مطالعه و خودآزمونِ مباحث‹مبحث ۱۰ — طرح و اجرایِ ساختمان‌هایِ فولادی‹سیستم‌هایِ لرزه‌ایِ مختلط‹درسنامه
مبحث ۱۰ — طرح و اجرایِ ساختمان‌هایِ فولادی
درسنامه — سیستم‌هایِ لرزه‌ایِ مختلط
خلاصه‌یِ بندهایِ ۱۰-۳-۵ و ۱۰-۳-۶، مستقیماً از متنِ رسمیِ مبحث.
قابِ خمشیِ مختلطِ ویژه — C-SMF: ترکیبِ مجاز (۱۰-۳-۵)
ستون‌ها: از نوعِ بتن‌آرمه یا مختلط.
تیرها: فولادیِ تنها، یا فولادی با دالِ بتنیِ متکی بر آن با عملکردِ کامل، یا مختلطِ محاط در بتن با عملکردِ کامل.
•اتصالِ تیر به ستون باید گیردار باشد.
رفتارِ موردِ انتظار: تغییرشکل‌هایِ فرا ارتجاعیِ قابلِ توجه در دو انتهایِ تیرها و تسلیمِ محدود در چشمه‌یِ اتصالِ ستون‌ها.
ضابطه‌یِ حاکم: تیرِ ضعیف — ستونِ قوی (نسبتِ مجموعِ لنگرِ ستون‌ها به مجموعِ لنگرِ تیرها در هر گره).
نکته‌یِ مهم و پرتکرار: در این نوع قاب‌ها، تسلیم در پایِ ستون مجاز است.
•برایِ ستونِ مختلط، Mn طبقِ بخشِ ۱۰-۲-۸ و با اثرِ نیرویِ محوریِ زلزله‌یِ تشدیدیافته محاسبه می‌شود؛ برایِ ستونِ بتن‌آرمه طبقِ مبحثِ نهم و با ترکیباتِ متعارف.
اتصالاتِ تیر به ستون در C-SMF
اتصالاتِ خمشیِ تیر به ستون باید دورانِ حداقل ۰٫۰۴ رادیان را بدونِ کاهشِ قابلِ توجهِ مقاومت تحمل کنند — همان عددِ SMF فولادی.
•مقاومتِ خمشیِ اندازه‌گیری‌شده‌یِ اتصال در وجهِ ستون باید حداقل کسرِ مشخص‌شده‌ای از لنگرِ پلاستیکِ تیر باشد.
پیکربندیِ اتصال باید یا از انواعِ اتصالاتِ پیش‌تأییدشده باشد، یا عملکردش از طریقِ آزمایش تأیید شود.
•مقاومتِ برشیِ موردنیازِ اتصال بر اساسِ آثارِ نیرویِ زلزله‌یِ محدود به ظرفیتِ خمشیِ تیر در محلِ مفصلِ پلاستیک تعیین می‌شود.
•الزاماتِ مهارِ جانبیِ تیرها و مهارِ پایداری در محلِ اتصال، مشابهِ قاب‌هایِ خمشیِ فولادیِ ویژه است.
•اتصالِ تیر به ستون، اتصالِ ستون به کف‌ستون و وصله‌یِ ستون همگی باید گیردار در نظر گرفته شوند.
رده‌یِ مقاطع و استثنایِ پوششِ بتن در C-SMF
•بال‌هایِ مقاطع باید به‌طورِ پیوسته به جان یا جان‌ها متصل باشند.
نسبتِ پهنا به ضخامتِ اجزایِ فولادی باید محدودیتِ اعضایِ با شکل‌پذیریِ زیاد را برآورده کند.
•در تیرهایِ با مقطعِ مختلطِ محاط در بتن، فاصله‌یِ دورترین تارِ فشاریِ بتن تا محورِ خنثیِ پلاستیک محدود است.
استثنایِ مهم: اعضایِ با مقطعِ مختلطِ محاط در بتن، در صورتِ وجودِ حداقل ۵۰ میلی‌متر پوششِ بتن و محصورشدگیِ میلگردهایِ طولی در نواحیِ محتملِ مفصلِ پلاستیک با میلگردهایِ بسته (طبقِ مبحثِ نهم)، می‌توانند فقط الزاماتِ اعضایِ با شکل‌پذیریِ متوسط را برآورده کنند.
•منطقِ استثنا: پوششِ بتنیِ محصورشده خودش جلویِ کمانشِ موضعی را می‌گیرد، پس سخت‌گیریِ کمتری رویِ خودِ مقطعِ فولادی لازم است.
ناحیه‌یِ حفاظت‌شده و ورقِ پیوستگی در C-SMF
ناحیه‌یِ حفاظت‌شده: از برِ ستونِ با مقطعِ مختلط تا یک‌دومِ عمقِ تیر پس از محلِ تشکیلِ مفصلِ پلاستیک.
•در این ناحیه باید الزاماتِ بندِ ۱۰-۳-۲-۱۷ (ممنوعیتِ هر عملیاتِ مخدوش‌کننده) رعایت شود.
در ستون‌هایِ مختلطِ پرشده با بتن، ضخامتِ ورق‌هایِ پیوستگی باید حداقل برابرِ ضخامتِ بال‌هایِ تیر باشد.
اتصالِ ورقِ پیوستگی به ستون باید جوشِ شیاری با نفوذِ کامل یا جوشِ گوشه‌یِ دوطرفه باشد.
نکته‌یِ اجراییِ بسیار مهم: در ستون‌هایِ مختلطِ پرشده با بتن، تعبیه‌یِ سوراخ‌هایِ دایره‌ای‌شکل با قطرِ کافی برایِ عبورِ بتن از این دیافراگم‌ها الزامی است — وگرنه بتن زیرِ ورقِ پیوستگی پر نمی‌شود.
وصله‌یِ ستون در سیستم‌هایِ مختلط
وصله‌یِ مستقیمِ ستون‌ها باید با جوشِ شیاری با نفوذِ کامل انجام شود.
وصله‌یِ غیرمستقیم می‌تواند جوشی یا پیچی باشد.
•برایِ وصله‌یِ غیرمستقیم، هم حداقل مقاومتِ خمشیِ موردنیاز و هم حداقل مقاومتِ برشیِ موردنیاز تعیین شده است.
تبصره: در هر حال، مقاومتِ محوریِ موجودِ وصله‌یِ هر جزءِ مقطعِ ستون (بدونِ در نظر گرفتنِ آثارِ لنگرِ خمشی) نباید از حدِ تعیین‌شده کمتر باشد.
•این ضوابط هم در C-SMF و هم در C-SCBF یکسان است و به بندِ ۱۰-۳-۲-۱۲ ارجاع می‌دهد.
قابِ مهاربندی‌شده‌یِ همگرایِ مختلطِ ویژه — C-SCBF (۱۰-۳-۶-۱)
ترکیبِ مجاز: ستون‌ها مختلطِ محاط در بتن یا پرشده با بتن؛ تیرها فولادی یا مختلط؛ اعضایِ مهاربندی فولادی یا مختلطِ پرشده با بتن.
•الزاماتِ تحلیل و سیستم منطبق بر همان الزاماتِ SCBF فولادی است (بندهایِ ۱۰-۳-۴-۲-۳ و ۱۰-۳-۴-۲-۴).
•اگر عضو مختلط باشد، مقاومت‌هایِ موردِ انتظارش در کشش و فشار بر اساسِ مشخصاتِ مقطعِ مختلط محاسبه می‌شود.
تفاوتِ کلیدی و پرتکرار: در محاسباتِ اعضایِ مهاربندی باید از شعاعِ ژیراسیونِ مقطعِ فولادیِ تنها استفاده شود — نه مقطعِ مختلط.
•مقاطعِ ستون‌ها و مهاربندها باید فشرده‌یِ لرزه‌ای با حدِ سخت‌گیرانه‌تر، و مقاطعِ تیرها با حدِ ملایم‌تر باشند (جدولِ ۱۰-۳-۲-۴).
اگر ورقِ گاست هم به تیر و هم به ستون متصل شود، اتصالِ تیر به ستون باید یا ساده باشد یا گیردار — و در حالتِ گیردار، مقاومتِ خمشیِ موردنیازش باید نیروهایِ جمع‌کننده‌یِ دیافراگمیِ ناشی از زلزله‌یِ تشدیدیافته را هم لحاظ کند.
C-EBF و C-SSW (۱۰-۳-۶-۲ و ۱۰-۳-۶-۳)
•C-EBF (قابِ مهاربندی‌شده‌یِ واگرایِ مختلط): همان منطقِ EBF فولادی با تیرِ پیوند، ولی با اعضایِ مختلط.
•C-SSW (دیوارِ برشیِ مختلطِ ویژه): می‌تواند شاملِ دیوارهایِ برشیِ بتن‌آرمه‌یِ غیرهم‌بسته با اجزایِ مرزیِ مختلط، یا دیوارهایِ برشیِ هم‌بسته با/بدونِ اجزایِ مرزیِ مختلط یا تیرِ همبندِ فولادی یا مختلط باشد.
•شکل‌پذیریِ C-SSW از سه مسیر تأمین می‌شود: تغییرشکلِ فرا ارتجاعیِ خمشی و برشیِ دیوارِ بتن‌آرمه، تغییرشکلِ محوریِ کششی و فشاریِ اجزایِ مرزی، و تغییرشکلِ خمشی یا برشیِ تیرهایِ همبند (در صورتِ وجود).
یادآوریِ مشترکِ همه‌یِ این چهار سیستم: مقاومتِ اتکاییِ اسمی و برشِ اصطکاک باید ۲۵ درصد کاهش داده شود (بندِ ۱۰-۳-۲).
•در هر چهار سیستم، جوش‌هایِ مشخص‌شده در هر بخش جوشِ بحرانیِ لرزه‌ای محسوب می‌شوند و الزامِ شارپیِ ۵۴ ژول در ۲۰ درجه را دارند.
جدولِ مرورِ سریع
چهار سیستمِ مختلطِ لرزه‌ایC-SMF، C-SCBF، C-EBF، C-SSW
ستون‌هایِ C-SMFبتن‌آرمه یا مختلط
تیرهایِ C-SMFفولادی، فولادی+دال (کامل)، یا محاط در بتن (کامل)
ضابطه‌یِ حاکم بر C-SMFتیرِ ضعیف — ستونِ قوی
تسلیم در پایِ ستونِ C-SMFمجاز است
دورانِ لازمِ اتصالِ C-SMF۰٫۰۴ رادیان
مرجعِ Mn ستونِ مختلط / بتن‌آرمه۱۰-۲-۸ / مبحثِ نهم
رده‌یِ شکل‌پذیریِ مقاطعِ C-SMFزیاد
شرطِ تخفیف به شکل‌پذیریِ متوسط≥ ۵۰ میلی‌متر پوششِ بتن + میلگردِ بسته
ناحیه‌یِ حفاظت‌شده‌یِ C-SMFاز برِ ستون تا نصفِ عمقِ تیر پس از مفصلِ پلاستیک
ضخامتِ ورقِ پیوستگی در ستونِ پرشدهحداقل برابرِ ضخامتِ بالِ تیر
سوراخِ عبورِ بتن در دیافراگمالزامی
وصله‌یِ مستقیمِ ستونجوشِ شیاری با نفوذِ کامل
وصله‌یِ غیرمستقیمِ ستونجوشی یا پیچی
ستون / تیر / مهاربندِ C-SCBFمختلط / فولادی یا مختلط / فولادی یا مختلطِ پرشده
شعاعِ ژیراسیونِ مهاربندِ C-SCBFمقطعِ فولادیِ تنها
کاهشِ مقاومتِ اتکایی در این سیستم‌ها۲۵ درصد
برو به آزمونِ همین فصل