صفحه اصلی  »  اعضای ویژه  »  طراحی اتصال گیردار فلنجی چهارپیچی با سخت کننده و بدون سخت کننده به صورت دستی

طراحی اتصال گیردار فلنجی چهارپیچی با سخت کننده و بدون سخت کننده به صورت دستی

  • تعداد صفحات: 59
  • آخرین ویرایش: سال 1397
  • ناشر: ایستا سازه قهستان
  • شابک: 9-7-97723-622-978
  • تولید کنندگان محتوا:
تولید کنندگان آموزش

اتصال گیردار فلنجی چیست؟

همانطور که شما هم می دانید یکی از انواع اتصالات فولادی، اتصال گیردار فلنجی می باشد که عموما به دو صورت اتصال فلنجی تیر به ستون و اتصال تیر به تیر فلنجی تقسیم می شوند اما چرا در طراحی سازه از این اتصال استفاده می کنیم؟ مراحل طراحی اتصال گیردار فلنجی به چه صورتی است؟

در این ایبوک جامع 59 صفحه ای به بررسی مفهوم اتصال فلنجی خواهیم پرداخت و سپس طراحی اتصال گیر دار فلنجی را در حالت بدون سخت کننده و با سخت کننده بررسی خواهیم کرد.

در این صفحه تنها خلاصه ای از این ایبوک جامع را مشاهده می کنید. متن اصلی ایبوک را منطبق بر فهرست مطالب، دانلود کنید.

اتصال فلنجی چیست؟

اتصال فلنجی یکی از انواع اتصالات پیش تأیید شده‌ی گیرداری است (صلب) که در بسیاری از آیین نامه‌های طراحی از جمله مبحث دهم مقررات ملی ایران در مورد آن صحبت شده است.

اتصال گیردار فلنجی ممکن است به دو صورت مورد استفاده قرار گیرد:

  • اتصال فلنجی تیر به ستون: در رابطه با این اتصال در ادامه توضیحاتی ارائه خواهد شد.
  • اتصال فلنجی تیر به تیر: در این گونه اتصال همانطور که در شکل زیر هم مشاهده می‌شود، بال فوقانی تیر باید اندکی بریده شود تا تیرها پس از اتصال در یک تراز قرار گیرند. در صورتی که بال فوقانی بریده نشود، پس از اتصال یکی از تیرها اندکی پایین‌تر از دیگری قرار می‌گیرد که این امر در هنگام اجرای سقف مشکل ساز می‌شود.

 

اتصال فلنجی تیر به تیر و اتصال فلنجی تیر به ستون

اتصال فلنجی تیر به تیر و اتصال فلنجی تیر به ستون

 

در شکل زیر سه نمونه از اتصال فلنجی تیر به ستون، که در مبحث دهم مقررات ملی معرفی شده‌اند، مشاهده می‌شوند.

 

 

اتصال فلنجی هشت پیچی و چهار پیچی با سخت کننده و بدون سخت کننده

انواع اتصالات از پیش تأیید شده فلنجی

 

با توجه به آیین نامه‌ی ایران، همانطور که در شکل بالا هم مشخص است، اتصال فلنجی به سه دسته تقسیم شده است:

  • اتصال فلنجی چهار پیچی بدون سخت کننده. (لچکی)
  • اتصال گیردار فلنجی چهار پیچی با سخت کننده. (لچکی)
  • اتصال فلنجی هشت ‌پیچی با سخت کننده.(لچکی)

با افزایش میزان لنگر انتهای تیر، تعداد پیچ‌های مورد نیاز افزایش یافته و همچنین سخت کننده‌ هایی برای اتصال فلنجی طراحی می‌شوند

مزایا و معایب اتصال گیردار فلنجی

اتصال فلنجی هم مانند تمامی اتصالات دیگر، مزایا و معایبی دارد.

مزایای اتصال فلنجی

  • مناسب برای مناطق سردسیر
  • حذف نیاز به جوش کارگاهی
  • زمان و هزینه‌ی نصب پایین
  • شاقول بودن قاب
  • هزینه‌ی پایین‌تر در مقایسه با سایر اتصالات

هر یک ازین مزایا و همینطور 5 عیب اتصال فلنجی  را به صورت کامل در متن اصلی ایبوک کاملا توضیح می دهیم.

ضوابط اتصالات فلنجی

الزامات و نکات مربوط به اجرای اتصالات فلنجی در مبحث دهم مقررات ملی در بند 10-3-13-3 آورده شده است:

در این اتصال ناحیه‌ی حفاظت شده از بر ستون بر روی تیر، به صورت زیر تعریف می‌شود:

الف- اتصالات فلنجی بدون استفاده از سخت کننده (لچکی):

 ناحیه حفاظت شده = min{d . 3d }

ب- اتصالات فلنجی با استفاده از سخت کننده (لچکی):

ناحیه حفاظت شده =  Lst + min {d/2 . 3d }

 

سخت کننده در طراحی اتصال فلنجی

تعریف عمق و پهنای تیر و طول سخت کننده در اتصالات فلنجی

 

طراحی اتصال گیردار فلنجی در قاب‌های خمشی ویژه با دال بتنی سازه‌ای و دارای برشگیر فولادی مدفون در بتن در فاصله‌ی بین دو ناحیه‌ی حفاظت شده‌ی تیر، عمق مقطع تیر (d) نباید از 700 میلیمتر کمتر در نظر گرفته شود.

 

در اتصالات فلنجی محل تشکیل مفصل پلاستیک به صورت زیر می‌باشد:

الف- اتصالات فلنجی بدون استفاده از سخت کننده (لچکی):

 

محل تشکیل مفصل پلاستیک  = Sh  = min {d/2 . 3d }

 

ب- اتصالات فلنجی با استفاده از سخت کننده (لچکی):

محل تشکیل مفصل پلاستیک = Sh = Lst + tp

 

 

بخش اول: طراحی اتصال فلنجی چهارپیچی بدون سخت‌کننده

دهانه‌ای را فرض نمایید که طول خالص دهانه 5.5 بوده و هدف، طراحی یک اتصال فلنجی برای تیر ورق شکل زیر می‌باشد.

 

طراحی اتصال فلنجی چهار پیچی بدون سخت کننده با حل یک مثال دستی

 

بار مرده‌ی وارد بر تیر 2 ton/m و بار زنده هم 1 ton/m   می‌باشد. فولاد مورداستفاده از نوع فولاد نرمه بوده و مشخصات آن عبارتند از:

 

E = 2.04 × 106 kg/cm2 

Fy = 2400 kg/cm2 

Fu = 3700 kg /cm2

حل:

مشخصات هندسی مقطع به شرح زیر محاسبه می‌باشند:

 

h (cm)

Z (cm3) S (cm3) I (cm4) A (cm2)
43 1565 1400.65 30111.67

92

 

در سازه‌ها با شکل‌پذیری متوسط و ویژه با توجه به آیین‌نامه‌ی مبحث دهم انتظار تغییر شکل‌های فراارتجاعی قابل‌توجهی وجود دارد، در نتیجه در ابتدا نیاز به کنترل ضوابط فشردگی لرزه‌ای برای مقطع تیر موردبررسی می‌باشد. این کنترل با توجه به جدول 10-3-4-1 صورت می‌گیرد.

 

طراحی اتصال فلنجی چهار پیچی بر اساس مبحث دهم

محدودیت نسبت پهنا به ضخامت در اجزای فشاری اعضای با شکل‌پذیری متوسط و زیاد

 

کنترل شرایط فشردگی لرزه‌ای برای بال مقاطع I شکل در اتصال گیردار فلنجی:

 طراحی اتصال فلنجی به صورت گام به گام و محاسبات دستی

 

حال بال تیر ورق را برای این شرایط کنترل می‌کنیم:طراحی اتصال گیر دار فلنجی

 

طراحی و کنترل طراحی اتصال فلنجی  کنترل شرایط فشردگی لرزه ای برای جان مقاطع I شکل به چه صورت است؟

 

مبحث دهم مقررات ملی برای اتصالات فلنجی در جدول 10-3-13-2 محدودیت ‌های ابعادی ارائه نموده است که در شکل زیر مشاهده می‌شوند که هریک از پارامتر های موجود در جدول زیر تعاریف خاص خود را دارند که به آن در متن اصلی ایبوک اشاره خواهیم کرد.

 

محدودیت‌های ابعادی در طراحی اتصالات گیردار فلنجی

محدودیت‌های ابعادی اتصالات گیردار فلنجی

 

با مشخص شدن مشخصات هندسی و همچنین کنترل فشردگی لرزه‌ای مقطع، گام‌های طراحی اتصال را می‌توان آغاز نمود، اما پیش از ورود به محاسبات، گام‌های مورد نیاز به صورت خلاصه عبارتند از:

گام 1: محاسبه‌ی برش و لنگر در وجه ستون

گام 2: مشخص نمودن پارامترهای هندسی اتصال با توجه به نوع آن

گام 3: بدست آوردن قطر مورد نیاز برای اتصال (قطر پیچ)

گام 4: انتخاب قطر پیچ مورداستفاده با توجه به محاسبات گام قبل

گام 5: محاسبه‌ی ضخامت ورق اتصال مورد نیاز

گام 6: انتخاب ورق مورد استفاده با توجه به محاسبات گام قبل

گام 7: محاسبه‌ی نیروی ضریب دار بال تیر

گام 8: کنترل تسلیم برشی ورق اتصال

گام 9: کنترل گسیختگی برشی ورق اتصال

گام 10: مربوط به حالت با سخت‌کننده

گام 11: محاسبه‌ی مقاومت برشی پیچ‌ها

گام 12: محاسبه‌ی مقاومت اتکایی ورق انتهایی و ورق بال ستون

علاوه بر این گام‌های طراحی اتصال گیردار فلنجی، ستون هم باید مورد بررسی قرار گیرد تا در محل اتصال، الزامات لازم را ارضا نماید که این کنترل‌ها در پایان دوازده گامِ فوق، انجام خواهند شد

محاسبه‌ی مقاومت اتکایی ستون

محاسبات در بال ستون با توجه به شکل زیر انجام می‌شود:

طراحی اتصال گیر دار فلنجی(محاسبه مقاومت اتکایی ستون)

بال ستون در ناحیه اتصال فلنجی

 

این محاسبات را در5 گام زیر با شما بررسی خواهیم کرد:

گام1: کنترل بال ستون برای جاری شدن خمشی

گام 2: محاسبه‌ی نیروی طراحی ورق پیوستگی (در صورت نیاز)

گام 3: محاسبه مقاومت کمانش جان ستون بدون ورق پیوستگی در محل بال فشاری تیر

گام 4: محاسبه‌ی مقاومت لهیدگی جان ستون بدون ورق پیوستگی در محل بال فشاری تیر

گام 5:  محاسبه‌ی نیروی ورق پیوستگی

تمامی این 5 گام کاملا به صورت عددی و قابل فهم در متن ایبوک بیان شده است.

بخش دوم: طراحی اتصال گیردار فلنجی چهارپیچی با سخت‌کننده

در بخش گذشته یک نمونه اتصال فلنجی بدون سخت‌کننده انجام شد، در این بخش اتصالی مشابه، این بار با استفاده از سخت‌کننده طراحی خواهد شد. مشخصات مقطع مورد نظر دقیقاً مشابه با بخش قبل می‌باشد که در ادامه این مشخصات دوباره نشان داده شده‌اند.

طول خالص (نه اکس به اکس) دهانه‌ی مدنظر 5.5 متر بوده و مشخصات مقطع تیر در شکل‌های زیر مشاهده می‌شوند.

 

طراحی اتصال گیر دار فلنجی با سخت کننده و به صورت حل مثال

 

 

بار مرده‌ی وارد بر تیر 2 ton/m  و بار زنده هم 1 ton/m می‌باشد. فولاد مورداستفاده از نوع فولاد نرمه بوده و مشخصات آن عبارتند از:

 

E = 2.04 × 106 kg/cm2 

Fy = 2400 kg/cm2

Fu = 3700 kg /cm2

 

حل:

مشخصات هندسی مقطع پس از محاسبه، به شرح زیر می‌باشند:

 

h (cm)

Z (cm3) S (cm3) I (cm4) A (cm2)
43 1565 1400.65 30111.67

92

 

در سازه‌ها با شکل‌پذیری متوسط و ویژه با توجه به آیین‌نامه‌ی مبحث دهم انتظار تغییر شکل‌های فراارتجاعی قابل توجهی وجود دارد، در نتیجه در ابتدا نیاز به کنترل ضوابط فشردگی لرزه‌ای برای مقطع تیر موردبررسی می‌باشد.  این کنترل با توجه به جدول 10-3-4-1 صورت می‌گیرد.

 

کنترل شرایط فشردگی لرزه‌ای برای بال مقاطع I شکل:

 طراحی اتصال گیر دار فلنجی به همراه حل یک مثال عددی در 17 گام

 

حال بال تیر ورق را برای این شرایط کنترل می‌کنیم:

طراحی اتصال گیر دار فلنجی چهار پیچی با سخت کننده به صورت گام به گام

 

طراحی اتصال فلنجی کنترل شرایط فشردگی لرزه‌ای برای جان مقاطع I شکل به چه صورت است؟

در نتیجه بال و جان تیرورق شرایط فشردگی لرزه‌ای برای هر دو حد شکل‌پذیری متوسط و ویژه را دارا می‌باشند.

با مشخص شدن مشخصات هندسی و همچنین کنترل فشردگی لرزه‌ای مقطع، گام‌های طراحی اتصال را می‌توان آغاز نمود:

گام 1: محاسبه‌ی برش و لنگر در وجه ستون

گام 2: مشخص نمودن پارامترهای هندسی اتصال با توجه به نوع آن

گام 3: بدست آوردن قطر مورد نیاز برای اتصال (قطر پیچ)

گام 4: انتخاب قطر پیچ مورداستفاده با توجه به محاسبات گام قبل

گام 5: محاسبه‌ی ضخامت ورق اتصال مورد نیاز

گام 6: انتخاب ورق مورداستفاده با توجه به محاسبات گام قبل

گام 7: مربوط به حالت بدون سخت‌کننده (محاسبه‌ی نیروی ضریب دار بال تیر)

گام 8: مربوط به حالت بدون سخت‌کننده (کنترل تسلیم برشی ورق اتصال)

گام 9: مربوط به حالت بدون سخت‌کننده (کنترل گسیختگی برشی ورق اتصال)

گام 10: کنترل هندسه‌ی سخت‌کننده‌ها

گام 11: محاسبه‌ی مقاومت برشی پیچ‌ها

گام 12: محاسبه‌ی مقاومت اتکایی ورق انتهایی و ورق بال ستون

همانطور که در ابتدای بخش گذشته هم گفته شد، علاوه بر این گام‌ها که برای طراحی اتصال، ورق انتهایی و پیچ‌های مورد نیاز می‌باشند، ستون هم باید مورد بررسی قرار گرفته تا در محل اتصال، ستون الزامات لازم را ارضا نماید که این کنترل‌ها در پایان دوازده گامِ فوق، انجام خواهند شد.

محاسبه‌ی مقاومت اتکایی ستون:

محاسبات در بال ستون با توجه به شکل زیر انجام می‌شود:

طراحی اتصال گیر دار فلنجی چهار پیچی(محاسبه مقاومت اتکایی ستون)

بال ستون در ناحیه اتصال

 

در این مرحله از طراحی اتصال گیردار فلنجی را به 6 گام تقسیم بندی کرده ایم که به صورت زیر بیان می شود:

گام 1: کنترل بال ستون برای جاری شدن خمشی

گام 2: محاسبه‌ی نیروی طراحی ورق پیوستگی (در صورت نیاز)

گام 3: محاسبه مقاومت جاری شدن موضعی جان ستون بدون ورق پیوستگی در محل بال فشاری تیر

گام 4: محاسبه مقاومت کمانش جان ستون بدون ورق پیوستگی در محل بال فشاری تیر

گام 5: محاسبه‌ی مقاومت لهیدگی جان ستون بدون ورق پیوستگی در محل بال فشاری تیر

گام 6:  محاسبه‌ی نیروی ورق پیوستگی

 

منابع

  1. اتصالات در سازه‌های فولادی، صمد آقازاده، پویا آقازاده، انتشارات فدک ایساتیس.
  2. آیین‌نامه‌ی طراحی سازه‌های فولادی ایران، مبحث دهم، ویرایش سال 92.
  3. Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications, AISC3580-16

 

مسیر یادگیری برای حرفه ای شدن

پیش از همه باخبر شوید!

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند: 37,298 نفر

تفاوت خبرنامه ایمیلی سبزسازه با سایر خبرنامه‌ها، نوآورانه و بروز بودن آن است. فقط تخفیف‌ها، جشنواره‌ها، تازه‌ترین‌های آموزشی و ... مورد علاقه شما را هر هفته به ایمیلتان ارسال می‌کنیم.

نگران نباشید، ما هم مثل شما از ایمیل‌های تبلیغاتی متنفریم و خاطر شما را نخواهیم آزرد!

با ارسال 15اُمین دیدگاه، به بهبود این محتوا کمک کنید.
نظرات کاربران
  1. Takran_building@yahoo.com

    سلام من مبلغ رو واریز کردم یعنی ۱۱۰۱۲۰ تومان از حسابم کم کرد اما برام لحاظ نشد در حساب کاربریم

    پاسخ دهید

  2. مهندس شکوه شیخ زاده (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام مهندس لطفا ۴ رقم آخر شماره کارتتون به همراه ایمیلتون رو برای بخش پشتیبانی در تلگرام ارسال کنین تا بررسی و پیگیری بشه
    شماره پشتیبانی ۰۹۳۳۶۴۷۴۳۸۵

    پاسخ دهید

  3. ah ma

    سلام منظور از چهار یا هشت پیچی چیست

    پاسخ دهید

  4. Bijan Mohammadi

    این بحث ایین نامه AICS358 , م ۱۰ اتصالات با پیچ

    پاسخ دهید

  5. فاطمه آقایی

    سلام مشخصه دیگه ینی از ۴با۸پیچ استفاده شده در اتصالات

    پاسخ دهید

  6. بیژن محمدی

    بله به صورت استاتیکی

    پاسخ دهید

  7. ah ma

    یعنی کلدپیچها ۴ یا۸ پیچ یادر هر یک از نواحی فشاری و کششی؟

    پاسخ دهید

  8. بیژن محمدی

    نه

    پاسخ دهید

  9. منیره مهرپور

    من اتصالو خریدم اما لینک دانلود باز نمی شود

    پاسخ دهید

  10. مهندس شکوه شیخ زاده (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام مهندس جان وقتتون بخیر
    لطفا با مرورگر فایرفاکس دانلودتون رو انجام بدید
    همچنین اگر پنل کاربری در سایت سبزسازه دارید میتونید وارد پنل کاربری تون بشید و در قسمت دانلودهای من (کتابخانه دانلودی) مقالات و ایبوک هایی که تهیه میکنید رو دانلود کنید

    پاسخ دهید

  11. شقایق پاکزاد

    سلام در متن ناحیه حفاظت شده برابر با کوچکترین دو مقدار عمق تیر و سه برابر
    پهنای بال تیر از برستون یعنی ۳b هست که هر دو مقدار رو d نوشتید.

    پاسخ دهید

  12. مهندس شکوه شیخ زاده (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام مهندس جان تشکر از همراهی شما
    بله اصلاح میشود

    پاسخ دهید

  13. مجید ریحانی

    با سلام و وقت بخیر خدمت شما همکار گرامی . فرق بین سخت کننده های عرضی و ورق های پیوستگی در چیه ؟

    پاسخ دهید

  14. بهنام حمزه تاش (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    عموما منظور از ورق های پیوستگی، ورقی است که در راستای بالهای تیر در داخل چشمه اتصال اجرا می شوند تا جریان تنش در راستای بالهای تیرهای دو طرف ستون قطع نشه ولی سخت کننده های عرضی، در طول تیر به صورت موازی با بال ها بر روی جان جوش می شوند و هدفشون جلوگیری از بلندشدن بال در اثر پیچش است. برای آشنایی بیشتر با ورق پیوستگی می تونید به شکل ۱۰-۳-۱۳-۴ یا ۱۰-۲-۹-۲۲ مبحث دهم مراجعه کنید.

    پاسخ دهید

question