Transcript Slide 1
اتصال اجزای مختلف یک سازه فوالدی بسیار مهم است .این اتصاالت در قسمت های مختلف سازه و بسته به نوع کاربری و نیروهای وارده بر آنها طراحی می شوند اما خوب بودن اتصال و اطمینان از باربری آن حائز اهمیت است. از جمله اشکاالت عمده در سازه های فوالدی در قسمت اتصاالت عبارتند از: .1اتصال ستون به پی .2اتصال تیر به تیر و تیر به ستون .3اتصال بادبند به ستون یا تیر از جمله مسائلی که در اجرای اتصال ستون به پی ایجاد می شود: کم بودن ابعاد و ضخامت زیر سری کم بودن پیچ های مهاری و قطر آنها می باشد. گاهی اوقات هم به هنگام بتن ریزی صفحه ستون به دلیل جابجایی در محل اصلی خود قرار نمی گیرد. Column Connection Angle Bearing Plate Footing Anchorage در ساختمان های 4طبقه و بیشتر ,ضخامت صفحه ستون باید بیش از 2.5سانتی متر باشد. ویا از سخت کننده روی صفحه ستون به منظور افزایش مقاومت خمش ی استفاده شود. نحوه اتصال ستون به صفحه ستون نیز مهم است بطوریکه در امتداد بدون بادبند یک اتصال گیردار در امتداد بادبندی یک اتصال ساده تیر به ستون الزم است. .2اتصال تیر به تیر و تیر به ستون: مهمترین قسمت در کنترل اجرای سازه فوالدی ,اطمینان از اتصال درست تیر به ستون به ویژه در امتدادی است که سیستم مهاربندی نشده و صرفا دارای قاب خمش ی است. در چنین حالتی اگر ستون ها از قوطی ساخته شده از ورق است,در نصب ورق های پیوستگی درون ستون قوطی و در تراز ورق های زیر و روی تیر باید توجه شود. نکته مهم دیگر جوش صحیح ورقهای پیوستگی به 4وجه ستون است که معموال در اجرا 3 ,طرف جوش می شود و وجه چهارم به ورق های پیوستگی متصل نمی شود .برای رفع این مشکل می توان ورق وجه چهارم قوطی ستون را در یک طول مشخص یک متری بصورت منقطع اجرا نمود تا امکان جوشکاری ورق های پیوستگی وجه چهارم هم بوجود آید. اتصاالت تیر به ستون فلزي براساس آيین نامه فوالد ايران در ساختمان هاي اسكلت فلزي به سه دسته تقسيم مي شوند: .1ساختمان هاي نوع يك ,قاب هاي با اتصاالت صلب: در اين نوع اتصاالت پيو ستگي كا مل در محل اتصال تیر به ستون بر قرار مي شود و زاويه اوليه بین تیر ستون با تامین درجه گیرداري چرخش ي (صلبيت)در حدود 90درصد و بيش تر ثابت نگه داشته مي شود. .2ساختمان هاي نوع دو,قاب هاي ساده: در اين نوع ساختمان ها گیرداري چرخش ي بین تیر و ستون در حد امكان پايین نگه داشته مي شوند به اين تر تيب كه حدود 80درصد چرخش بین تیر و ستون در محل اتصال آزاد است. .3ساختمان هاي نوع سه ,اتصال نيمه گیردار: در اين نوع اتصاالت گیرداري چرخش ي بین اعضاي تیر و ستون در محل اتصال از 20درصد تا80درصد نوسان دارد به خاطر اشكاالت عمده در تخمین درجه گیرداري در اين حالت از اتصال نيمه صلب استفاده نمي شود. اتصاالت ساده تیر به ستون با نبش ي جان: • نبش ي جان بايد در حد امكان قابل انعطاف باشد (حداكثر نبش ي نمره ) 15*15 • فاصله آزاد بین تیر و ستون حدود 2سانتي متر منظور مي شود تا هنگام نصب تیر به لحاظ اجرايي مشكلي ايجاد نشود. •مي تواند به صورت تكي (در يك طرف جان تیر ) و يا دو تايي (در دو طرف جان تیر )باشد. در بسیاری از سازه های فوالدی برای ستون های واقع در قاب خمش ی از مقطع دوبل IPEوورق تقویتی روی بال استفاده می شود ,اما در اثر اعمال کشش: ورق های تقویتی بال خمیده می شود و گیرداری از بین می رود. برای رفع این مشکل: از جوش ورق تقویت بال استفاده می شود. جوش شیاری اتصال ورق فوقانی و تحتانی تیر به ستون برای تامین گیرداری اهمیت زیادی دارد. اما در عمل به دلیل: .1عدم رعایت پخ 45درجه لبه ورق .2عدم استفاده از جوش نفوذی .3قرار دادن ورق فوقانی بصورت مستطیلی جوش شیاری ازمقاومت کافی برخوردار نیست. راهکار موجود ,استفاده از ورق ذوزنقه ای در محل اتصال به ستون است. نبش ی نشیمن زیر تیرها برای نیروهای تکیه گاهی کافی نیست که با افزودن سخت کننده مثلثی می توان آنها را تقویت کرد: .3اتصال بادبند به ستون یا تیر: اکثر سازه های فلزی موجود فاقد سیستم باربر جانبی در برابر زلزله هستند .و یا بدون سیستم مهاربندی ,از قاب ساده و یا قاب با اتصاالت خورجینی ساخته شده اند. درحالت بادبندی هم گاهی بصورت متقارن بادبندی نمی شوند که باعث ایجاد لنگر پیچش ی در طبقات می شود. حذف عنصر مقاوم در طبقه همکف,باعث شکل گیری طبقه نرم می شود که حداکثر نیروی برش ی را تحمل می کند.موارد ذکر شده تنها با دقت مهندس ناظر قابل پیشگیری می باشد. اشکاالت متعدد در سیستم مهاربندی سازه های فوالدی: .1اتصال عضو بادبند بصورت خارج از مرکز با نصب ورق .2اتصال در لبه بال ستون و تیر .3اتصال ورق به تنهایی به ستون و یا تیر .4ضعف عضو مهاربند .5ابعاد غیرکافی ورق های اتصال در برخی از سازه ها طبق نظر مالک ,به جای استفاده از عضو مهاربند (دوبل نبش ی یا ناودانی) از پروفیل Iشکل قدیمی استفاده می کنند. این مقطع جوابگوی شرط الزم الغری اعضای فشاری نیست. مشکل دیگر: عدم اتصال دو نیمرخ نبش ی یا ناودانی با تسمه در طول عضو مهاربندی. ضعف عضو مهاربند کوچک بودن ورق اتصال خسارت لرزه ای وارد بر یک سازه فلزی در بم پس از بریده شدن جوش اتصال عضو مهاربندی Girder Tee Brace – Double Angle Girder Brace – Double Angle Gusset Plate Column Tee Bracing (Single) Girder Brace – Double Angle Column Tee راستای عضو مهاربند باید از محور ستون بگذرد زاویه کم مهاربند با افق و در يك راستا نبودن دو تیر کنده شدن مهاربند به دلیل جوش ناکافی اتصال وصله نامناسب روی مهاربند در این سیستم باید به : .1محل اتصال اعضا به تیر .2ومقاومت تیر دقت شود. معموال برای ایجاد بازشوی بیشترزاویه مهاربند با افق را زیاد می کنند. افزایش زاویه با افق منجر به: .1کاهش راندمان سیستم در برابر بارهای جانبی .2تحمیل نیروی برش ی بزرگتر به تیر پیوند ستون ها عموما به دلیل سهولت اجرا: • استفاده از دو پروفیل بهم چسبیده • یا با فاصله به کمک ورق های بست افقی در اجرای ستون • در ساختمان های بیشتر از 5طبقه که نیاز به وصله ستون ها است ,وصله ستون در محل مقطع بحرانی ,جوش کافی ندارد. تیرها بسیاری از تیرها در سیستم قاب صلب از مقاطع زوج با ورق تقویتی جان در دو انتها تشکیل شده اند. به دلیل نیروی کشش ی زیاد در بال ها ناش ی از خمش در تیر وجود دارد ,باید ورق ها بصورت سراسری و ممتد به بال ها جوش شوند. مشکل متداول دیگر در تیرها ,طول نامناسب است .رواداری مجاز در محل اتصال تیر به ستون حداکثر 1سانتی متر است که به علت ضعف اجرایی تا 5سانتی متر هم می رسد. این موضوع ,خروج از محوریت زیاد و لنگر خمش ی زیادی به نبش ی نشیمن زیر تیر اعمال می کند. استفاده از تیر النه زنبوری در سیستم قاب خمش ی در مناطق زلزله خیز در راستای بدون بادبندی مناسب نیست. یکی از نقاط ضعف سازه های فوالدی نحوه رایج اتصال گیردار تیر Iشکل به ستون دوبل است.که در برابر بار لرزه ای عملکرد مناسبی ندارد. راه حل:استفاده از صفحه کناری است. منظور از صفحات کناری ,صفحاتی است که بصورت موازی با جان تیردر دو طرف بال های تیر قرار گرفته اندو از طرفی به بال تیر و از طرفی به ستون جوش می شوند. در این روش انتهای بال های تیر با ستون در تماس نبوده واز آن بطور کامل جدا است. مکانیزم انتقال ممان در این روش ,متمایزاز روشهای متداول است. مزایای استفاده از صفحه کناری: .1حذف اتصال مستقیم تیر به ستون .2عدم نگرانی از ترد شکنی جوش نفوذی اتصال بال تیر به ستون .3عدم ضعف چشمه اتصال که در اتصاالت گیردار رایج است. .4با حذف انتقال مستقیم نیروی بال تیر به ورق اتصال ستون دوبل,تغییر شکل,پیچیدگی و کمانش ورق پوشش ی ستون حذف می شود. اتصاالت تیر به ستون دوبل تحت اثر بار نشان می دهد که ,اتصاالت جوش ی متداول به علت ضعف ورق اتصال, کامل گیردار نبوده و باید به صورت نیمه گیردار در نظر گرفته شود. سیستم اتصال تیر به ستون با استفاده از صفحه کناری,باعث تشکیل مفصل پلستیک درون تیر می شود. این سیستم اتصال در طبقه اتصاالت کامل مقاوم قرار می گیرد. با توجه به مسیر انتقال نیرو ,نیروی کشش ی بال تیر به ورق پوشش ستون دوبل وارد نمی شود و از طریق صفحات کناری به ستون منتقل می شود.لذا تغییر شکل زیاد ورق پوشش ستون دوبل بر اثر کشش مستقیم از بین می رود.