صفحه اصلی  »  مبانی و مفاهیم عمرانی  »  مباحث لرزه ای  »  فیوز سازه ای؛ بررسی 6 نوع از فیوز های سازه ای و بررسی ناحیه حفاظت شده در المان های سازه

فیوز سازه ای؛ بررسی 6 نوع از فیوز های سازه ای و بررسی ناحیه حفاظت شده در المان های سازه

فیوز سازه ای چیست؟

همانطور که شما هم می دانید یکی از روش های کاهش خسارت های ناشی از زلزله، متمرکز ساختن خرابی ها در اعضای از پیش تعیین شده است به طور مثال ما باید در طراحی مهاربند واگرا، تیر پیوند را به عنوان فیوز سازه ای انتخاب می کنیم.

در این مقاله جامع ابتدا به تعریف فیوز سازه ای می پردازیم سپس انواع فیوز سازه ای در المان های متفاوت ساختمان را بررسی خواهیم کرد و در انتها به ناحیه حفاظت شده انواع سیستم باربر جانبی خواهیم پرداخت.

 

با مطالعه این مقاله جامع چه می آموزید؟

نقش فیوز سازه‌ ای در سازه چیست؟

این اعضای شکل‌ پذیر در سازه­ ها برای استهلاک انرژی از طریق وقوع تغییرشکل‌های غیر ارتجاعی در آن‌ها طراحی می­ شوند. همچنین جانمایی و طراحی این اعضا در سازه به‌گونه‌ای است که پس از زلزله قابلیت تعویض یا تعمیر آسان‌ تری نسبت سایر اجزاء سازه‌ ای دارند.

استفاده از این‌ روش باعث بهینه‌ سازی طراحی و صرفه اقتصادی در هزینه ­های ساخت و بهسازی لرزه ­ای نیز می­ شود. این رویکرد که طراحی بر اساس ظرفیت نام دارد نقش مهمی را در طراحی لرزه ­ای سازه ­ها ایفا می ­کند و در آیین ­نامه­ های طراحی لرزه ­ای مورد توجه قرار گرفته است.

بررسی روش طراحی بر پایه ظرفیت و مفهوم فیوز سازه‌ ای

مبنای طراحی بر اساس ظرفیت این است که اجزایی از سازه که شکل­ پذیری بیش­تری از آن‌ها انتظار می ­رود را برای نیروهای کمتری نسبت به نیروی زلزله طراحی می‌کنیم تا پس از وارد شدنِ نیروهای واقعی زلزله، حتماً وارد محدوده خمیری (پلاستیک) شوند.

برای بهتر جا افتادن مطلب، ایده Park and Paulay که اولین بار روش طراحی بر پایه ظرفیت را بیان کردند، مورد بررسی قرار می‌دهیم. آن‌ها فرض کردند که سازه همانند چند حلقه متصل‌ به‌ هم هست (مانند شکل زیر). مطابق نظر این محققین، در طراحی لرزه‌ ای حتماً لازم است تا یکی از این حلقه‌ ها را به‌ عمد ضعیف‌ تر طراحی کنیم تا در زلزله حتماً وارد ناحیه غیرخطی شود و باعث اتلاف انرژی زلزله گردد. در همین راستا بایستی دو نکته‌ی زیر را مد نظر قرار داد:

  1. جزئیات بندی در ناحیه ضعیف‌ تر به‌ گونه‌ ای باشد که در تغییر شکل‌ های بزرگ دچار ناپایداری و زوال نشود.
  2. بقیه حلقه‌ های زنجیر به‌ گونه‌ ای طراحی شوند که دارای چنان مقاومتی باشند که با رسیدن حلقه شکل‌ پذیر به حد مقاومتش همچنان در ناحیه ارتجاعی باقی بمانند.

 

مفهوم فیوز سازه ای در ساختمان

ایده طراحی بر اساس ظرفیت توسط Park and Paulay

 

مفهوم فیوز سازه ای در آیین نامه

روش کار در آیین‌نامه به این صورت هست که کلیه اعضا ابتدا بایستی تحت اثر نیروهای کاهش‌یافته زلزله طراحی شوند و سپس با ضرایبی مثل Ω0 (ضریب اضافه مقاومت) در آیین‌نامه AISC و استاندارد 2800، بار زلزله ورودی برای طراحی اعضای کنترل شونده توسط نیرو (Force Control ) یعنی اعضایی که حتماً می­ بایست تا رسیدنِ اعضای کنترل ­شونده توسط تغییر مکان ( فیوزهای سازه‌ ای) به تغییرمکان حدیشان، ارتجاعی باقی بمانند و وارد ناحیه غیرخطی نشوند، توسط نیرو تشدید شود.

به عبارت ساده‌تر:

نیروهای طراحی برای کلیه اجزای سازه:

نیروهای طراحی برای کلیه اجزای سازه

 

نیروهای طراحی برای اجزای کنترل شونده توسط نیرو:

 

(Fres  و Max (Fexp: نیروی طراحی برای اجزای کنترل­ شونده توسط نیرو

 

که در این رابطه داریم:

 

نیرو های طراحی اعضای کنترل شونده یا همان فیوز های سازه ای

به‌ طوری‌که در روابط بالا داریم:

Feq : نیروی زلزله

Fred : نیروی کاهش‌ یافته زلزله توسط ضریب رفتار Ru

Fres : نیروی تشدید یافته توسط ضریب Ω0

Fexp: نیروی مورد انتظار عضو شکل ­پذیر

در جدول 3-4 استاندارد 2800، ضریب رفتار (Ru) و ضریب اضافه مقاومت (Ω0 ) برای سیستم‌ های سازه‌ای مختلف قید شده است.

نکته :

به‌ طور خلاصه می­ توان بیان کرد که در این رویکرد، سازه را به‌گونه‌ای طراحی می‌کنیم که بعضی از اعضا (نقاط پیش‌ بینی‌ شده) به‌ عمد ضعیف طراحی می‌شود تا در هنگام زلزله حتماً وارد ناحیه غیر ارتجاعی شده و باعث اتلاف انرژی زلزله گردند (فیوز سازه‌ ای) و باقی اعضا که بر اساس نیرو طراحی می‌شوند باید در حالت ارتجاعی باقی بمانند.

روشی که در آیین‌ نامه بیان شده است به این صورت هست که کلیه اعضا را برای نیروی کاهش‌ یافته زلزله طراحی می‌کنیم این کار در جهت اطمینان انجام می‌شود تا مطمئن باشیم که در هنگام زلزله اعضا وارد ناحیه خمیری (پلاستیک) شوند.

همچنین نیروهای زلزله را با اعمال ضرایبی تشدید کرده و اعضای کنترل شونده توسط نیرو (اعضایی که تا روی کار آمدن فیوزهای سازه‌ ای باید در حالت ارتجاعی باقی بمانند) را برای این نیروها طراحی کنیم.

ساز و کار فیوز سازه‌ ای

یک سازه‌ی فیوز دار را می ­توان به دو بخش زیر تقسیم کرد:

  1. قاب سازه که بایستی در ناحیه‌ی ارتجاعی باقی بماند.
  2. فیوز سازه‌ ای که عضو مستهلک کننده‌ی انرژی هست.

پارامترهای کلیدی که سیستم فیوز سازه‌ ای را توصیف می‌کنند شامل سختی، تغییر مکان و مقاومت برشی جانبی است. علاوه بر این ضرایب، شکل‌ پذیری و نسبت‌ های مقاومت به‌ منظور ارزیابی اثرات فیوز سازه ­ایِ اضافه‌ شده به سازه مهم هستند. در شکل زیر منحنی نیروی برشی – تغییر مکان برای یک سیستم تک درجه آزادی با دو فنر ارتجاعی – خمیری در حالت موازی نشان داده‌ شده است.

منحنی نیروی برشی - تغییرمکان یک سیستم تک درجه آزادی در بررسی فیوز سازه‌ای

منحنی نیروی برشی – تغییرمکان یک سیستم تک درجه آزادی

 

در منحنی فوق KTotal برابر مجموع سختی جانبی قاب Kf و سختی فیوز سازه‌ ای Ka می باشد.

مجموع سختی جانبی قاب و سختی فیوز سازه‌ای

و نسبت سختی a، نسبت بین Ka و Kf  هست:

نسبت سختی فیوز سازه ای به سختی قاب

ضریب شکل‌پذیری تغییر مکان سیستم، μD ، حداکثر شکل‌ پذیری است که فیوز سازه‌ ای می‌تواند پیش از تسلیم‌شدگی قاب به وجود آورد که به‌صورت زیر بیان می‌شود:

ضریب شکل‌پذیری تغییر مکان سیستم

که در آن:

نسبت کرنش سخت شدگی : α

سختی کل : K1

تغییر مکان قاب در هنگام تسلیم‌شدگی فیوز سازه‌ ای: Δya

تغییر مکان تسلیم‌شدگی قاب: Δyf

برشی قاب ظرفیت: Vyf

ظرفیت برشی سیستم میرایی: Vya

مقاومت تسلیم کل سیستم: Vy

V: ظرفیت برشی کل سیستم

یکی از نتایجی که از این نمودار فوق می‌توان گرفت این است که بیشترین کارایی استفاده از فیوز سازه‌ ای، هنگامی به دست می‌آید که اختلاف بین تغییر مکان تسلیم‌شدگی قاب و فیوز، حداکثر باشد.

 

انواع متداول فیوزهای سازه‌ ای

1. مهاربند کمانش ناپذیر

بسیاری از نقایصی که در مهاربندهای همگرا اتفاق می‌افتد، ناشی از اختلاف ظرفیت فشاری و کششی و مقاومت آن‌ها در حین بارگذاری دوره‌ای است. مسئله مهم دیگر مقاومت پس از کمانش مهاربندها است که در آن، مهاربند با یک افت مقاومت می‌تواند تغییر شکل ­های بیشتری را تحمل کند که این موضوع سبب افزایش جذب انرژی و کمک به رفتار بهتر سازه می‌شود.

قاب ­های مهاربند کمانش ناپذیر  یک رده خاص از قاب‌ های مهاربندی‌ شده هم‌ مرکز هستند. در شکل زیر می‌توان مشاهده کرد که تقاطع محورهای اعضای مهاربندهای کمانش تاب در یک نقطه اتصال، یک سیستم خرپای عمودی که نیروی جانبی را تحمل می‌کند، تشکیل می‌دهد.

این مهاربند اجزاء متفاوتی دارد که طی یک زلزله متوسط تا شدید، انتظار می­رود هسته فولادی تغییرشکل‌های غیر ارتجاعی زیادی را تحمل کند. در یک قاب، مهاربند کمانش تاب به‌ عنوان المان فیوز سازه  ای طراحی می‌شود و تمامی بخش‌های دیگر قاب و اتصالات در محدوده‌ی ارتجاعی باقی می­ مانند.

 

مهاربند کمانش تاب به عنوان عضو فیوز سازه ای

مهاربندهای مقید در برابر کمانش

 

2.مستهلک کننده‌ های انرژی صفحه فولادی

مستهلک کننده‌های انرژی صفحه فولادی Added Damping And Stiffness) ADAS) و Triangular Added Damping And Stiffness) TADAS) مثال دیگری از اعضای تسلیم شونده فولادی ثانویه هستند که برای استهلاک انرژی استفاده می‌شوند.

یکی از اولین کاربردهای سیستم TADAS به‌ عنوان میراگر بوده است که نحوه عملکرد میراگرهای فولادی ADAS و TADAS به این صورت است که هنگام اعمال بار جانبی زلزله، حرکت نسبی طبقات نسبت به یکدیگر موجب حرکت نسبی ورقه بالایی میراگر نسبت به ورقه پایینی آن می‌شود. این عمل موجب جاری شدن تعداد زیادی از ورقه‌ های فلزی میراگر شده و نهایتاً موجب استهلاک مقدار زیادی از انرژی زلزله‌ی وارده به سازه می‌شود.

این میراگرها ضمن تأمین میرایی از سختی جانبی بالایی برخوردار بوده و به همین دلیل با عنوان میرایی و سختی افزوده (ADAS)، نام‌ گذاری شده‌اند. همچنین این میراگرها به‌ عنوان فیوز سازه ای عمل نموده و با تمرکز رفتار غیرخطی در خود، مانع از بروز رفتار غیرخطی و آسیب در سایر اجزای اصلی و فرعی سازه می‌شوند.

میراگرهای   ADAS و TADAS در حقیقت نوعی تیر پیوند، در سیستم با مهاربندهای واگرا هستند که به شکل قائم قرار گرفته­ اند.

 

رفتار فیوز سازه ای میراگر ها

رفتار میراگرها به عنوان فیوز سازه ای

 

3.پانل برشی

پانل برشی (shear panel damper) به‌ عنوان یک فیوز سازه ای شکل‌ پذیر در مسیر انتقال نیرو از مهاربندها به تیرهای بالا و پایین طبقه عمل می‌کند. نتایج عددی و آزمایشگاهی نشان می‌دهند که با انتخاب صحیح پانل‌های برشی، می‌توانند قابلیت استهلاک انرژی یک سازه را بدون کاهش چندان سختی سازه، به طرز قابل‌ توجهی افزایش دهد. از امتیازات دیگر این نوع میراگرها، تمرکز خرابی‌ ها در ناحیه از پیش تعیین شده است که امکان تعویض آسان آن را پس از زلزله میسر می‌کند.

 

میراگر پانل برشی با عملکرد فیوز سازه ای

 

میراگر پانل برشی به عنوان فیوز سازه ای

نمونه‌ های کاربردی از میراگر پانل برشی

 

4.قاب‌های با مهاربند واگرا

در سیستم مهاربند واگرا نقش اساسی جذب و استهلاک انرژی ناشی از زلزله توسط تیر پیوند ایفا می‌شود. به‌ بیان‌ دیگر، تیرهای پیوند عملکرد فیوز سازه ای دارند و با رفتار شکل‌پذیر خود اولاً ضریب رفتار سازه را در سیستم باربر جانبی لرزه‌ای تأمین می‌کنند و ثانیاً تلاش‌های طراحی در سایر اعضا (تیر خارج از تیر پیوند، مهاربندها و ستون­ها) توسط تیر پیوند کنترل می‌شود.

بنابر اصول طراحی بر اساس ظرفیت، تیر پیوند با رفتار شکل‌ پذیر و پایدار خود به‌ عنوان فیوز، به‌ صورت یک عضو تغییر مکان کنترل، انرژی زلزله را مستهلک می‌ کند و سایر اعضای قاب نظیر ستون‌ ها، مهاربند ها و تیر های خارج از تیر پیوند به‌ عنوان اعضای نیرو کنترل، در محدوده ارتجاعی رفتار کرده و نیروهای طراحی آن‌ها متأثر از نیروهای ایجاد شده در تیر پیوند است.

 

هندسه تیر پیوند در قاب با مهاربندی واگرا (عملکرد فیوز سازه ای تیر پیوند)

هندسه تیر پیوند (فیوز سازه ای) در قاب با مهاربندی واگرا

 

5.تیرهای پیوند برشی قابل تعویض

تعمیر تیر پیوند آسیب‌ دیده پرهزینه و زمان‌ بر است.

به‌ منظور رفع این مشکل ایده تیر پیوند قابل تعویض توسعه یافت و نتایج بررسی و آزمایش‌ ها حاکی از آن بود که اتصالات جوشکاری تیر پیوند نسبت به اتصالات پیچی از انعطاف‌ پذیری بیشتری برخوردار می‌ باشند.

 

تیرهای پیوند برشی قابل تعویض (انواع فیوز های سازه ای)

تیر پیوند با ورق انتهایی                           تیر پیوند با ناودانی پشت‌به‌پشت جوشی                    تیر پیوند با ناودانی پشت‌به‌پشت پیچ شده

 

6.تیرهای همبند در دیوارهای برشی کوپله

دو دیوار برشی مجزا را که به دلیل وجود بازشوی بزرگ به فاصله‌ای از یکدیگر جدا شده‌اند، می‌توان به‌وسیله اعضای سازه‌ای مقاوم در برابر بارهای محوری و لنگرهای خمشی‌ به یکدیگر متصل نمود. در این حالت دیوار‌های برشی متصل شده به نام دیوار برشی همبسته و تیر رابط بنام‌ تیر همبند یا تیر پیوند نامیده می‌شود.

در شکل زیر که یک نمونه آزمایشگاهی و تحلیلی Chen and Lu سال 2012، مشاهده می‌کنید، یک مقطع تیر پیوند ضعیف در وسط دهانه تیر همبند قرار می‌دهند تا پتانسیل آسیب در اطراف پایه‌های دیوار را به حداقل برساند به این تیر پیوند ضعیف، تیر همبند فیوز می‌گویند.

 

تیر همبند در دیوار برشی کوپله به عنوان فیوز سازه‌ای

نمونه آزمایشگاهی و تحلیلی Chen and Lu سال 2012

 

به‌ طور کلی تیرهای همبند را می‌توان به‌ عنوان یک سیستم مقاوم در برابر بار جانبی یا به همراه سایر سیستم‌ های سازه‌ای همانند قاب‌های خمشی یا قاب‌ های مهاربندی فولادی استفاده کرد. سیستم تیرهای همبند مرکب فولادی، شامل یک تیر فولادی و یک صفحه فولادی است که در پایه ­های دیوار مدفون شده است.

 

تیرهای همبند در دیوارهای برشی همبسته

نمونه آزمایشگاهی انجام‌شده روی یک ساختمان بتنی 4 طبقه با تیر همبند بتنی

 

نواحی حفاظت‌شده در انواع سیستم باربر جانبی

برای اینکه فیوزهای سازه‌ ای بتوانند به‌ درستی جاری شده و انرژی ورودی را به‌ خوبی مستهلک نمایند، بایستی در برابر عواملی که این اتلاف انرژی را کم می‌کنند، محافظت شوند. مثلاً در این المان‌ها نبایستی کمانش موضعی رخ دهد یا نباید از زیر بار فرار کنند بدین منظور بخشی از سازه که انتظار رفتار فرا ارتجاعی در آن می‌رود، بایستی در برابر عواملی همچون کمانش کلی، کمانش موضعی و … محافظت شود یا مثلاً در این نواحی نباید وصله المان (تیر، مهاربند، فیوز سازه‌ ای) صورت گیرد.

در آیین‌نامهAISC 341 اصطلاحی به نام ناحیه حفاظت‌شده  (Protected zone)تعریف شده است که به ناحیه شکل‌پذیر عضو اطلاق می‌شود که انتظار می‌رود در آن مفصل پلاستیک تشکیل شود. نظر به اهمیت و رفتار حساس، این ناحیه نباید برای هیچ نوع عمل ساخت و نصب عناصر مورداستفاده قرار گیرد.

  الزامات عمومی در جزئیات ناحیه حفاظت‌شده اعضا در بند 10-3-2-2 مبحث دهم به شرح ذیل هست:

  1. بکار بردن وصله مستقیم یا غیرمستقیم جوشی یا پیچی نیمرخ‌ها یا ورق‌های تشکیل‌دهنده‌ی عضو در ناحیه حفاظت‌شده ممنوع است.
  2. هرگونه ناپیوستگی ناشی از عملیات ساخت و نصب مانند جوش‌های موضعی، وسایل کمکی برای نصب، ناصافی‌های ناشی از برش‌های حرارتی در ناحیه حفاظت‌ شده ممنوع بوده و در صورت وجود باید به نحو مناسبی برطرف شده و تعمیر شود.
  3. خال‌ جوش کردن ورق‌های ذوزنقه‌ای تیرهای مختلط و نیز جوش برشگیرهای از نوع گل‌ میخ در تیرهای مختلط در ناحیه حفاظت‌ شده، در صورت تأمین ضوابط (‌اتصالات از پیش تائید شده) مجاز است.

الف: ناحیه حفاظت شده در سیستم قاب خمشی

اتصالات سیستم قاب خمشی همگی از نوع گیردار هستند و بارهای جانبی به‌ واسطه‌ی قاب خمشی که در اعضا ایجاد می‌شود، تحمل می‌گردند. در واقع، در این سیستم‌ها نیروهای جانبی به علت رفتار خمشی تیرها و ستون‌ها تحمل می‌شوند.

برای نمونه قاب‌ های خمشی ویژه فولادی به‌ گونه‌ای طراحی می‌شوند که عمده رفتار غیر الاستیک آن‌ ها در تیرها و در نزدیکی یا داخل اتصالات تیر به ستون به وجود آید. بسیاری از موارد این رفتار غیر الاستیک می‌تواند در فاصله‌ای تقریباً برابر عمق تیر یا کمی بیشتر، از بَر ستون متمرکز شود.

نظر به امکان به وجود آمدن کرنش‌های غیرالاستیک بزرگ در این نواحی، هرگونه ناپیوستگی مصالح فولادی تیر می‌تواند نقطه آغاز شکست این مفاصل پلاستیک باشد. جهت جلوگیری از به وجود آمدن چنین آسیب‌ هایی، AISC 341 الزام می‌دارد که از هرگونه ناپیوستگی در این نواحی تا حد ممکن احتراز شود.

روش‌ های زیر جهت حفاظت این نواحی در سیستم قاب خمشی هست.

اتصال مستقیم تیر با مقطع کاهش‌یافته  (RBS)

به‌عنوان‌ مثال ناحیه حفاظت‌شده یک تیر با مقطع کاهش‌یافته (RBS (Reduce beam section را در شکل زیر ملاحظه می‌نمایید. به‌ عنوان‌ مثال اگر در این حالت تیر در نقش فیوز سازه‌ ای عمل کند و یا اگر طراح ملزم دانست که در این مقطع از مهاربند استفاده شود برای عملکرد هرچه بهتر عضو فیوز سازه‌ ای باید از هرگونه اتصال در این ناحیه (ناحیه حفاظت‌شده) جلوگیری کنیم.

 

ناحیه حفاظت‌شده یک تیر با مقطع کاهش‌یافته RBS (عملکرد فیوز سازه ای ناحیه حفاظت شده)

ناحیه حفاظت‌شده یک تیر با مقطع کاهش‌یافته RBS

 

در شکل زیر یک نمونه اتصال اشتباه در ناحیه محافظت‌ شده تیر (RBS) مشاهده می ­کنید که در ناحیه‌ی حفاظت‌ شده‌ی اتصال، جوشکاری انجام شده است.

 

فیوز سازه ای در تیر

اتصال اشتباه در ناحیه محافظت‌شده تیر (RBS)

اتصال‌دهنده‌ های برشی

یکی از موارد رعایت ناحیه حفاظت‌ شده که AISC 341 به آن اشاره می‌کند، اتصال‌ دهنده‌ های برشی است، مانند همان گل‌ میخ‌ هایی که برای سقف‌های کامپوزیت بکار می‌روند.

در آزمایش‌های مختلف شکست این اتصال‌ دهنده‌ های برشی که دال بتنی و عرشه فولادی را به تیر قاب خمشی فولادی ارتباط می‌دهد، مشاهده شده است.

در این قسمت استفاده از اتصال‌ دهنده‌ ها و جوش‌ های با مقاومت بالاتر برای رفتار کامپوزیتی دال می‌تواند قابل‌ قبول باشد. همچنین برای رفع این مشکل ACI 341 الزام می‌ دارد که موقعیت و ابعاد تمامی قسمت‌ های محافظت‌ شده می‌بایست بر روی نقشه‌ های سازه‌ ای، ساخت و اجرا مشخص شوند. با رعایت موارد ذکر شده در بالا می‌توانیم از اتصال فیوز سازه‌ ای به تیر طبقه اطمینان حاصل کنیم.

در دو شکل زیر قابل‌ مشاهده است که ناحیه حفاظت‌ شده، (که در آن ناحیه از اتصال هرگونه فیوز سازه‌ ای، تیر، مهاربند و … به‌جز پلیت­هایی جهت اتصال تیر به ستون باید خودداری کنیم)، طول این ناحیه (ناحیه هاشور خورده) به‌اندازه 83 درصد عمق تیر متصل به ستون در نظر گرفته می‌شود.

 

ناحیه حفاظت‌شده اتصال‌دهنده‌های برشی

ناحیه حفاظت‌شده اتصال‌دهنده‌های برشی

اتصال مستقیم تیر به ستون با اتصالات پیچی

در اتصال تیر به ستون با اتصال پیچی و ورق بالاسری و پایین سری (به‌صورت نبشی و یا ورق لچکی)، ناحیه حفاظت‌شده از فرمول زیر قابل محاسبه هست:

(Protected zone: min (s, d, bf

که در آن:

S: طول نبشی

d: ارتفاع تیر

bf: عرض بال تیر

 

ناحیه حفاظت شده در اتصال مستقیم تیر به ستون با اتصالات پیچی

اتصال مستقیم تیر به ستون با اتصالات پیچی

 

 

ناحیه حفاظت شده در اتصال مستقیم تیر به ستون با اتصالات پیچی

اتصال مستقیم تیر به ستون با اتصالات پیچی

اتصال مستقیم تیر به ستون با اتصالات پیچی قوی

در شکل زیر ناحیه حفاظت‌ شده برای قاب خمشی قوی نشان داده شده است و چون تیر در این اتصال عضو تسلیم‌شده نیست، ناحیه حفاظت‌ شده شامل محل اتصال تیر به ستون و بال تیر و محل برش جان تیر هست.

 

اتصالات پیچی در ناحیه حفاظت شده

اتصال مستقیم تیر به ستون با اتصالات پیچی قوی

ب: مهاربند همگرا

محل وصله مهاربند فقط نبایستی در محل تشکیل مفصل باشد. در واقع در مکان‌های حفاظت‌شده بایستی از ایجاد وصله خود داری نمود.

طبق مبحث دهم بند 10-3-2-2، در مهاربندهای ویژه همگرا، کل طول مهاربند به‌ عنوان طول حفاظت‌ شده تلقی می‌گردد. در AISC341، مطابق شکل زیر، مکان‌های نشان داده شده را به‌ عنوان نواحی حفاظت‌ شده تلقی نموده و در آن‌ ها وصله مجاز نیست.

همان‌ طور که در شکل زیر مشخص است، در مهاربندهای ضربدری ناحیه حفاظت‌ شده ناحیه‌ ای که به‌ صورت شطرنجی نشان داده شده است فاصله بین انتهای اتصال در محل ضربدری و انتهای عضو مهاربندی در نظر گرفته می‌شود که در آن اتصال مجاز نیست.

 

ناحیه حفاظت شده در مهاربند همگرا

ناحیه حفاظت شده در مهاربند همگرا

 

پ: مهاربند واگرا

برخلاف مهاربندهای همگرا، محدودیتی برای مکان وصله در این مهاربند وجود ندارد و برای تیرهای پیوند قاب‌های مهاربندی‌ شده واگرا، تمام طول آن به‌ عنوان طول محافظت‌ شده در نظر گرفته می‌شود؛ لذا تیر پیوند به‌ عنوان فیوز سازه ای ایفای نقش خواهد کرد.

همان‌ طور که در شکل زیر نشان داده شده است ناحیه شطرنجی به‌ عنوان ناحیه حفاظت‌ شده در مهاربند واگرا در نظر گرفته می‌شود، این فاصله به‌ اندازه عرض مهاربند از محل اتصال از دو طرف و به طول یک‌ چهارم طول کل مهاربند از وسط در نظر گرفته می‌شود.

 

ناحیه حفاظت شده در مهاربند واگرا

ناحیه حفاظت شده در مهاربند واگرا

 

منابع

  1. آیین‌نامه زلزله استاندارد 2800
  2. آیین‌نامه AISC
  3. مبحث دهم مقررات ملی ایران
  4. توسعه و کاربرد ایده فیوز سازه ای در طراحی لرزه‌ای سازه‌ها، مازیار حسینی، محمدصادق روحانیمنش، مجید طارمی
  5. مدل‌سازی مهاربندهای مقید شده در برابر کمانش تحت اثر بارهای دینامیکی، هاشم شریعتمداری، حسین عباس زاده، مجله مدل‌سازی در مهندسی، سال هفتم، شماره 18، پاییز 1388
  6. Chen, C.C. “Recent Advances of seismic Design of Steel Building in Taiwan , International Training Programs for Seismic Design of Building Structures Hosted by National Center for Research on Earthquake Engineering Sponsored by Department of International Programs, National Science Council.

 

 

خرید لينک هاي دانلود

دانلود رایگان اعضای ویژه

دانلود رایگان این آموزش و ده ها آموزش تخصصی دیگر به ازای پرداخت فقط 29 هزار تومان (+ اطلاعات بیشتر)

خرید با اعتبار سایت به ازای پرداخت فقط 1 هزار تومان

دانلود و ذخیره فقط همین آموزش ( + عضو شوید و یا وارد شوید !)

دانلود سریع و بدون نیاز به عضویت به ازای پرداخت فقط 1 هزار تومان

پیش از همه باخبر شوید!

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند: 14,661 نفر

تفاوت اصلی خبرنامه ایمیلی سبزسازه با سایر خبرنامه ها نوآورانه و بروز بودن آن است ، ما تنها تازه ترین های آموزشی ، تخفیف ها و جشنواره ها و ... مورد علاقه شما را هر هفته به ایمیل تان ارسال می کنیم

نگران نباشید، ما هم مثل شما از ایمیل های تبلیغاتی متنفریم ، خاطر شما را نخواهیم آزرد!

تولید کنندگان آموزش
ارسال نظرات
نظرات کاربران
  1. ssmn.hass@gmail.com

    درود بر شما … ممنون از سایت خوبتان ۰ همون جوری که برای خرپا وتحلیلش برنامه و ویدیو گذاشتید برای تحلیل به روش های ال اس دی هم بزارید.//.

    پاسخ دهید

  2. سید سعید سرفرازی

    با سلام
    در صورت اقبال عمومی حتما در برنامه تولید قرار خواهد گرفت.
    در عین حال میتوانید به دوره جامع متلب ویژه سازه و زلزله مراجعه و مطالب کاملتری را یاد بگیرید.

    پاسخ دهید

فقط کافیست ایمیلتان را وارد کنید

در کمتر از 5 ثانیه اطلاعاتتان را وارد کنید و 3 ایبوک طراحی سازه بتنی در ایتبس را به همراه هدیه ویژه آن در ایمیلتان دریافت کنید
برایم ایمیل شود
نگران نباشید ایمیل های مزاحم نمی فرستیم
close-link

افزایش درآمد طراحی سازه
63 دقیقه ویدئو رایگان دکتر سالار منیعی

یاد بگیرید پیش از رسیدن به سال 99 چه مهارتهایی را بصورت تخصصی بیاموزید تا جزو 10% موفق طراحان سازه باشید.
همین الان دریافت می کنم.
با بستن این صفحه دیگر این پیشنهاد را هیچ وقت نخواهید دید.
close-link