ساختمان

شكل پذيري و ظوابط طراحي قابهاي متشكل از تيرهاي لانه زنبوري از ديدگاه مقاومت در برابر زلزله
تیرهای لانه زنبوری
قابهاي متشكل از تير هاي لانه زنبوري به طور گسترده و روز افزون (اغلب توام با سيستم مهار بندي متقرب المحور ) در صنايع ساختماني كشورمان مورد استفاده قرار داده مي شوند . خصوصيات هندسي تيرهاي لانه زنبوري به نحوي است كه تحت اثر تغييرات لنگر خمشي ، تغيير شكلهاي (اصطلاحا ) ثانوي برشي ، كه اغلب قابل ملاحظه اند به وقوع پيوسته تغيير مكان جانبي سازه تحت اثر اعمال نيروهاي جانبي ناشي از زلزله در جهت عدم اطمينان مي گردد. اثرات اين تغيير شكلها ، در تير هاي لانه زنبوري در مقايسه با تيرهاي داراي جان توپر با سختي خمشي معادل ، منجر به بروز تغيير مكان جانبي بيشتر و نتيجتا افزايش اثر بار p ، به ويژه در حيطه رفتار ماوراء الاستيك در اين قابه مي گردد . بروز تمركز تنش و شدت زياد حوضه تنشي در گوشه سوراخها ، ملاحظاتي را در طراحي اين تيرها در مقابل اثرات ناشي از پديده خستگي كم تواتر در اثر وقوع زلزله ، ايجاب مي نمايد . گونه هاي مختلف گسيختگي تيرهاي لانه زنبوري ، شامل انحنا ء مختلف كمانش كلي و موضعي و كمانيسم محتمل پلاستيك و شكست مي باشد . باتوجه به آنكه شكل پذيري و توانايي جذب انرژي ، تابع ميزان قابليت رفتار عضو سازه اي در حيطه پاسخ غير خطي ماوراء الاستيك بوده و معيارهاي مناسبي از ديدگاه ظرفيت مقاومت و كيفيت رفتار در مقابل نيروهاي ناشي از زلزله شديد تلقي مي گردند . ضرورت تدوين ظوابط منطقي جهت ايجاد امكانات رفتار شكل پذير در قابهاي متشكل از تيرهاي لانه زنبوري محرز مي گردد .
بر اساس مطالعات آناليتيك عددي و آزمايشگاهي رفتار خميري و حدي اين تيرها مورد بررسي قرار داده شده نكاتي در مورد مقولاتي از قبيل اثرات تمركز تنش ، تنش هاي پس ماند بروز پلاستيسيته موضعي و گسترده ، مكانيسمهاي گسيختگي پلاستيك مورد بحث قرار داده شده است و رفتار غير خطي تير لانه زنبوري از نظر عملكرد غير خطي مصالح ، با در نظر گرفتن اثرات سخت شدگي جنبشي به روش اجزاء محدود مطالعه شده و با ملحوظ داشتن اثرات گسترش ترك در گوشه سوراخها در كاهش ضرفيت باربري حد نهايي تير ، رفتار غير خطي تير به صورت روابط بار تغيير مكان و لنگر و تغيير زاويه ارائه گرديده است كه با نتايج حاصل از آزمايش مطابقت داشته است . همچنين از طريق طرح ريزي آزمايشهاي ويژه رفتار غير خطي اجزا تشكيل دهنده تير لانه زنبوري مطالعه آزمايشگاهي چندي بر تيرهاي لانه زنبوري اصلاح شده به منظور بهبود رفتار خميري و افزايش شكل پذيري گزارش شده است . تحقيقات جاري شامل بررسي آزمايشگاهي رفتار قابهاي متشكل از تيرهاي لانه زنبوري از ديدگاه شكل پذيري همچنين مطالعه پديده كمانش جانبي – پيچشي چون در دست انجام است تا بدست آمدن نتايج مطالعات جامعتر از ديدگاه رفتار لرزه اي توصيه هاي ذيل را مي توان به عنوان الگوي اوليه جهت تدوين ضوابط طراحي سازهاي فولادي متشكل از تيرهاي لانه زنبوري مقاوم در مقابل زلزله ( يا بدون سيستم هاي مهار بندي ) به عنوان مكمل ضوابط طراحي تيرهاي لانه زنبوري تلقي نمود:
۱- اثرات تغيير شكلهاي برشي ثانويه تير لانه زنبوري ( و ستونهاي تسمه دار) در تحليل ملحوظ گردد.
۲- تحليل با در نظر گرفتن نيروي p انجام شود.
۳- تحليل با در نظر گرفتن اثرات ناشي از انعطاف پذيري اتصالات مربوطه انجام شود.
۴- تا انجام تحقيقات گسترده تر به منظور كاهش تغيير مكان جانبي سيستم مقاوم حتي المقدور از سيستم قاب فضا كار متشكل از تيرهاي لانه زنبوري بدون استفاده از سيستم مهاربندي مختلط اجتناب گردد.
۵ – در كليه اجزاء تير خواص مقاطع فشرده رعايت گردد.
۶- طول عضو لانه زنبوري به نحوي اختيار گردد كه مقاومت پلاستيك مقطع از نظر كنترول طرح با ايمنس مكفي بر سيلان برشي پيشي گيرد و به طور كلي مكانيسم پلاستيك خمشي يا شبه ويرنديلي مقدم بر ساير گونه هاي گسيختگي صورت پذيرد و تا ميزان قابل ملاحظه اي از تغيير شكل از بروز گونه هاي گسيختگي ممانعت به عمل آيد.
۷ – از سخت كننده هاي جان در پانل هاي انتهايي استفاده شود و محاسبات با در نظر گرفتن اثر سخت شدگي جان انجام گردد.
۸- براي ممانعت از بروز گسيختگي تردگونه و همچنين بروز كمانش موضعي در گوشه بازشوها و بهبود رفتار تحت اثر پديده خستگي كم تواتر قوسي به مشخصات ارائه شده در ضميمه الف مبحث دهم مقررات ملي ساختماني ايران در گوشه بازشوها اجرا گردد.
۹ – از جوش با نفوذ كامل استفاده گردد.
۱۰ – به منظور جلوگيري از كمانش جانبي-پيچشي مقاطع T ، تا فاصله ۴/۱ طول دهانه از اتصال تير به ستون قيود جانبي به فواصلي برابر با بعد به پانل و از آن به بعد فواصل متناسب براي تيرهاي شكل پذير در نظر گرفته شود.
۱۱ – از تقويتهاي مناسب جان براي جلوگيري از كمانش تحت اثر بار متمركز و برش زياد استفاده گردد.
۱۲- از تقويتهاي مناسب جان براي افزايش ظرفيت چرخشي لوله هاي مقاطع T در مكانيسم شعبه ويرنديلي در پانلهاي بحراني استفاده گردد.
۱۳ – تا انجام تحقيقات گسترده تر ، تحت بارهاي دوره اي و مطالعه رفتار هيستريك ، سيستم هاي قاب فضا كار متشكل از تيرهاي لانه زنبوري ، توام با سيستمهاي مهاربندي (مختلط) به عنوان قاب فضا كار لنگر گير معمولي (بدون قابليت عملكرد و شكل پذير ويژه ) و با ضريب رفتار مناسب با آن بكار گرفته شود.
۱۴- حداكثر ارتفاع سيستم هاي مختلط توام با قاب معمولي متشكل از تيرهاي لانه زنبوري به ۵۰ متر محدود گردد.
۱۵ – استفاده از تيرهاي لانه زنبوري به عنوان عضو تير واسط در قابهاي مهاربندي شده با سيستم مهاربندي واگرا مجاز نمي باشد.
۱۶ – فولاد مورد استفاده بايد از نوع شكل پذير ، با مقاومت مناسب در مقابل گسيختگي سريع و با دماي انتقال پايين باشد.
۱۷ – حداكثر مقاومت سيلان فولاد مورد مصرف ۳۶۰۰ kg/cm۲ محدود گردد.
۱۸ – نوع سطوح برشي حاصل از ماشين و برش اتوماتيك شعله اي با كيفيت خوب قابل قبول مي باشد ولي سطوح برشي حاصل از برش شعله اي دستي بايد پرداخت داده شود.
۱۹ – حداكثر رواداري مجاز از نظر عدم هم امتداد بودن و دو نيمه جوش شده تير كه بر حسب نسبت اندازه نابجايي اوليه در وسط ارتفاع اعضاء قائم جان به ارتفاع كل جان تعريف مي شود.
۲۰ – حتي المقدور طراحي اين تيرها به صورت مركب (مختلط) با عملكرد توام با بتن كف انجام شود. اتصالات موسوم به خورجيني قبل از آنكه بتوان در مورد نحوه عملكرد اتصالات موسوم به خورجيني از ديدگاه رابطه بين لنگر و چرخش اتصال و همچنين شكل پذيري اتصال و در نتيجه ميزان مطلوب بودن اين اتصالات به عنوان اتصالات قابهاي فضايي شكل پذير يا بدون مهار بندي اضهار نظر قطعي نموده ، لازمست تحقيقات دامنه داري در مورد رفتار استاتيكي و ديناميكي اينگونه اتصالات انجام شود.
مطالعاتي كه در حيطه الاستيك روي رفتار تيرهاي خورجيني انجام گرفته حاكي از آن است كه ميزان گيرداري اين اتصالات را مي توان در جهات تيرهاي خورجيني با استفاده از ورقهاي اتصال كه در بالا و پايين به بال تيرهاي خورجيني و به ستون و در عين حال به كناره نبشي هاي اتصال فوقاني و تحتاني جوش شده اند ، بهبود بخشيد و تمايل به پيچش ناشي از برون محوري را در ناحيه اتصال خنثي نمود و در عين حال از نظر ميزان تمركز تنش نيز شرايطي مناسبي را ايجاد كرد استفاده از لچكي هايي جهت جلوگيري از تغيير شكل نبشيهاي اتصال فوقاني و تحتاني نه تنها از نظر ايجاد محدوديت و قيود بيشتر در تغيير مكان جانبي پيچشي تيرهاي خورجيني بلكه از نظر افزايش ميزان گيرداري اتصال تير فرعي به مجموعه نيز خورجيني و ستون نيز موثر مي باشد. در عين حال با توجه به تمايل تيرهاي خورجيني به تغيير مكان جانبي پيچشي به علت برون محوري ، انتضار مي رود تيرچه ها و مصالح مورد استفاده در كف طبقات معولا قادر به جلوگيري از تغيير مكان جانبي-پيچشي تيرهاي خورجيني و بهبود بخشيدن به اين نقطه ضعف ناشي از برون محوري اتصال باشند.
استفاده از ورقهاي فوقاني و تحتاني به نحوه مذكور در سطور فوق در محل اتصال و همچنين استفاده از تسمه هاي متصل كننده تيرهاي خورجيني در فواصلي متناسب در طول دهانه تيرهاي خورجيني از نظر محدود نمودن تغيير شكلهاي جانبي پيچشي تيرها مفيد خواهند بود . استفاده از تيرهاي خورجيني ناودوني و ستونهاي دوبل متشكل از پروفيلهاي ناودوني به نحوي كه جان تير جان تير خورجيني در تماس با جان پروفيل ، ستون باشد به لحاظ كاهش ميزان برون محوري رفتار من حيث المجموع بهتري ، چه از نظر ميزان لنگر قابل انتقال توسط اتصال و چه از نظر نحوه توزيع تنشها و ضرائب تمركز تنش ، در حيطه الاستيك نشان مي دهند . تحقيقات بيشتر در زمينه رفتار ماوراء الاستيك اين اتصالات و رفتار در مقابل بارهاي متناوب دوره اي و تغيير علامت دهنده در حال حاظر در دست انجام مي باشد.

ساختمان

مطالب مشابه :

ساختمان

مقاله ای در مورد "مصالح نوین ساختمانی"

مقاله کامل در مورد لوله کشی ساختمان

تحقیق درباره مراحل ساخت یک ساختمان

ساختمان

تحقیق در مورد شناخت گچ

مقاله در مورد عمران

ساختمان

ساختمان

ساختمان