اتصال سخت کننده‌ها به هر یک از بال‌های تیر پیوند باید حداقل برابر با $\frac{1}{4}F_{y}A_{st}/\alpha _{s}$ 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.

-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 $0.67\sqrt{E/R_{y}F_{y}}$ باشند. در این گونه موارد فاصله سخت کننده‌های میانی نباید بیشتر از [20t _w - $\frac{1}{8}$ (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 $0.67\sqrt{E/R_{y}F_{y}}$ 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 /α _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 $\frac{1}{4}$F _y A _st /α _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.

جوش شیاری در وصله‌های ستون

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.

جوش‌های اتصال تیر به ستون که الزامات بخش ۱۰-۳-۴-۳-۶-۲ بند (پ) را تأمین می‌کنند.

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

جوش‌های اتصال جان تیر پیوند ساخته شده از ورق به بالها

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.

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 /α _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 $1.1(\sum R_{y}F_{y}Z)/\alpha _{s}$ 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.

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

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

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.

مقاومت برشی موردنیاز اتصال تیر پیوند به ستون باید حداقل برابر R _y V _n /α _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.

مقاومت خمشی موردنیاز اتصال تیر پیوند به ستون باید برابر کوچکترین دو مقدار M _P /α _s و eV _n /α _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.