طراحی تیر و ستون فولادی بر اساس نشریه 360

در این جزوه کمیاب بهسازی لرزه ای 5 مثال از طراحی تیر و ستون فولادی بر اساس نشریه 360 حل شده است که معیار های پذیرش این اعضا را بررسی می کند. در این جزوه تایپ شده با توجه حل قدم به قدم می تواند منبع مناسبی برای یادگیری و کار با نشریه 360 باشد که دارای پیچیدگی های خاص خود است.

طراحی تیر و ستون فولادی مورد بحث این حل تمرین

• کفایت ستون بر اساس ترکیب بار نیرو کنترل
• بررسی کفایت ستون در سطح عملکرد LS و کرانه پایین مورد انتظار
• پذیرش ستون در حوزه غیرخطی و سطح عملکرد مشخص
• کنترل معیار پذیرش تیر با فرض رفتار خطی برای سه سطح عملکرد
• معیار پذیرش تیر در رفتار غیر خطی
• حداکثر دوران غیرخطی مجاز بر اساس معیار پذیرش

طراحی تیر و ستون فولادی بر اساس معیارهای پذیرش تیر و ستون فولادی نشریه 360

در صفحه 119 این نشریه در مورد معیارهای پذیرش این اعضا چنین آمده است:

معیار های پذیرش تیرها

مقاومت اعضایی از سازه های فولادی که نیروی محوری در آنها کمتر از 10 درصد ظرفیت محوری عضو بوده و تحت تلاش خمشی قرار دارند براساس مقررات این بند محاسبه می شود.

مقاومت مورد انتظار Q_ce تیرها و دیگر اعضای با رفتار تغییرشکل کنترل در خمش، براساس کوچکترین مقدار حاصل از حالاتحدی تسلیم، کمانش جانبی پیچشی، کمانش موضعی بال یا تسلیم برشی جان میباشد. این مقاومت باید براساس ضوابط زیر تعیین گردد:

الف) برای تیرهای با خمش حول محور قوی که شرایط فشردگی مقطع و Lb < Lp براورده می گردد. ( Lp حداکثر طول مهارنشده عضو طبق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (روش حدی) که در آن حالت حدی تسلیم حاکم است و Lb فاصله دو مهار جانبی متوالی می باشد) و همچنین در تیرهای مدفون در بتن مشروط بر آنکه تسلیح لازم جهت جدا نشدن بتن در هنگام وقوع زلزله فراهم باشد، مقدار Qce براساس حالت حدی تسلیم و از رابطه محاسبه می شود.

Q_ce = M_ce = M_pce = Z_Fye

در رابطه قوق M_pce ظرفیت خمشی خمیری مورد انتظار مقطع می باشد.

ب) برای تیرهای با خمش حول محور قوی که شرایط فشردگی مقطع یا Lb < Lp اقناع نمی شود. مقدار Q_ce  براساس حالات حدی کمانش موضعی بال و یا کمانش جانبی پیچشی و از رابطه زیر محاسبه می شود:

Q_ce = M_n

در رابطه فوق M_n ظرفیت خمشی اسمی براساس مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (روش حدی) بوده و برای محاسبه آن باید از Fye به جای Fy و ضریب Φ برابر یک استفاده نمود.

پ) برای تیرهای با خمش حول محور ضعیف، مقدار Q_ce براساس حالات حدی تسلیم و کمانش موضعی بال طبق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (روش حدی) تعیین میگردد و برای محاسب هی آن باید از Fye به جای Fy و ضریب Φ برابر یک استفاده نمود.

ت) هرگاه مقاومت برشی جان بدون سخت کننده حاکم بر مقاومت تیر شود، مقدار Q_ce  براساس حالت حدی تسلیم برشی جان و مطابق زیر محاسبه می شود:

Q_ce = V_n

معیار های پذیرش ستون ها

این بند مربوط به ارزیابی مقاومت در اعضایی است که نیروی محوری در آنها بیشتر از 10 درصد ظرفیت محوری باشد. رفتار ستونها در فشار با عملکرد نیرو کنترل و در کشش با عملکرد تغییرشکل کنترل درنظر گرفته می شود و مقاومت آن به شرح زیر محاسبه میگردد:

الف) کرانه پایین مقاومت Q_CL ستونهای فولادی تحت اثر نیروی محوری فشاری برابر کوچکترین مقدار حاصل از حالت حدی کمانش ستون، کمانش موضعی بال و یا جان خواهد بود. کرانه ی پایین مقاومت ستون ها ناشی از حالات حدی ذکرشده برای مقاطعی که دارای شرایط فشرده یا غیرفشرده می باشد، براساس رابطه زیر محاسبه می شود.

Q_cL = P_cL = P_n

ب) مقاومت مورد انتظار اعضا تحت کشش، Qce، بر اساس رابطه زیر است:

Q_CE = P_CE = AF_ye