با توجه به افزایش روز افزون استفاده از اسکلت‌های فولادی در ساختمان‌های ساخته شده در ایران (طبق آمارهای موجود ۶۰٪ زیر بنای ساختمان‌های در حال احداث از نوع اسکلت فلزی است) و افزایش قیمت پروفیل نسبت به ورق خام، استفاده از تیر ورق در ساخت اسکلت‌های فولادی رونق فراوان یافته است. استفاده از تیر ورق دارای مزایا و معایبی است. اولین مزیت آن امکان طراحی با ابعاد ضخامت‌ها نوع و جنس مختلف برای طراح است که با توجه به نوع سازه و کاربری آن قابل تغییر است، لیکن این نوع سازه‌ها (تیر ورقی) با توجه به حجم زیاد جوشکاری و مونتاژ دقیق قطعات ممکن است دارای عیوبی در مراحل مختلف مونتاژ و جوش باشد. با توجه استفاده قابل ملاحظه از مقطع باکس در سازه‌های موجود، یادآوری چند نکته ضروری به نظر می‌رسد.

  1. اجرای سازه‌ای با مقطع باکس که جوش‌های طولی آن از نوع نفوذی است، بسیا ر مشکل و پروسه کنترلی آن بسیار وقت گیر و پر هزینه است.
  2. ‌تغییر مقطع در هر فاز باید با توجه به ضخامت فیلر مورد نیاز و نحوه بارگزاری برروی آن مقطع محاسبه شود.
  3. ‌ورق‌های پیوستگی داخل ستون‌ها دارای اهمیت فراوان است و باید نحوه جوشکاری و محل دقیق آنها در مراحل مونتاژ و جوشکاری کنترل کرد. ‌

سخت کننده‌های داخل ستون

اتصالات صلب تیر به ستون

مقصود طراح در هنگام استفاده از اتصال صلب تیر به ستون این است که قادر به انتقال کامل لنگر باشد و هیچ گونه چرخش نسبی بین اعضای وارد به اتصال به وجود نیاید.

از آنجا که اکثر لنگر خمشی تیر به صورت یک زوج نیرو در بال‌های کششی و فشاری تیر با بازوی تقریباً مساوی ارتفاع تیر حمل می‌شود، نقش اصلی یک اتصال صلب فراهم آوردن امکاناتی برای انتقال این نیروهای محوری است. همچنین با توجه به اینکه اکثر نیروی برشی توسط جان تیر حمل میشود،
پیوستگی کامل اتصال، ایجاب می‌کند که نیروی برشی مستقیماً از جان انتقال پیدا کند. در یک اتصال صلب تیر به ستون، تیرها ممکن است از دو طرف به هر دو بال ستون متصل شده باشند ‌یا فقط به یک بال ستون متصل شوند، همچنین ممکن است که تیرها از یک یا دو طرف به جان ستون به طور صلب متصل شده باشند.

با توجه به رفتار نامناسب در مقابل زلزله‌، اتصال مستقیم تیر به ستون امروزه مورد شک و تردید قرار گرفته است.

اگر در یک سیستم قاب صلب، تیرها فقط از دو طرف بر دو بال ‌یا جان متصل شده باشند (البته نه با هم)، سیستم، قاب صلب دو طرفه یا صفحه‌ای Two-way or planar fram خوانده می‌شود. سیستم قاب صلبی که شامل اتصالاتی باشد که در آن تیرها از چهار طرف بر دو بال و جان ستون متصل شده باشند (البته ممکن است که فقط بر یک طرف جان باشد.)، به نام قاب صلب فضایی یا چهار طرفه (four-way or space system) خوانده می‌شود. هدف اصلی در طرح یک اتصال صلب، انتقال نیروهای موجود از طریق اتصال بدون هر گونه تغییر شکل موضعی ناشی از این نیروها است.

سخت کننده‌های افقی در ناحیه فشاری اتصال

از آنجایی که اتصال صلب، نیروهای موجود در بال‌های تیر به صورت نیروها‌ی فشاری و کششی وارد بال‌ ستون می شوند، ممکن است احتیاج به سخت کننده های فشاری و کششی باشد. در ناحیه‌ای که نیروی بال فشاری است، از لهیدگی جان ستون و در ناحیه‌ای که نیروی بال کششی است، از تغییر فرم بال ستون جلوگیری می‌نمایند.

ضخامت سخت کننده نباید از نصف ضخامت بال تیر کمتر باشد و همچنین محدودیت‌های ابعاد قطعات فشاری باید بر آن اعمال شود.

بررسی اثر سخت کننده قائم بر رفتار اتصال تیر I به ستون قوطی

با افزایش طبقات ساختمان‌ها و افزایش بارهای خمشی و محوری ستون‌ها این اعضای سازه‌ای به سطح مقطع و اساس مقطع بزرگتری نیاز دارند‌. از آنجا که ستون‌های با مقطع H از نظر سطح مقطع و اساس مقطع دارای محدودیت هستند، استفاده از ستون‌های قوطی‌، که از به هم جوش دادن چهار ورق ساخته می‌شوند رو به افزایش است‌. این در حالی است که تحقیقات زیادی در مقایسه با ستون‌های H شکل روی اتصال این ستون‌ها صورت نگرفته است.

شکل پذیری اتصال

اگر مقاومت اتصال به طور قابل ملاحضه‌ای بیش از لنگر پلاستیک تیر باشد سیستم سازه‌ای به وسـیله تیـر کنتـرل مـی‌شـود و اتصال به صورت الاستیک در نظر گرفته می‌شود‌. اگر مقاومت اتصال فقط کمی بیش از لنگر پلاستیک تیـر باشـد ممکـن اسـت اتصال قبل از رسیدن تیر به مقاومت نهایی وارد تغییر شکل‌های غیر الاستیک بشود. اگر مقاومت تیـر بیشـتر از مقاومـت اتصـال باشد تغییر شکل‌ها می‌تواند در تیر متمرکز شود. نیازهای شکل پذیری اتصال به کاربرد خاص آن بستگی دارد. برای مثـال شـکل پذیری لازم برای یک قالب مهاربندی در یک ناحیه غیر لرزه‌ای به طور کلی کمتر است از شکل پـذیری لازم در یـک ناحیـه بـا لرزه خیز بالا. نیازمندی‌های شکل پذیری چرخشی بـرای طراحـی لـرزه‌ای بـه سیسـتم سـازه‌ای بسـتگی دارد.

 

منبع: عمران سافت

از انتشار مطالب و فایلهای این سایت با ذکر منبع استقبال میکنیم