صفحه اصلی  »  ویدئوهای رایگان  »  طراحی دستی  »  سازه های فولادی  »  طراحی اتصال کله گاوی با یک مثال به همراه دانلود رایگان دتایل اتصال کله گاوی (dwg)

طراحی اتصال کله گاوی با یک مثال به همراه دانلود رایگان دتایل اتصال کله گاوی (dwg)

همان طور که می دانید یکی از انواع اتصالات تیر به ستون، اتصال با استفاده از ورق های روسری و زیر سری می باشد، این ورق ها با توجه به نوع سیستم باربر جانبی و بازرسی جوش به صورت های متفاوتی ظاهر می شوند؛ اما این ورق ها چه زمانی باید سر پهن ( کله گاوی) شوند؟ اتصال کله گاوی یا WFP  چیست و چه گونه طراحی می شود؟

در این مقاله جامع بعد از معرفی کامل اتصال گیر دار کله گاوی به طراحی اتصال کله گاوی با یک مثال می پردازیم.

شما می توانید در انتهای همین مقاله دتایل اتوکد اتصال کله گاوی (dwg)  را دانلود کنید.

 

با مطالعه این مقاله چه می آموزید؟

اتصالات در قاب خمشی فولادی

قاب خمشی نوعی سیستم باربر جانبی است که برای مقابله با نیروی جانبی زلزله نیازی به وجود مهاربند و دیوار برشی ندارد و به وسیله تیر و ستون و اتصالات صلب خود، نیروی زلزله را دریافت و توزیع می‌کند. در واقع در این سیستم نیروی زلزله به وسیله تیر و ستون و اتصالات صلب مستهلک می‌ شود. به دلیل عدم وجود مهاربند و دیوار برشی سیستم قاب خمشی نسبت به سیستم مهاربندی سختی پایین تری دارد و به همین علت از شکل پذیری بالایی برخوردار می ‌باشد و شاهد تغییر مکان جانبی زیادی در این سیستم هستیم. برای حفظ یکپارچگی اعضای این سیستم و جلوگیری از جدا شدن تیر و ستون در اثر دوران (چرخش) اتصال بین تیر و ستون را صلب یا نیمه صلب اجرا می کنیم. قبلا در مورد این نوع اتصالات در مقاله اتصالات فلزی با شما صحبت شد. در اینجا می خواهیم به طور خاص در مورد یک اتصال گیردار کامل (استفاده از ورق روسری و زیر سری) به اسم wfp  که مخفف عبارت Welded Flange Plate می ­باشد (به معنای اتصال جوشی ورق به بال) و از نوع اتصالات از پیش تایید شده مبحث دهم مقررات ملی ساختمان است، صحبت کنیم. این اتصال گیر دار موسوم به اتصال کله گاوی است که علت نام گذاری این نوع اتصال، شبیه بودن آن به کله گاو می ‌باشد.

اجزا تشکیل ‌دهنده اتصال کله‌ گاوی (WFP-Welded Flange Plate)

اتصال کله‌ گاوی از سه جزء تشکیل شده است:

1 – ورق رو سری

2 – ورق زیر سری

3- ورق نبشی جان

  • در صورت نیاز، ورق پیوستگی و مضاعف نیز در جان ستون و بخش چشمه اتصال مورد استفاده قرار می گیرد

 

 

اجزای تشکیل‌ دهنده اتصال گیر دار کله‌ گاوی

شکل 1 ( اجزای تشکیل‌ دهنده اتصال کله‌ گاوی)

 

 

جزئیات اتصال کله گاوی در مبحث دهم

شکل 2 (جزئیات اتصال کله گاوی در مبحث دهم)

 

وظیفه ورق‌ های رو سری و زیر سری چیست؟

برای اینکه تیر بتواند حداکثر نیروی خمشی ای که به آن وارد می‌ شود را تحمل کند و انتقال دهد، از این ورق ها با جوش مناسب به بال های بالا و پایین تیر، بهره می برند. در واقع لنگر خمشی وارده بر تیر به صورت یک کوپل نیروی کششی (شکل3) به این ورق ‌ها وارد می‌شود و این ورق ‌های فوقانی و تحتانی هستند که باید با جوش مناسب این نیرو را تحمل کنند. یکی از نکات اجرایی این ورق ها این است که هنگام نصب و اجرای ورق‌ های فوقانی و تحتانی یک فاصله 1 سانتی متری تا 2 سانتی متری بین تیر و ستون (اصطلاحا به این فاصله باد خور می­ گویند) باید لحاظ شود. علت این امر راحتی در اجرای نصب تیر روی ورق زیر سری و همچنین راحتی دوران تیر در زمان تغییر شکل محل اتصال می‌ باشد.

با توجه به آیین نامه جدید ویرایش 92 آیا نیازی به سر پهن کردن ورق روسری در اتصالات گیر دار یا همان اتصال کله گاوی می باشد؟

برای رسیدن به پاسخ این سوال و بسیاری از نکات دیگری که شاید تا به امروز کمتر شنیده باشید، حداقل یک بار فیلم رایگان کوتاه 4 دقیقه ای زیر را مشاهده کنید.

 

 

کوپل نیروی وارد بر ورق فوقانی و تحتانی

شکل3 ( کوپل نیروی وارد بر ورق روسری و زیرسری)

 

وظیفه نبشی جان تیر چیست؟

از نبشی جان برای تحمل نیروی برشی وارده بر تیر در قسمت اتصال استفاده می­ شود. نبشی از یک سمت به جان تیر با جوش گوشه جوش داده می­ شود و از سمت دیگر با جوش گوشه به بال ستون متصل می ­شود. این جوش ها باید برای حمل نیروی برشی وارده بر اتصال طراحی شوند. با طراحی جوش مورد نیاز می توان نبشی مورد نیاز را برای اتصال انتخاب کرد.

طراحی اتصال کله ‌گاوی

برای طراحی اتصال کله گاوی (wfp) مبحث دهم مقررات ملی ساختمان در بند10-3-13-5 ضوابط و محدودیت هایی را آورده که باید آن‌ ها را رعایت کنیم.

 

اتصال گیر دار کله گاوی با کمک ورق روسری و زیر سری

 

بر اساس بند فوق و جدول 10-3-13-1 از مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، استفاده از این نوع اتصال را تنها برای قاب‌ های خمشی متوسط مناسب می ‌باشد.

 

اتصال از پیش تایید شده کله گاوی

 

پیش از ادامه ی بحث ضوابط و محدودیت های آیین ‌نامه در مورد اتصال کله‌ گاوی، لازم است با تعریف قاب خمشی متوسط و ضوابط طراحی لرزه ای آن و همین طور تعریف ناحیه حفاظت شده در اتصالات آشنا شویم. بر همین اساس در بند 10-8-3 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان در مورد قاب‌ های خمشی متوسط و الزامات تکمیلی طراحی لرزه ای آن‌ ها، توضیحاتی به شرح زیر آمده است:

 

اتصالات سازه های فولادی در قاب خمشی

 

تا به اینجای کار ، اولین محدودیت استفاده از این اتصالات محدود کردن استفاده از آن ها در قاب خمشی متوسط است.

منظور از ناحیه محافظت شده در قسمت 2 از بند 10-3-13-5 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، چیست؟

برای پاسخ به این سوال به بند 10-3-2-2 از مبحث دهم مراجعه و تعریف ناحیه حفاظت شده را بررسی می کنیم:

 

ناحیه محافظت شده در سازه

 

از این رو مبحث دهم برای این ناحیه حساسیت هایی خاصی نشان داده و محدودیت هایی اعمال کرده است. مثلا در قسمت 2 از بند 10-3-13-5 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان اجازه ایجاد سوراخ دسترسی برای جوشکاری را به همین علت نداده است.

 

 

ناحیه محافظت شده

شکل 4 (ناحیه محافظت شده در فاصله Sh از برستون)

 

در قسمت 2 از بند 10-3-13-5 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان محل تشکیل مفصل پلاستیک را فاصله Sh  از بر ستون بیان می‌کند (شکل 4). در ادامه با نحوه محاسبه این فاصله آشنا خواهیم شد.

اکنون که با تعریف و ضوابط طراحی لرزه ای قاب خمشی متوسط و ناحیه حفاظت شده آشنا شدیم، در ادامه محدودیت های دیگر آیین‌ نامه برای اتصال کله گاوی را مورد بررسی قرار می دهیم:

 

الزامات طراحی لرزه ای اتصال کله گاوی

 

در قسمت (4) از بند 10-3-13-5 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، تعبیه مهار جانبی (برای جلوگیری از کمانش پیچشی و جانبی تیر) را در فاصله انتهای ناحیه محافظت شده تا نصف عمق تیر را الزامی دانسته است. یعنی در واقع این مهار جانبی باید در فاصله ((Sh+(d/2) تا (Sh + d) از بر ستون اجرا شود که d عمق تیر می‌ باشد (به تصویر زیر توجه کنید).

 

 

محل تشکیل مفصل پلاستیک در اتصال کله گاوی

شکل5 ( محل اتصال مهار جانبی، ناحیه محافظت شده و محل تشکیل مفصل پلاستیک در اتصال کله‌ گاوی)

 

در قسمت (5) از بند 10-3-13-5 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان نوع جوش اتصال ورق روسری به ستون (شکل 2) و زیرسری به ستون (شکل 6) را جوش نفوذی با نفوذ کامل می ‌داند. همچنین جوش ورق زیر سری به بال تیر از نوع جوش گوشه باید باشد.

 

اتصال ورق روسری به ستون

شکل 6 ( جوش نفوذی ورق روسری به بال ستون)

 

اتصال ورق زیر سری به ستون

شکل 7

 

 

در قسمت (6) از بند 10-3-13-5 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، نوع جوش اتصال ورق جان به ستون را جوش نفوذی یا جوش گوشه می ‌داند اما اتصال ورق جان به جان تیر باید از نوع جوش گوشه باشد. (قسمت (7)).

محدودیت های ابعادی که مبحث دهم مقررات ملی ساختمان برای تیرهایی که با اتصال کله‌ گاوی به ستون متصل می ‌شود به صورت زیر است:

 

 

محدودیت ابعادی اتصال wps در مبحث دهم

شکل 8

 

تا به اینجا به مباحث آیین ‌نامه و عملکرد و رفتار این نوع اتصال پرداخته ایم در ادامه به نحوه طراحی و محاسبه اتصال کله‌ گاوی می­ پردازیم.

طراحی ابعاد و ضخامت ورق فوقانی و تحتانی در اتصال wfp

قسمت (12) بند 10-3-13-5 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ما را به بند 10-3-8-3-پ ارجاع می دهد.

 

ابعاد و ضخامت ورق های روسری و زیر سری

 

همانطور که قبلا اشاره کردیم وظیفه ورق‌ های فوقانی و تحتانی تحمل و انتقال لنگر خمشی وارده از تیر به ستون می‌ باشد؛ لذا برای محاسبه ابعاد این ورق ها نیاز به ظرفیت خمشی اتصال تیر به ستون داریم.

 

نکته:

نیروهای وارده بر اتصال در شکل ناشی از دو عامل هستند. یکی نیروهای بارهای ثقلی ضریب دار و دیگری آثار ناشی از تشکیل مفصل پلاستیک بعد از وقوع زلزله. یعنی فرض بر این است که زلزله رخ داده است و مفصل پلاستیک در تیر ایجاد شده است و تیر از تمام ظرفیت پلاستیک خود استفاده می‌ کند. بنابراین در نقطه تشکیل مفصل پلاستیک نیروهای برشی و خمشی پلاستیک را اعمال می کنیم و مقدار نیروهای ناشی از آن ها و وارده بر اتصال را محاسبه می کنیم.

 

 

نیرو های وارد بر اتصال گیر دار کله گاوی

شکل9( نمایش نیروهای وارده بر تیر و ستون و اتصال کله ‌گاوی تنها تحت اثر بارگذاری ثقلی ضریب دار )

 

 

الف) تعیین ضخامت و عرض ورق‌ های روسری و زیرسری در اتصال کله‌گاوی

 

گام اول

محاسبه لنگر پلاستیک مقطع تیر:

Mp = ZFy

  Z = اساس مقطع پلاستیک تیر

Fy = تنش تسلیم فولاد استفاده شده در تیر

 

گام دوم

محاسبه لنگر ایجاد شده در محل تشکیل مفصل پلاستیک طبق بند 10-3-8-3-پ مبحث دهم مقررات ملی ساختمان:

طراحی اتصال کله گاوی

 

 

 

Mpr = لنگر ایجاد شده در محل تشکیل مفصل پلاستیک

 

ضریب C در مبحث دهم

 

Ry= نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به حداقل تنش تسلیم تعیین شده که با توجه به بند 10-3-2-3 مبحث دهم قابل محاسبه است.

Fu = تنش کششی نهایی فولاد تیر

 

نسبت تنش تسلیم به تنش مورد انتظار

مقادیر ضریب R برای انواع تولیدات فولاد

 

 

گام سوم

محاسبه ظرفیت مورد نیاز خمشی برای طراحی ورق‌ های بالاسری و زیر سری:

فرمول اتصال کله گاوی

 

Wu = بار ضریب دار گسترده روی تیر (تحت اثر ترکیب بار حالت حدی )

Sh  = فاصله مفصل پلاستیک ایجاد شده در تیر تا برستون

 

گام چهارم

تبدیل لنگر خمشی Mu به نیروی محوری وارده بر ورق‌ های بالاسری و زیر سری و طراحی آن‌ ها:

طراحی اتصال کله گاوی با فرمول

 

 

d= عمق خالص تیر

tfb = ضخامت بال تیر

حال کافی است از بند 10-2-3-4 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان که زیر آورده شده است، برای محاسبه ی مقاومت کششی طراحی ورق‌ های زیر سری و روسری استفاده کنیم.

 

مقاومت کششی در مبحث دهم

 

در روابط فوق :

Ag  = سطح مقطع کلی عضو
Ae  = سطح مقطع خالص موثر عضو
Fy   = تنش تسلیم فولاد
Fu  = تنش کششی نهایی فولاد
Pn = مقاومت کششی اسمی عضو

بنابراین با داشتن مقاومت مورد نیاز ورق های زیر سری و روسری (که قبلا نحوه محاسبه آنها گفته شد) و داشتن مقاومت طراحی ورق‌ های زیر سری و روسری (با استفاده از این بند آیین ‌نامه)، می‌ توانیم مقطع مورد نیاز ورق‌ های زیر سری و روسری ( عرض و ضخامت مقطع ورق ها) را محاسبه کنیم.

 

Pn = Fy Ag             ،              Øt = 0.9                ،          Fu = Pu = Øt Pn

 

عرض ورق بالا سری:

عرض ورق بالا سری (b1) در قسمت عریض که به بال ستون متصل می‌ شود باید حدود 3 تا 5 سانتی متر کمتر از عرض بال ستون اختیار شود. دلیل آن راحتی در اجرای جوش با بال ستون می ‌باشد. همچنین قسمت عریض تر باید دارای عرضی بیشتر از عرض بال تیر باشد. در قسمت کم عرض (b2)، عرض ورق روسری باید حدود 3 تا 5 سانتی متر از عرض بال تیر کمتر باشد. دلیل این امر هم مثل قبل اجرای راحت تر جوش ورق به بال تیر می‌ باشد. بنابراین با توضیحات بالا داریم:

 

طراحی اتصال کله گاوی

 

 

 

 

اتصال wfp

شکل10 ( اتصال کله‌گاوی و محدودیت های ابعادی آن)

 

ورق روسری در قسمت کم عرض به بال تیر جوش نمی ‌شود؛ بنابراین نیروی کششی تنها برای گسیختگی ورق مورد استفاده قرار می‌گیرد. پس خواهیم داشت:

 

فرمول اتصال کله گاوی

 

 

 

با فرض مقدار  bبا توجه به محدودیت های آیین‌ نامه، ضخامت ورق بالاسری برابر خواهد شد با:

 

طراحی اتصال کله گاوی با فرمول

 

 

 

عرض ورق بالا سری در قسمت کم عرض پس از محاسبه قسمت عریض بدست می آید.

فرمول اتصال کله گاوی

 

 

 

 

ضخامت ورق زیر سری نیز مشابه روال فوق که برای تعیین ضخامت ورق روسری طی شد، بدست خواهد آمد.

 

تعیین طول ورق ‌های بالاسری و زیر سری در اتصال کله ‌گاوی:

برای محاسبه طول ورق روسری و زیرسری باید طول جوش کافی برای تحمل و انتقال نیروی محوری Fu (ناشی از لنگر خمشی انتهای تیر) را محاسبه کنیم. پیش از آغاز محاسبه ی طول ورق‌ های فوقانی و تحتانی، لازم است مقاومت نهایی کششی فلز الکترود از بند 10-2-9-2-4 بدست می آید.

 

مقاومت جوش در مبحث دهم

 

مقدار ضریب کاهش مقاومت جوش طبق قسمت (12) بند 10-3-13-5 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان برابر  0.9 باید در نظر گرفت.

 

ابعاد و ضخامت ورق روسری و زیر سری

 

 

فرمول اتصال کله گاوی

 

 

 

 

 

Lw = طول جوش مورد نیاز

Fue = مقاومت نهایی کششی فلز الکترود

a = بعد جوش که طبق جدول 10-2-9-2 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان بدست می آید:

 

ضوابط حداقل بعد جوش گوشه

 

بنابراین با توجه به توضیحات فوق و شکل زیر، طول ورق روسری اتصال کله‌ گاوی برابر با:

 

ابعاد ورق روسری

شکل 11 ( ورق روسری)

 

 

فرمول طراحی اتصال گیر دار کله گاوی

 

 

 

طول ورق زیر سری و ابعاد آن به همین روش بدست می آید. البته بهتر است ابعاد ورق زیر سری همان ابعاد ورق روسری در نظر بگیریم و روابط مربوط به ظرفیت کششی ورق و جوش مورد نیاز را کنیم.

 

 تعیین ابعاد و ضخامت ورق جان:

همانطور که قبلا اشاره کردیم وظیفه ورق جان کمک به تحمل و انتقال نیروی برشی وارده بر جان تیر و جلوگیری از کمانش موضعی یا پارگی جان تیر می ‌باشد. پس برای محاسبه ابعاد این ورق نیاز به ظرفیت برشی جان تیر داریم که بصورت زیر عمل می کنیم:

حل مثال طراحی اتصال گیر دار کله گاوی

 

 

 

 

Vu= ظرفیت برشی مورد نیاز تیر

Vpr= برش وارد بر تیر در مفصل پلاستیک

Lh= فاصله خالص بین مفصل های پلاستیک ایجاد شده در تیر  Lh = L -2Sh

برای محاسبه ظرفیت برشی جان تیر یا به عبارتی مقاومت برشی طراحی جان تیر و مقایسه آن با ظرفیت برشی مورد نیاز تیر و در نتیجه طراحی نبشی نشیمن داریم:

طبق بند 10-2-6-1 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان

 

مقاومت برشی اعضا برای طراحی اتصال کله گاوی در مبحث دهم

 

برای بدست آوردن ابعاد ورق نبشی جان کافی است ابعاد ابتدایی را فرض کنیم و روابطی که در ادامه می آید را کنترل کنیم. برای این کار کافی است ضخامت ورق جان را با ضخامت جان تیر برابر فرض کنیم و عرض آن را حدود 5 سانتی متر کمتر عمق آزاد تیر فرض کنیم ( برای راحتی اجرای جوش اتصال نبشی به جان تیر ).

 

فرمول طراحی اتصال کله گاوی

 

 

 

ضخامت ورق جان (twp) را باید فرض کنیم بنایراین:

طراحی اتصال کله گاوی

 

 

 

 

 

برای محاسبه طول نبشی جان، می ‌توان مقدار اولیه آن را فرض کرد و سپس از آن برای کنترل جوش مورد نیاز برای اتصال نبشی به جان تیر استفاده کرد در صورتی که جوش جوابگو بود فرض ما درست بوده است در غیر این صورت باید عملیات طی شده را تکرار کرد.

 

 ابعاد نبشی جان اتصال کله‌ گاوی

شکل 12 ( ابعاد نبشی جان اتصال کله‌ گاوی)

 

 

طراحی اتصال کله گاوی با حل یک مثال

برای تثبیت بهتر مطالب گفته شده و آشنایی شما با نحوه به کاربردن فرمول ها و ضوابط آیین ‌نامه ‌ای،  مثالی را حل می کنیم.

در یک قاب خمشی متوسط، تحت اثر نیروی ثقلی  و نیروی جانبی زلزله نتایج زیر حاصل شده است. هدف طراحی اتصال کله‌گاوی تیر به ستون می‌باشد.

نتایج طراحی تیر و ستون:

مقطع ستون باکس شکل

عرض بال تیر I شکل:  bfb = 22 cm

ضخامت بال تیر: tfb = 1.2 cm

ضخامت جان تیر: twb = 1 cm

عمق جان تیر: db = 30 cm

فاصله آکس به آکس ستون های دو طرف تیر 5.14  متر می‌باشد.

بار مرده وارده بر تیر 510 kg/cm2

بار زنده وارد بر تیر 315 kg/cm

 

طراحی روق های روسری و زیر سری:

طراحی اتصال گیر دار کله گاوی با حل یک مثال

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R= 1.15   طبق جدول 10-3-2-1 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان

Mpr = Cpr Ry M= 1.2 ×  1.15 × 2516832 = 3473228.16 kg.m

برای محاسبه ظرفیت خمشی مورد نیاز تیر باید مقادیر بار گسترده و محل تشکیل مفصل پلاستیک را داشته باشیم.

برای محاسبه بار گسترده ثقلی ضریب دار از ترکیب بار زیر استفاده می کنیم:

 

Wu = 1.2 DD + 1.6 LL = (1.2× 510 )+(1.6 × 315) = 5842.26 kg/cm

 

برای محاسبه فاصله تشکیل مفصل پلاستیک تا بر ستون همانطور که قبلا به آن اشاره شده این فاصله در حدود نصف عمق تیر یا بیشتر می‌ تواند باشد بنابراین در اینجا این مقدار را برابر 30 سانتی متر فرض می کنیم.

 

Sh = 30 cm 

Lh = L – 2Sh = 5.14 – 0.35 – (2× 0.3 ) = 4.19 m

 

مقدار برش در مفصل پلاستیک:

طراحی ورق های روسری و زیر سری

 

 

 

 

ظرفیت خمشی مور نیاز اتصال:

 

طراحی اتصال روسری و زیر سری

 

 

 

 

ظرفیت برشی مورد نیاز اتصال:

 

Vu = Vpr + Wu Sh  = 28818.19 + (58.4226× 30) = 30570.87 kg

 

از روابط قبل اثبات شد که:

 

حل مثال طراحی اتصال WFP

 

 

 

مقدار عرض ورق روسری در قسمت عریض آن را باید فرض کنیم. می دانیم که:

 

b<  bfb    ،     b1 < bfc

 

b1  <  bfb = 22 cm   و        b1 < bfc = 35cm         22 cm < b1 < 35cm

 

مقدار b1 = 30 cm را فرض می کنیم و مراحل را ادامه می دهیم:

مثال طراحی ورق روسری و زیر سری

 

 

 

 

 

از طرفی عرض ورق بالا سری در قسمت عریض برای اجرای راحت باید بین 3 تا 5 سانتی متر کمتر از عرض بال ستون باشد که این مقدار صدق می‌کند. اما عرض ورق روسری در قسمت کم عرض برای اجرای جوشکاری می بایست حدود 3 سانتی متر از عرض بال تیر کمتر باشد:

 

b≥  22 – 3 = 19 cm → b2 = 19 cm

 

محاسبه طول ورق بالا سری:

 

مرحله به مرحله اتصال گیر دار کله گاوی

 

 

 

 

 

 

 

برای اینکه طول جوش را بدست بیاوریم بهتر است که بعد جوش را انتخاب

کنیم (بند 10-9-2-9 مبحث دهم مقررات ملی ساختمان) که اگر حداکثر بعد جوش را انتخاب کنیم طول ورق روسری کمتر خواهد شد. بنابراین از آنجا که بعد جوش طبق جدول تابع ضخامت کمتر است و ضخامت بال تیر 1.2 سانتی متر کمتر از ضخامت ورق روسری می ‌باشد داریم:

 

حل مثال طراحی اتصال گیر دار کله گاوی

 

 

 

 

 

 

همانطور که قبلا اشاره شد محل تشکیل مفصل پلاستیک باید انتهای ورق فوقانی یا تحتانی هر کدام که بزرگتر بود باشد در اینجا مقدار طول ورق روسری 60 سانتی متر می ‌باشد و بیشتر از مقدار اولیه محل تشکیل مفصل پلاستک که 30 سانتی متر فرض کرده بودیم شده است بنابراین باید همین مراحل را با فرض  Sh = 60 cm  تکرار کنیم. با دو بار صحیح خطا نتیج زیر حاصل می ‌شود.

 

Sh = 71 cm   ،       LW = 137 cm    ،     Ltp = 80 cm  ،     Vu = 39946 kg

      ابعاد ورق فوقانی  b1=30 cm   ،     b2 =19 cm      ،       t tp = 4 cm

 

طراحی ورق روسری

شکل 13 ( ابعاد ورق روسری طراحی شده)

 

برای محاسبه ابعاد ورق زیر سری به صورت زیر عمل می کنیم:

عرض ورق زیر سری را برابر عرض قسمت عرض ورق بالاسری یعنی 30 سانتی متر در نظر می گیریم. این نکته باید دقت شود که همانطور که قبلا هم اشاره شد عرض ورق تحتانی برای اینکه نیاز به جوش بالا سری از بین رود و عملیات اجرایی راحت تر شود معمولاً 5 سانتی متر بیشتر از عرض بال تیر در نظر گرفته می‌شود بنابراین:

 

bbp = b1 =30 > bfb + 5 = 27 ok

طراحی ورق روسری

 

 

 

 

tbp = 2 cm

 

طول ورق زیر سری:

طول ورق روسری تابع طول جوش مورد نیاز اتصال ورق به بال تیر می ‌باشد که در مرحله قبل مقدار آن محاسبه شد و در اینجا به دلیل برابر بودن نیروی کششی ورق روسری و زیر سری همان مقدار خواهد بود.

 

 

 

 

ابعاد ورق زیر سری طراحی شده

شکل14( ابعاد ورق زیر سری طراحی شده)

 

طراحی نبشی جان:

 

  ( Vu < Vn =  (0.6 Fy AwCv ) =0.6 ×   0.9  2400 Fy Cv ( 2L1 t wp 

 

ضخامت ورق جان ( twp) را باید فرض کنیمtwp = twb = 1 cm .  بنایراین:

 

طراحی نبشی جان در اتصال گیر دار کله گاوی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

محاسبه طول ورق جان:

برای اینکار باید طول جوش مورد نیاز اتصال ورق نبشی به جان تیر را محاسبه کنیم، این جوش تحت تاثیر همزمان نیروی برشی Vu و لنگر پیچشی Vu e = TU قرار دارد. در اینجا به ناچار باید طول ورق نبشی را فرض کنیم و مراحل را ادمه دهیم. بنابراین:

 

طراحی گام به گام اتصال کله گاوی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تنش برشی ناشی از نیروی برشی Vu برابر با:

حل مثال طراحی اتصال کله گاوی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

برآیند نیروی های برشی وارد بر جوش:

 

 حل مثال طراحی اتصال کله گاوی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

با فرض استفاده از جوش با الکترود E60 داریم:

 

Rn = ΒFnw Aw ، Fnw = 0.6Fue ، Fue = 4200 kg/cm2

Fr = 686 ≤ φn Rn = 0.75 × 0.75 × 0.6 × 4200 × 0.707 a → a ≥ 0.68 cm

 

حال باید چک کنیم که این بعد جوش محدودیت حداقل و حداکثر آیین ‌نامه را رعایت می‌کند یا خیر؟

حداکثر بعد جوش برای ورق‌ های کمتر از 6 میلی متر برابر ضخامت قطعه و برای بالای 6 میلی متر برابر ضخامت ورق منهای 2 می ‌باشد. و همچنین بعد جوش نباید از ضخامت ورق نازک تر تجاوز کند. در این جا ضخامت ورق جان و خود جان تیر یک سانتی متر است. حداقل بعد جوش نیز از جدول بدست می آوریم که برابر با  5میلی متر می‌ باشد. بنابراین حداکثر بعد جوش برابر با  amax = 10 – 2 = 8 mm  از مقدار محاسبه شده بیشتر می‌ باشد. بنابریان بعد جوش را می‌توان 8 میلی متر گرفت.

 

ورق نبشی جان تیر

شکل 15 ( نیرو های وارد بر جوش ورق نبشی جان به جان تیر)

 

محاسبه جوش اتصال نبشی جان به بال ستون:

 

 طراحی اتصال کله گاوی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

حال باید چک کنیم که این بعد جوش محدودیت حداقل و حداکثر آیین‌ نامه را رعایت می‌کند یا خیر؟

حداکثر بعد جوش برای ورق‌های کمتر از 6 میلی متر برابر ضخامت قطعه و برای بالای 6 میلی متربرابر ضخامت ورق منهای 2 می‌ باشد. و همچنین بعد جوش نباید از ضخامت ورق نازک تر تجاوز کند. در این جا ضخامت ورق جان یک سانتی متر و ضخامت بال ستون 2.5   سانتی متر است. حداقل بعد جوش نیز از جدول بدست می آوریم که برابر با  5میلی متر می ‌باشد. بنابراین حداکثر بعد جوش برابر با amax = 10 – 2 = 8 mm که از مقدار محاسبه شده کمتر می‌ باشد. برای حل این مشکل می‌توان ضخامت ورق جان را 2.2 سانتی متر در نظر گرفت تا حداکثر بعد جوش یعنی
amax = 22 – 2 = 20 mm  بدست آید و محدودیت آیین‌ نامه را رفع کند.

بنابرابن ورق نبشی جان دارای ابعاد  با جوش 8 میلی متر به جان تیر و جوش 20 میلی متر به بال ستون طراحی شد

 

اتصال ورق نبشی جان به بال ستون

شکل 16 ( نیروهای وارد بر جوش اتصال ورق نبشی جان به بال ستون)

 

جدول طراحی اتصال wfp

 

 

منابع:

  1. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان
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 2 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 2 هزار تومان

پیش از همه باخبر شوید!

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند: 11,561 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. 1m.ghalandari

    عرض سلام و خسته نباشید….دیتیل اتوکد در فایل نبوده…قرار نمیدید؟؟؟فقط فایل پی دی اف بوده

    پاسخ دهید

  2. mmpsaze

    سلام
    چرا نمیشه دانلود کرد؟

    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