اتصالات از پیش تایید شده

دانلود استاندارد جامع AISC ( آیین نامه طراحی سازه های فولادی آمریکا) در خصوص اتصالات از پیش تایید شده

اتصالات پیش صلاحیت شده برای قاب های خمشی فولادی ویژه (SMF)  و متوسط (IMF) – ارائه ضوابط طراحی و کاربردهای لرزه ای

اتصالات از پیش تایید شده

 

• توضیحات اتصالات از پیش تایید شده
• اسم فایل Prequalified.pdf
• حجم 11.7 مگابایت

جدول گشتاور پیچ ها Bolt-Torque Table

جدول گشتاور پیچ ها جهت کنترل میزان پیش تنیدگی پیچهای سازه

 

• اسم فایل جدول گشتاور پیچ ها[ Etabs-SAP.ir ].pdf
• حجم 119 کیلوبایت

کتاب طراحی لرزه ای سازه های فولادی

این کتاب به نقل از کانال دکتر علیرضایی قرار داده می شود. ( سپاس بی کران از ایشان به جهت انتشار رایگان کتاب هایشان )

این کتاب در سال 92 چاپ و شامل 420 صفحه و مباحث زیر است:
فصل1: کنترل ضوابط لرزه‌ای برای سازه‌ها وارزیابی پاسخ
فصل2: فلسفه طراحی لرزه‌ای سازه‌ها و خواص فولاد
فصل3: طراحی لرزه‌ای قاب‌های مهاربندی شده شکل‌پذیر
فصل4: طراحی لرزه‌ای قاب‌های خمشی
فصل5: طراحی لرزه‌ای دیوار برشی فولادی
فصل6: طراحی به روش حالات حدی توسط AISC360-05 و ویرایش چهارم مبحث دهم
فصل7: معادل سازی مقاطع متداول ایرانی برای استفاده در طراحی به روش حالات حدی
فصل8: پروژه طراحی قاب مهاربندی شده همگرا به روش تنش مجاز
فصل9: پروژه طراحی قاب مهاربندی شده همگرای ویژه به روش حالات حدی
فصل10: پروژه طراحی قاب مهاربندی شده واگرا و قاب خمشی ویژه به روش حالات حدی

تعداد صفحات: 484 صفحه

حجم: 19 مگابایت

اتصال WFP اتصال جوشی تقویت نشده با ورق کله گاوی

اتصال WFP

در: طراحی اتصالات فولادی, مبحث دهم مقررات ملی ساختمان

اتصالات یکی از قسمتهای مهم یک سازه است که باعث می شود سازه رفتار شکلپذیری در برابر بارهای رفت و برگشتی داشته باشد، از این رو اگر سازهای بخواهد در برابر زلزلههای شدید رفتار مناسبی داشته باشد باید دارای اتصالات مناسبی باشد، مبحث دهم مقررات ملی، اتصالات گیردار از پیش تأیید شده را در شش رده به شرح جدول زیر تقسیم بندی میکند:

اتصالات گیردار از پیش تأیید شده:

ردیف	نوع اتصال	مخفف	نوع سیستم سازهای قابل کاربرد
۱	اتصال مستقیم تیر با مقطع کاهش یافته	RBS	قابهای خمشی متوسط و ویژه
۲	اتصال فلنجی چهار پیچی بدون استفاده از ورق لچکی	BUEEP	قابهای خمشی متوسط و ویژه
۳	اتصال فلنجی چهار یا هشت پیچی با استفاده از ورق لچکی	BSEEP	قابهای خمشی متوسط و ویژه
۴	اتصال پیچی به کمک ورقهای روسری و زیرسری	BFP	قابهای خمشی متوسط و ویژه
۵	اتصال جوشی به کمک ورقهای روسری و زیرسری	WFP	قابهای خمشی متوسط
۶	اتصال مستقیم تقویت نشدهی جوشی	WUF-W	قابهای خمشی متوسط و ویژه

با توجه به جدول فوق اتصال گیردار جوشی به کمک ورقهای روسری و زیرسریWFPکه یک اتصال از پیش تأیید شده است، فقط در سیستم قاب خمشی متوسط قابل کاربرد است، این تحقیق عملکرد این نوع اتصال را به کمک تحلیلهای کامپیوتری بررسی و ارزیابی میکند.

اتصال کله گاوی – اتصال جوشی با ورق زیرسری و روسری WFP

اتصال WFP (اتصال گیردار با ورق روسری و زیرسری جوشی) یکی از اتصالات از پیش تایید شده مطابق بخش ۱۰-۳-۱۳ مبحث_دهم میباشد. در صورتی که بخواهیم از این نوع اتصالات_از_پیش_تاییدشده به عنوان اتصال گیردار در سیستم قاب_خمشی فولادی استفاده نماییم ، لازم است که کلیه الزامات مربوط به آنها را رعایت نماییم. هر گونه تغییر در جزییات پیشنهادی در این بخش ، باعث میشود که رفتار اتصال تغییر نماید و در این صورت باید برای تایید رفتار اتصال با شرایط جدید به مراجع معتبر مراجعه نموده و یا این اتصال مورد آزمایش های استاندارد قرار گیرد. در مورد اتصال WFP مطابق جزییات ارایه شده در بند ۱۰-۳-۱۳-۵ مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ، بین تیر و ستون یک فاصله اجرایی وجود دارد و اتصال مستقیم تیر و ستون دیده نمیشود. پس بر این اساس در صورتی که بخواهیم از جزییات ارایه شده برای اتصالات WFP استفاده نماییم مجاز به جوش مستقیم تیر به ستون نمیباشیم.

در اتصال گیردار جوشی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری (WFP) ورق‌های بالایی و پایینی اتصال توسط جوش به بال‌هایستون جوش شده و از طرف دیگر به بال‌های تیر توسط جوش متصل می‌شوند. اتصال ورق به بال ستون توسط جوش نفوذی کامل (CJP) و به بال تیر توسط جوش گوشه صورت می‌گیرد. اتصال جان تیر به بال ستون توسط یک یا دو ورق که از یک طرف به جان تیر جوش و از طرف دیگر به بال ستون جوش شده ایجاد می‌شود. این اتصال را می‌توان فقط در قاب خمشی با شکل‌پذیری متوسط استفاده نمود. در کل استفاده از این اتصال به اعتقاد بسیاری از اساتید فن نهی شده است. این اتصال در AISC وجود ندارد و الزامات آن توسط مبحث دهم داده شده است. محدودیت‌های این اتصال بصورت زیر می‌باشند.
محدودیت‌های مربوط به تیر

•  در دو انتهای تیر تعبیه سوراخ دسترسی برای انجام جوشکاری مجاز نمی‌باشد.
•  در دو انتهای تیر، ناحیه حفاظت شده باید برابر فاصله از بر ستون تا انتهای ورق‌های روسری و زیرسری (هر کدام که بزرگتر است) بعلاوه نصف عمق تیر بعد از آن، در نظر گرفته شود.
•  محل مفصل پلاستیک (Sh) در روی تیر باید در محل انتهای ورق‌های روسری و زیرسری (هر کدام که بزرگتر است)، در نظر گرفته شود.
•  عمق مقطع تیر نباید از ۹۰ سانتیمتر تجاوز نماید.
•  ضخامت بال تیر نبایستی از ۳۰ میلیمتر تجاوز نماید.
•  نسبت دهانه آزاد تیر به عمق مقطع آن نباید از ۵ کمتر در نظر گرفته شود.

مطابق با مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران، اتصالات گیردار از پیش تأیید شده تیر به ستون در سازه های فولادی به شش رده تقسیم‌بندی می‌شوند. یکی از این اتصالات، اتصال‌گیردار جوشی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری (WFP) است. مبحث دهم استفاده‌ی از این نوع اتصال را به قاب‌ خمشی متوسط محدود می‌کند.این درحالی است که پنج نوع اتصال پیشنهادی دیگر علاوه برقاب خمشی متوسط ، قابلیت استفاده در قاب خمشی ویژه را دارا می باشند. این نوع اتصال در زمره اتصالات پیشنهادی AISC قرار ندارد، ولی مبحث دهم به دلیل کاربرد گسترده این اتصال در ایران به دلیل سهولت اجرا آنرا پیشنهاد داده است.

این اتصال مشابه اتصال BFPمی باشد با این تفاوت که اتصال ورق های روسری و زیر سری به بال تیر، بجای پیچ با جوش صورت می گیرد. در طراحی سازه های فولادی فرض بر این است که تقدم شکل گیری مفاصل پلاستیک در تیرها باشد اما تلاش بر این است که که ایجاد مفاصل خارج از ناحیه اتصال باشد. برای دستیابی به این موضوع با استفاده از ورق های زیرسری و روسری ضخامت بال در ناحیه اتصال افزایش یافته و با افزایش سختی مفصل پلاستیک به نقاط با سختی کمتر هدایت می شود.

در اتصالات از پیش تایید شده زیر ، جوش مستقیم تیر به ستون انجام میشود:
اتصال گیردار مستقیم تیر با مقطع کاهش یافته ( #RBS )
اتصال گیردار فلنجی بدون استفاده از ورق لچکی ( #BUEEP ) و اتصال گیردار فلنجی چهار یا هشت پیچی با استفاده از ورق لچکی ( #BSEEP )
اتصال گیردار تقویت نشده جوشی ( WUF-W )

در اتصال گیردار جوشی با ورق زیرسری و روسری WFP  ورق فوقانی کله گاوی جوش کامل باید شود

در تصویر فوق در اتصال گیردار جلویی ورق فوقانی کله گاوی جوش کامل شده است که صحیح است ولی در اتصال پشت بخشی از ورق فوقانی کله گاوی جوش نشده است که غلط است

ساخت ورق روسری (ورق کله گاوی) برای اجرای اتصال گیردار.

در اتصال گیردار جوشی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری (WFP) ورق‌های بالایی و پایینی اتصال توسط جوش به بال‌هایستون جوش شده و از طرف دیگر به بال‌های تیر توسط جوش متصل می‌شوند. عرض ورق زیرسری (bpb) بر اساس عرض بال تیر (bbf) تعیین می‌شود. به طوریکه فضای کافی برای جوش داشته باشیم:
Bpb=Bbf+5cm
ضخامت ورق زیرسری (tpb) براساس نیروی کششی ناشی از لنگر متحمل ایجاد شده در محل مفصل پلاستیک طراحی می‌شود. عرض قسمت باریکتر ورق روسری براساس عرض بال تیر (bbf) تعیین می‌شود.
B2pt=Bbf-5cm
ضخامت ورق روسری (tpt) بصورت براساس مساحت ورق بالا تعیین می‌شود. به سبب اینکه ورق بالایی کمتر است، برای جبران کاهش مساحت ایجاد شده، طبیعتاً بایستی ضخامت بیشتری داشته باشد تا همان لنگر را بتواند تحمل کند.

سوراخ دسترسی

در اتصالات گیردار پیچی و جوشی مشاهده می شود که دو سوراخ در قسمت بالا و پایین جان تیر به علت دسترسی برای جوش بهتر و ایجاد تنش سه محوره ایجاد می شود.

ایجاد سوراخ دسترسی برای اتصالات مستقیم تیر به ستون (مثل اتصال WUF-W) استفاده می‌شود. وجود تنش سه محوره می‌تواند منجر به شکست ترد قطعه شود. اولین نوع این خرابی‌‌ها در حین جنگ جهانی دوم مشاهده شد که برخی از کشتی‌‌ها دچار خرابی‌‌های فجیعی شدند. می‌دانیم که تسلیم در فولاد هنگامی رخ می‌دهد که لغزش در صفحات آن ایجاد شود. این لغزش صفحات با زاویه ۴۵ درجه رخ می‌دهند. بنابراین بایستی فضای کافی برای لغزش این صفحات وجود داشته باشد. وقتی که تنش کششی به حد تسلیم برسد لغزش رخ داده و اولین تسلیم رخ ایجاد می‌شود. به همین ترتیب لغزش در هزاران صفحه دیگر رخ داده و قطعه شکل پذیری خوبی از خود نشان می‌دهد. در صورتی که یک قطعه تحت کشش محوری باشد، به سبب نسبت پواسون به طول آن اضافه و از ابعاد دیگر آن کاسته می‌شود. در صورتی که به هر علت از کاهش طول ابعاد دیگر جلوگیری شده باشد، منجر به تولید تنش‌های سه محوری در آن شده و تردشکنی رخ می‌دهد.
به عبارتی وقتی بال بالا یا پایین تحت کشش قرار گرفته و تمایل به کاهش ضخامت در آن وجود دارد، در صورتی که جان زیر آن وجود داشته باشد، اجازه کاهش ضخامت به بال داده نشده و تنش سه محوره ایجاد خواهد شد.
مقدار گپ برای اتصالات BFP و WFP در حدود ۱٫۵ تا ۲ سانتیمتر پیشنهاد می‌شود. برای برخی دیگر از اتصالات گیردار تیر بهستون گپی وجود ندارد.

عملکرد اتصالات گیردار قبلا توسط آزمایش‌های تجربی مورد تایید قرار گرفته است. در اتصال گیردار جوشی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری (WFP) ورق‌های بالایی و پایینی اتصال توسط جوش به بال‌های ستون جوش شده و از طرف دیگر به بال‌های تیر توسط جوش متصل می‌شوند. این اتصال را می‌توان فقط در قاب خمشی با شکل‌پذیری متوسط استفاده نمود. این اتصال در AISC وجود ندارد و الزامات آن توسط مبحث دهم داده شده است. بطور کلی اگرچه محل مفصل پلاستیک با فاصله از ستون قرار دارد، لیکن اگر این اتصال را طراحی کرده باشید، به ابعاد خیلی بزرگی برای ورق‌های روسری و زیرسری (بخصوص برای ورق روسری) خواهید رسید و عملکرد ضعیف‌تر آنها در دوران‌های بالا بصورت آزمایشی مورد اثبات قرار گرفته است. یکی از ایرادات وارد بر این اتصال به غیر از شکل ورق فوقانی که باید بر روی بال جهت اجرای جوش عرض کمتری داشته باشد، نحوه اجرای این اتصال است که تمام جوشکاری ورق‌ها به تیر باید در کارگاه صورت گیرد که این خود باعث عدم اجرا مناسب این جوش‌ها و در نهایت ضعف در آن خواهد شد.

اتصال گیردار مستقیم تقویت نشده جوشی (WUF-W)

در اتصال گیردار مستقیم تقویت نشده جوشی (WUF-W) عمده دوران خمیری در تیر و در بَر ستون ایجاد می‌شود. حالت‌های شکست نامطلوب، توسط جزئیات مناسبی که برای اتصال جوش بال تیر به بال ستون داده می‌شود، کنترل می‌گردد. این اتصال را می‌توان در قاب خمشی با شکل‌پذیری ویژه و متوسط استفاده نمود. محل مفصل پلاستیک (Sh) در روی تیر باید در محل بَر ستوندر نظر گرفته شود (Sh=0). لیکن در داخل تیر و بر روی بال‌های فوقانی و تحتانی آن ایجاد می‌شود. از جمله جزئیات اصلاحی این اتصال که در آیین‌نامه‌های جدید بر روی آن تاکیده شده، اجرای سوراخ دسترسی زیر بال بالا و روی بال پایین بوده که مانع ایجاد تنش‌های سه محوری در این اتصال می‌شود. اجرای جوش نفوذی بال‌ها به ستون در کارگاه از ایردات وارد بر این اتصال است که می‌توان با اتصال درختی بر این مشکل غلبه نمود.

برچسب ها : اتصال از پیش تایید شدهاتصال جوشیاتصال کله گاویاتصال_پیچیاتصال_تیر_به_تیراتصال_تیر_به_ستوناتصال_جوشیاتصال_سادهاتصال_ساده_تیر_با_نبشی_جاناتصال_سازهاتصال_فلنجیاتصال_فولادیاتصال_گیر_داراتصال_گیرداراتصال_گیردار_فلنجیاتصالاتاتصالات از پیش تایید شدهاتصال‌گیردار جوشیجوشکاریساختمانساختمان_فلزیطراحی اتصالاتقاب خمشی متوسطقاب خمشی ویژهمبحث 10مبحث دهمورق لچکیورق_پیوستگیورق‌های روسری و زیرسریوصله_تیروصله_تیر_به_تیروصله_ستونوصله_ستون_فلزی

اتصال WFP اتصال جوشی به کمک ورقهای روسری و زیرسری

اتصال WFP

در: طراحی اتصالات فولادی, مبحث دهم مقررات ملی ساختمان

اتصالات یکی از قسمتهای مهم یک سازه است که باعث می شود سازه رفتار شکلپذیری در برابر بارهای رفت و برگشتی داشته باشد، از این رو اگر سازهای بخواهد در برابر زلزلههای شدید رفتار مناسبی داشته باشد باید دارای اتصالات مناسبی باشد، مبحث دهم مقررات ملی، اتصالات گیردار از پیش تأیید شده را در شش رده به شرح جدول زیر تقسیم بندی میکند:

اتصالات گیردار از پیش تأیید شده:

ردیف	نوع اتصال	مخفف	نوع سیستم سازهای قابل کاربرد
۱	اتصال مستقیم تیر با مقطع کاهش یافته	RBS	قابهای خمشی متوسط و ویژه
۲	اتصال فلنجی چهار پیچی بدون استفاده از ورق لچکی	BUEEP	قابهای خمشی متوسط و ویژه
۳	اتصال فلنجی چهار یا هشت پیچی با استفاده از ورق لچکی	BSEEP	قابهای خمشی متوسط و ویژه
۴	اتصال پیچی به کمک ورقهای روسری و زیرسری	BFP	قابهای خمشی متوسط و ویژه
۵	اتصال جوشی به کمک ورقهای روسری و زیرسری	WFP	قابهای خمشی متوسط
۶	اتصال مستقیم تقویت نشدهی جوشی	WUF-W	قابهای خمشی متوسط و ویژه

با توجه به جدول فوق اتصال گیردار جوشی به کمک ورقهای روسری و زیرسریWFPکه یک اتصال از پیش تأیید شده است، فقط در سیستم قاب خمشی متوسط قابل کاربرد است، این تحقیق عملکرد این نوع اتصال را به کمک تحلیلهای کامپیوتری بررسی و ارزیابی میکند.

اتصال کله گاوی – اتصال جوشی با ورق زیرسری و روسری WFP

اتصال WFP (اتصال گیردار با ورق روسری و زیرسری جوشی) یکی از اتصالات از پیش تایید شده مطابق بخش ۱۰-۳-۱۳ مبحث_دهم میباشد. در صورتی که بخواهیم از این نوع اتصالات_از_پیش_تاییدشده به عنوان اتصال گیردار در سیستم قاب_خمشی فولادی استفاده نماییم ، لازم است که کلیه الزامات مربوط به آنها را رعایت نماییم. هر گونه تغییر در جزییات پیشنهادی در این بخش ، باعث میشود که رفتار اتصال تغییر نماید و در این صورت باید برای تایید رفتار اتصال با شرایط جدید به مراجع معتبر مراجعه نموده و یا این اتصال مورد آزمایش های استاندارد قرار گیرد. در مورد اتصال WFP مطابق جزییات ارایه شده در بند ۱۰-۳-۱۳-۵ مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ، بین تیر و ستون یک فاصله اجرایی وجود دارد و اتصال مستقیم تیر و ستون دیده نمیشود. پس بر این اساس در صورتی که بخواهیم از جزییات ارایه شده برای اتصالات WFP استفاده نماییم مجاز به جوش مستقیم تیر به ستون نمیباشیم.

مطابق با مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران، اتصالات گیردار از پیش تأیید شده تیر به ستون در سازه های فولادی به شش رده تقسیم‌بندی می‌شوند. یکی از این اتصالات، اتصال‌گیردار جوشی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری (WFP) است. مبحث دهم استفاده‌ی از این نوع اتصال را به قاب‌ خمشی متوسط محدود می‌کند.این درحالی است که پنج نوع اتصال پیشنهادی دیگر علاوه برقاب خمشی متوسط ، قابلیت استفاده در قاب خمشی ویژه را دارا می باشند. این نوع اتصال در زمره اتصالات پیشنهادی AISC قرار ندارد، ولی مبحث دهم به دلیل کاربرد گسترده این اتصال در ایران به دلیل سهولت اجرا آنرا پیشنهاد داده است.

این اتصال مشابه اتصال BFPمی باشد با این تفاوت که اتصال ورق های روسری و زیر سری به بال تیر، بجای پیچ با جوش صورت می گیرد. در طراحی سازه های فولادی فرض بر این است که تقدم شکل گیری مفاصل پلاستیک در تیرها باشد اما تلاش بر این است که که ایجاد مفاصل خارج از ناحیه اتصال باشد. برای دستیابی به این موضوع با استفاده از ورق های زیرسری و روسری ضخامت بال در ناحیه اتصال افزایش یافته و با افزایش سختی مفصل پلاستیک به نقاط با سختی کمتر هدایت می شود.

در اتصالات از پیش تایید شده زیر ، جوش مستقیم تیر به ستون انجام میشود:
اتصال گیردار مستقیم تیر با مقطع کاهش یافته ( #RBS )
اتصال گیردار فلنجی بدون استفاده از ورق لچکی ( #BUEEP ) و اتصال گیردار فلنجی چهار یا هشت پیچی با استفاده از ورق لچکی ( #BSEEP )
اتصال گیردار تقویت نشده جوشی ( WUF-W )

برچسب ها : اتصال از پیش تایید شدهاتصال جوشیاتصال کله گاویاتصال_پیچیاتصال_تیر_به_تیراتصال_تیر_به_ستوناتصال_جوشیاتصال_سادهاتصال_ساده_تیر_با_نبشی_جاناتصال_سازهاتصال_فلنجیاتصال_فولادیاتصال_گیر_داراتصال_گیرداراتصال_گیردار_فلنجیاتصالاتاتصالات از پیش تایید شدهاتصال‌گیردار جوشیجوشکاریساختمانساختمان_فلزیطراحی اتصالاتقاب خمشی متوسطقاب خمشی ویژهمبحث 10مبحث دهمورق لچکیورق_پیوستگیورق‌های روسری و زیرسریوصله_تیروصله_تیر_به_تیروصله_ستونوصله_ستون_فلز

اتصال فلنجی

در: طراحی اتصالات فولادی

اتصال گیردار فلنجی

از جمله اتصالات گیردار، اتصال فلنجی، می باشد . در این اتصال دو قطعه توسط فلنج به همدیگرمتصل می شوند منظور از فلنج، پلیتی است که سوراخ کاری شده و ارتفاع آن از ارتفاع تیر بیشتر است .

اتصالات گیردار تیر به ستون شامل آن دسته از اتصالاتی می شوند که قابلیت انتقال لنگر بین تیر و ستون را دارا می باشند.از جمله اتصالات گیردار اتصال فلنجی می باشد. در این اتصال دو قطعه توسط فلنج به همدیگر متصل می شوند منظور از فلنج پلیتی است که سوراخ کاری شده و ارتفاع ان از ارتفاع تیر بیشتر است.

اتصالات از پیش تایید شده
اتصال فلنجی ۴ پیچ و ۸ پیچ

اتصال فلنجی یک نمونه از اتصالات گیردار از پیش تایید شده مبحث دهم مقررات ملی ساختمان می باشد.
دو نوع اتصال فلنجی تیر به ستون با نام های چهارپیچه و هشت پیچه وجود دارد.
اتصال چهارپیچه برای مقادیر کم لنگر و اتصال هشت پیچه برای مقادیر بزرگ لنگر خمشی مورد استفاده قرار می گیرد.

اتصال سر تیر به ورق باید با استفاده از جوش شیاری با نفوذ کامل در بالها و جوش گوشه دو طرفه به صورت تمام مقاومت انجام شود. استفاده از ورق تقویتی در بال قابل توصیه است. در این نوع اتصال پیچ ها باید از نوع پرمقاومت بوده و کاملا سفت شوند.پیچ ها باید تحت اثر همزمان نیروی برشی و لنگر خمشی کنترل شوند. ورق سر ارجح است از فولاد ST37باشد. تحت اثر زلزله ممکن است حالت لنگر معکوس در اتصال به وجود آید که اتصال باید برای آن کنترل گردد. فاصله قائم پیچ از هم نیز نباید از سه برابر قطر اسمی تجاوز نماید که مقدار توصیه شده برای ای

طراحی اتصال مهاربند

تعیین توزیع دقیق نیرو در یک اتصال مهاربند بسیار پیچیده بوده و براحتی امکان‌پذیر نیست. زیرا توزیع نیروهای مقطع را نمی‌توان با تعادل نیرو به تنهایی تعیین نمود. با توجه به پیچیدگی‌های موجود در اتصال مهاربند، حل دقیقی برای آنها وجود ندارد و تمام روش‌های طراحی بصورت تقریبی می‌باشند. در طراحی اتصالات گوشه، چهار روش زیر برای تعیین نیروی منتقله به ستون متداول می‌باشد:
?? روش ساده تورنتون (The KISS (keep it simple, stupid) method (Thornton, 1991; Astaneh-Asl, 1998)).
. روش نیروی موازی (The parallel force method (Ricker, 1989; Thornton, 1991; Astaneh-Asl, 1998)).
. روش خرپا (The truss analogy method (Astaneh-Asl, 1989)).
. روش نیروی یکنواخت (The uniform force method (Thornton, 1991, 1995; Astaneh-Asl, 1998)).
روش KISS یا همان روش ساده تورنتون، اگرچه یکی از روش‌های قدیمی برای تحلیل نیرو در ورق مهاربند است، ولیکن هنوز هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش فرض بر آن است که مولفه افقی نیروی منتقله به ورق توسط اتصال ورق به تیر و مولفه قائم نیروی منتقله به ورق توسط اتصال ورق به ستون تحمل می‌شود. استفاده از این روش چندان اقتصادی نیست. در هر یک از وجوه اتصال ورق به تیر و ستون، لنگرهای ناشی از خروج از مرکزیت مولفه‌های افقی و قائم نیروی منتقله در نصف عمق تیر و ستون بایستی در نظر گرفته شوند.
. نشریه 264 ایران (آیین‌نامه اتصالات در سازه‌های فولادی) چهار روش برای محاسبه توزیع نیروی مهاربند بین تیر و ستون ارائه نموده است. براساس تحقیقات AISC (Thornton, 1991) روش نیروی یکنواخت دارای دقت بالایی است. همچنین استفاده از این روش معمولاً منجر به طرح اتصالی اقتصادی خواهد شد. اغلب طراحان از این روش استفاده می‌کنند.
 
مطلب مرتبط:

طراحی اتصال بادبند با روش LRFD

 
 

اتصالات تیر به ستون در قاب خمشی بتنی ویژه

فلسفه طراحی اتصالات تیر به ستون در قاب خمشی بتنی ویژه و کاربرد در ETABS2016
فلسفه کلی طراحی اتصالات در مبحث نهم، باقی ماندن اتصال در محدوده ارتجاعی می‌باشد. زیرا که اتصالات در زمره نامناسب‌ترین قسمت سازه برای استهلاک انرژی به شمار می‌روند. اگر چنانچه شکل پذیری قابل توجهی برای سازه مورد نظر باشد یا هنگامی‌که پیش‌بینی می‌شود اعضای سازه‌ای به احتمال زیاد دچار خسارت می‌شوند، در اینصورت مبحث نهم اجازه می‌دهد که رفتار اتصال وارد محدوده غیر‌ارتجاعی شود. مبحث نهم توصیه می‌کند اتصال به عنوان بخشی از ستون به شمار آید و هدف طراحی را، ایجاد اولین لولای خمیری در تیر قرار داده است. هنگام ایجاد مفصل خمیری، بیشترین نیروی برشی در محل اتصال تیر به ستون تولید می‌شود، این نیروهای برشی در اتصال موجب شکست هسته اتصال بر اثر برش یا چسبندگی یا هر دوی آنها می‌گردد، لذا مقاومت اتصال در هیچ شرایطی کمتر از مقاومت لولای خمیری‌ای که در قاب تشکیل می‌شود و قاب را تبدیل به مکانیزم می‌کند، در نظر گرفته نمی‌شود. در صورت رخداد زلزله و وارد آمدن خسارت به ساختمان، به نحوی که قابل تعمیر و مرمت باشد، این معیار اتصال‌ها را از تعمیر که معمولاً دسترسی به آنها خیلی مشکل است، بی نیاز می‌کند. همچنین اگر قرار باشد که اتصال در استهلاک انرژی سهیم باشد، بطور جدی دچار کاهش سختی می‌شود.
برنامه ETABS قادر به کنترل کفایت ظرفیت برشی چشمه اتصال است.

To ensure that the beam-column joint of Special Moment Frames possesses adequate shear strength, the program performs a rational analysis of the beam-column panel zone to determine the shear forces that are generated in the joint. The program then checks this against design shear strength.

این روند تنها برای قاب‌های خمشی با شکل‌پذیری ویژه استفاده می‌شود و مثل کنترل ستون قوی-تیر ضعیف، اجباری برای کنترل آن در قاب‌های خمشی متوسط وجود ندارد. برنامه تنها گره‌هایی از مدل که در آنها ستونی در زیر گره وجود داشته باشد را بررسی می‌کند. در این کنترل برنامه فرض می‌کند، مشخصات گره همان مشخصات استفاده شده در ستون است. این کنترل در هر دو جهت برای هر گره انجام می‌شود. در ابتدا نیروی برشی چشمه اتصال تعیین شده، سپس سطح موثر گره تعیین شده و در نهایت تنش برشی چشمه اتصال بدست می‌آید. طبق ACI و مبحث نهم (بند 9-23-4-4-1-2) نیروی برشی چشمه اتصال باید برابر اساس ظرفیت‌های مورد انتظار تیرهای دو سمت چشمه اتصال تعیین شود. برای این منظور برنامه تنش تسلیم فولاد تیرها را در تعیین این ظرفیت 25% افزایش داده و ملاک تعیین نیروی برشی چشمه اتصال قرار می‌دهد. نیروهای برشی نهایی موثر بر اتصال باید بر مبنای بیشترین نیروی کششی که در میلگردهای اصلی تیر دو طرف اتصال و برش موجود در ستون‌های بالا و پایین اتصال بوجود می‌آیند، محاسبه گردد. بیشترین نیروی کششی در میلگردهای اصلی تیرهای طرفین وقتی ایجاد می‌شود که در تیر لولای خمیری تشکیل شده باشد. بنابراین نیروی برشی موجود در اتصال برای شرایطی که تیرهای دو طرف اتصال تشکیل لولای خمیری داده‌اند، محاسبه می‌گردد.

In the design of Special Moment Resisting concrete frames, the evaluation of the design shear force is based on the moment capacities (with reinforcing steel overstrength factor, α, where, α = 1.25 and no φ factors) of the beams framing into the joint (ACI 18.8.2.1).

در نهایت تنش برشی چشمه اتصال (Panel Zone Shear Stress) براساس بند 21.5.3 آیین‌نامه ACI318-14 تعیین می‌شود. در بند 9-23-4-4-2 مبحث نهم نیز به این مورد اشاره شده است. برای اینکه اتصال تحت اثر کششهای قطری تخریب نشود لازم است فولادهای افقی و قائم برشی تعبیه شود. این فولادها موجب می‌شود تا تعادل منطقی در هسته اتصال برای نیروهای فشاری و کششی که متناوباً جایشان به دلیل بار زلزله عوض می‌شود، برقرار گردد. هنگامی‌که فولادهای برشی اتصال کافی نباشد، حلقه خاموتها به حد جاری شدن می‌رسند، که در این وضعیت این فولادها بدون توجه به جهت ترکهای قطری ناگزیر می‌شوند که نیروی کششی را تحمل نمایند که در نتیجه کرنش‌های غیر‌ارتجاعی غیر‌متناوب در آنها ایجاد می‌شود.
این پدیده موجب می‌شود تا سختی اتصال در سطح پایینی از نیروی برشی بشدت کاهش یابد. نتیجه چنین رفتاری، عدم توانایی کل سیستم برای استهلاک و جذب انرژی زلزله می‌باشد. هنگامی‌که به قدر کافی فولاد برشی در محل اتصال تعبیه شود تا جاری شدن آنها محدود باشد و لولای خمیری در مجاورت اتصال و در تیر تشکیل شود، در این صورت خرد شدن بتن محل اتصال را باید مورد ارزیابی و توجه قرار داد تا شکست اتصال با شکست بتن آغاز نشود. چنین حالتی زمانی پیش می‌آید که میانگین تنش‌های برشی و فشاری محوری که قرار است تحمل شوند، زیاد باشند. می‌توان با در نظر گرفتن حد بالا یا کرانه فوقانی فشار قطری، از این مود تخریب جلوگیری کرد.
مقاومت برشی در گره اتصال توسط میلگردهای قائم میانی ستون، میلگردهای طولی تیر و میلگردهای برشی به کار رفته در گره تامین می‌شود. بتن به صورت قطری در گره زیر اثر نیروهای فشاری، تحت فشار قرار گرفته و در واقع در گره، یک دستک قطری فشاری شکل می‌گیرد. در اثر انتقال نیروهای کششی، تنشهای پیوستگی بزرگی در گوشه گره اتصال پدید می‌آید.
اگر میلگردهای کششی در وجه ستون جاری شده باشند، امکان سر خوردن آنها در بتن وجود دارد. باید افزود، زیر اثر تنشهای سیکلی منطقه مهار میلگردها گسترش می‌یابد. کشیده شدن فولاد بین ناحیه مهاری در گوشه کششی گره، منجر به پیدایش ترکهایی در بر ستون می‌گردد. اگر نیروی برشی موجود در اتصال از مقاومت برشی اتصال بیشتر شود، باید با افزایش ارتفاع تیرها نیروها را کاهش داد و یا با افزایش سطح موثر مقاومت اتصال را بیشتر کرد. برای کنترل در ETABS بعد از تحلیل و طراحی، از مسیر Design menu > Concrete Frame Design > Display Design Info اقدام نموده و گزینه Joint Shear Capacity Ratio را ملاحظه نمایید.
@AlirezaeiChannel

آیین نامه AISC-358 طراحی لرزه ای اتصالات فولادی از پیش تایید شده

طراحی لرزه ای اتصالات فولادی از پیش تایید شده برای سازه های قاب خمشی با شکل پذیری ویژه و متوسط

• توضیحات اتصالات فولادی از پیش تایید شده تیر و ستون
• اسم فایلPrequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications [ Etabs-SAP.ir ].zip
• حجم 3.05 مگابایت

http://etabs-sap.ir/aisc-358-prequalified-connections/
 

انتخاب نوع اتصال تیر به ستون

انتخاب نوع اتصال به عوامل زیادی بستگی دارد. بطور کلی اتصالات تیر به ستون را می‌توان در دو طبقه‌بندی ساده و گیردار (با صرف نظر از اتصالات نیمه گیردار) تقسیم بندی نمود. اگر بخواهیم براساس فن اتصال تقسیم بندی کنیم، می‌توانیم به دو دسته اتصالات پیچ و مهره و اتصالات جوشی تقسیم بندی نماییم. در مورد اتصالات ساده بیشتر از اتصالات نبشی یا ورق قاب شده در جان یا نبشی یا ورق زیرسری با و یا بدون سخت کننده استفاده می‌شود. استفاده از نبشی جان یکی از روش‌های ساده و معمول در اجرای اتصالات مفصلی تیر به تیر و تیر به ستون است. این نوع اتصال را می‌توان توسط جوش یا پیچ انجام داد. اتصال نبشی‌ها به جان تیر و یا بال ستون می‌تواند توسط پیچ نیز صورت گیرد. آیین‌نامه‌های طراحی ایجاد فاصله‌ای حدود2 تا 15 میلیمتر بین انتهای تیر و بال یا جان ستون توصیه می‌کنند. در صورتی که در تیر نیروی محوری داشته باشیم و اتصال نیز مفصلی باشد، استفاده از نبشی یا ورق جان می‌تواند مفید باشد. اتصالات ساده نشسته تقویت شده و یا تقویت نشده نیز یکی از پرکاربردترین اتصالات ساده هستند. در این اتصال تیر بر روی یک نشیمن که می‌توان انعطاف‌پذیر (سخت نشده) یا سخت (تقویت شده) باشد، قرار می‌گیرد. در اتصالات انعطاف‌پذیر معمولاً از نبشی استفاده می‌شود.
نوع بعدی اتصالات، اتصالات گیردار هستند که برای قاب‌های خمشی بایستی از انواع پیش تایید شده آنها استفاده نمود. اتصالات از پیش تایید شده برای قاب‌های خمشی متوسط و ویژه ، اتصالاتی هستند که در آیین نامه AISC-358 و مبحث دهم، مورد بررسی قرار گرفته‌اند. به عبارتی استفاده از این اتصالات بر طبق روابط بیان شده در این آیین‌نامه و همچنین رعایت کردن ضوابط آنها امکانپذیر است و نیاز به کنترل و ضوابط خاصی نیست. همانگونه که از نام این اتصالات معلوم است، اتصالات از پیش تایید شده نیاز به هیچ کنترلی ندارند و از پیش توسط آیین‌نامه‌های معتبر جهان مورد تایید قرار گرفته‌اند و می‌توان با خیالی آسوده از این نوع اتصال در طراحی سازه‌های فولادی در مناطق لرزه خیز زیاد استفاده نمود.

[caption id="attachment_3139" align="alignnone" width="1440"] طراحی اتصالات فولادی در Etabs - ساختمان فولادی در Etabs[/caption]

در این حالت کلیه اتصالات باید بصورت صلب در نظر گرفته شوند. همچنین کلیه جوش های بکار رفته در این اتصالات باید از طریق آزمایش‌های غیر مخرب نظیر رادیوگرافی و التراسونیک (فراصوتی) تایید گردند. طبق ضوابط مبحث دهم و AISC-358، اتصالات گیردار از پیش تایید شده را می‌توان بصورت زیر خلاصه نمود:
1- اتصال مستقیم تیر با مقطع کاهش یافته (RBS).
2- اتصال فلنجی چهار پیچی بدون استفاده از ورق لچکی (BUEEP).
3- اتصال فلنجی چهار پیچی یا هشت پیچی با استفاده از ورق لچکی (BSEEP).
4- اتصال پیچی به کمک ورق‌های روسری و زیر سری (BFP).
5- اتصال جوشی به کمک ورق‌های روسری و زیر سری (WFP).
6- اتصال مستقیم تقویت نشده جوشی (WUF-W).
7- اتصال کایزر پیچی با براکت (KBB).
8- اتصال کان‌ایکس‌ال (ConXtech ConXL).
9- اتصال با ورق کناری (SidePlate).
تمام اتصالات فوق به غیر اتصال جوشی به کمک ورق‌های روسری و زیر سری (ردیف 5) را می‌توان در قاب‌هاب خمشی با شکل‌پذیری متوسط و ویژه مورد استفاده قرار داد. برخی ملاحظات این اتصالات بصورت زیر است:
- در صورتی که قاب خمشی ویژه داشته باشید، استفاده از اتصال جوشی به کمک ورق‌های روسری و زیر سری (WFP) مجاز نیست.
- استفاده از اتصال کان‌ایکس‌ال (ConXtech ConXL) و اتصال کایزر پیچی با براکت (KBB) و اتصال با ورق کناری (SidePlate) دارای حق مالکیت معنوی (Copyright) بوده و دارای حق ثبت اختراع (patent rights) است.
- استفاده از اتصال جوشی به کمک ورق‌های روسری و زیر سری (WFP) به سبب ابعاد زیادی که برای ورق‌های روسری و زیرسری ایجاد می‌شود، معمولا اجرایی نیست.
- در استفاده از اتصال فلنجی چهار پیچی یا هشت پیچی با استفاده از ورق لچکی (BSEEP) و همچنین اتصال فلنجی چهار پیچی بدون استفاده از ورق لچکی (BUEEP) بایستی دقت نمود. ورق‌های فلنج مورد استفاده در این اتصالات ممکن است در معماری و کف سازی نمایان شود. به ملاحظات معماری و جزئیات کفسازی باید دقت شود. همچنین عدم جف و جور شدن ورق‌ها روی هم یکی از مشکلات اجرایی این اتصالات است که نیاز به دقت بالا در اجرا دارد.
- اتصال مستقیم تیر با مقطع کاهش یافته (RBS) می‌تواند اتصال مناسبی باشد ولی باید به مشکلات اجرایی آن برای نصب تیر بین ستون دقت نمود. به سبب اتصال مستقیم تیر به ستون، طول تیر بین دو ستون بایستی در نهایت دقت ساخته شود در غیر اینصورت جوش شیاری اتصال بال تیر به ستون ممکن نیست.
- یکی از بهترین اتصالات گیردار را می‌توان اتصال پیچی به کمک ورق‌های روسری و زیر سری (BFP) دانست. وجود گپ بین تیر و ستون (حدود 1.5 تا 2 سانتیمتر) سبب راحتی در اجرای این اتصال می‌شود.

منبع :کانال دکتر علیرضایی