8-3-10 روش تأیید اتصالات گیردار

اتصالات گیرداری که برای استفاده در قاب‌های خمشی متوسط و ویژه پیشنهاد می‌شوند، باید قبلاً مورد تأیید قرار گیرند. اتصالات گیردار معرفی شده در بخش 10-3-7 در صورت تأمین الزامات و محدودیت‌های آن بخش، به عنوان اتصالات گیردار پیش تأییدشده محسوب می‌شوند و نیازی به تائید مجدد آن‌ها نیست. استفاده از سایر انواع اتصالات یا اتصالات پیش تأیید شده در خارج از محدوده‌های مجاز بر طبق بندهای 10-3-7-2 الی 10-3-7-10، در قاب‌های خمشی متوسط و ویژه، مشروط به طی مراحل تائید مطابق الزامات این بخش است.

1-8-3-10 الزامات عمومی

اتصالات گیردار پیشنهادی باید با انجام آزمایش‌ها، مطالعات تحلیلی پشتیبان و ارائه روش‌های طراحی تائید شوند. مجموعه این مدارک باید نشان دهد که اتصال قادر به تحمل تغییرشکل‌های دورانی متناظر با تغییرمکان نسبی طبقه به میزانی حداقل برابر مقادیر موردنظر بند 10-3-3-2-6 برای استفاده در قاب‌های خمشی متوسط یا بند 10-3-3-3-8 برای استفاده در قاب‌های خمشی ویژه، حسب مورد، است. تمام حالتهای حدی که بر سختی، مقاومت و شکل‌پذیری اتصال تأثیر می‌گذارند، باید شناسایی شده و اثر متغیرهای طراحی بر آن‌ها مورد توجه قرار گیرد.

2-8-3-10 مرجع تائید اتصال

مجموعه مدارک تهیه شده برای تأیید اتصال پیشنهادی باید توسط کمیته‌ای متشکل از حداقل 3 نفر متخصص به انتخاب کمیته تخصصی مبحث دهم بررسی شده و طی یک گزارش مکتوب مورد قبول قرار گیرد و سپس توسط کمیته مبحث دهم تائید شود.

3-8-3-10 متغیرهای طراحی

برای تأیید اتصال پیشنهادی لازم است محدودیت‌های مربوط به متغیرهای طراحی به شرح زیر در مدارک تعیین شود:

الف) محدودیت‌های تیر و ستون

• نوع مقطع (I یا H یا جعبه‌ای و یا قوطی)
• روش ساخت مقطع (نوردشده یا جوش شده)
• عمق مقطع و ضخامت بال
• نسبت دهانه به عمق تیر
• جهت قرارگیری مقطع ستون نسبت به تیر
• مهار جانبی تیر و ستون

ب) ورق‌های پیوستگی و مضاعف

• تعیین شرایط مربوط به نیاز این ورق‌ها
• ضخامت، عرض و عمق ورق
• نحوه اتصال

پ) جوش و پیج

• نوع جوش، الکترود، پشت‌بند، سوراخ دسترسی و نحوه کنترل کیفیت
• قطر و نوع پیچ، نوع سوراخ و نحوه سوراخ‌کاری و نصب پیچ و پیش‌تنیدگی

ت) سایر پارامترهای مربوط به نوع خاص اتصال پیشنهادی

4-8-3-10 روش طراحی

برای تائید اتصال گیردار پیشنهادی لازم است دستورالعملی برای طراحی اتصال پیشنهاد شود.

5-8-3-10 مستندات لازم

مستندات لازم برای تائید اتصال پیشنهادی عبارت‌اند از:

• نقشه‌های اتصال حاوی کلیه جزئیات لازم
• توصیف رفتار مورد انتظار اتصال در ناحیة الاستیک و غیرالاستیک، نقاط مورد انتظار تشکیل مفصل پلاستیک و حالتهای حدی که مقاومت و شکل‌پذیری اتصال را کنترل می‌کند.
• نتایج تحلیل‌های مدل‌های عددی
• نوع سیستمی که اتصال در آن قابل استفاده است (قاب خمشی متوسط یا ویژه)
• فهرست کلیه محدودیت‌های مذکور در بند 10-3-8-3
• تعیین کلیه جوشهای بحرانی لرزه‌ای
• تعیین ناحیة محافظت شده اتصال
• گزارش آزمایش‌های انجام شده برای تائید اتصال
• رویه‌های کنترل کیفی
• دستورالعمل‌های طراحی اتصال

6-8-3-10 آزمایشگاه‌های معتبر

آزمایش‌های مورد استفاده برای تائید اتصال باید در آزمایشگاههای معتبر دارای تجهیزات مناسب و نفرات مجرب انجام شود. آزمایشگاه و روش انجام آزمایش‌ها باید به تائید کمیته معرفی شده در بند 10-3-8-2 رسیده باشد.

7-8-3-10 نمونه‌های مورد آزمایش

نمونه‌های زیرسازه مورد آزمایش باید حتی‌الامکان شرایطی را که در اتصال در هنگام اثر زلزله ایجاد می‌شود، بازسازی کند. در این زیرسازه شرایط زیر باید رعایت شود:

• زیرسازه باید حداقل شامل یک ستون و تیری باشد که از یک طرف یا از هر دو طرف به ستون متصل است.
• نقاط عطف تغییرشکل خمشی در زیرسازه باید با نقاط مذکور در قاب اصلی تطابق داشته باشد.
• مهارهای جانبی در زیرسازه باید مشابه مهارهای سازه اصلی باشد ولی تعبیه مهارهای اضافی در نقاط اعمال بار و تکیه‌گاه مجاز است.

8-8-3-10 متغیرهای اساسی آزمایش

متغیرهای زیر باید در نمونه‌های مورد آزمایش شبیه‌سازی شود:

الف) منابع دوران‌های غیرارتجاعی

دوران‌های غیرارتجاعی نمونه باید با تحلیل داده‌های تغییرشکل‌های نمونه محاسبه شود. منابع این دوران‌های غیرارتجاعی شامل تسلیم اعضا، تسلیم اجزا و ادوات اتصال و لغزش بین اعضا و اجزای اتصال است.

ب) اعضا

تیر مورد استفاده در نمونه آزمایش باید در محدوده زیر باشد:

• عمق تیر نباید کمتر از 90% عمق تیر در سازه اصلی باشد.
• وزن واحد طول تیر نباید کمتر از 75% وزن مربوطه در سازه اصلی باشد.
• نسبت طول تیر به عمق آن نباید از 0.9 این نسبت در سازه اصلی بزرگتر باشد.

ستون مورد استفاده در نمونه آزمایش باید در محدوده زیر باشد:

• عمق ستون نباید کمتر از 90% عمق ستون در سازه اصلی باشد.
• نسبت مقاومت ستون به تیر نباید کمتر از این نسبت در نمونه اصلی باشد.

پ) جزئیات اتصال

جزئیات اتصال در نمونه آزمایش باید مشابه سازه اصلی باشد.

ت) ورق پیوستگی

جزییات ورق پیوستگی و اتصال آن به ستون در نمونه آزمایش باید مشابه سازه اصلی باشد.

ث) تنش تسلیم فولاد

تنش تسلیم تمام اعضا و عناصر اتصال در نمونه‌های آزمایش که با تسلیم آن‌ها دوران‌های غیرارتجاعی اتصال حاصل می‌شود، باید با انجام آزمایش تعیین شود. استفاده از مقادیر مشخصه تولید فولاد برای این منظور جایز نیست. شرایط زیر در مورد مقادیر تعیین شده با انجام آزمایش باید رعایت شود:

• تنش تسلیم بال تیر نباید کمتر از 0.85R_yF_y فولادی که قرار است در تیر سازه اصلی استفاده شود، باشد.
• تنش تسلیم ستون و عناصر اتصال نباید از 0.85R_yF_y فولادی که قرار است در همین اجزای سازه اصلی استفاده شود کمتر و از و 1.15R_yF_y بیشتر باشد. که در آن:

R_y= نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به تنش تسلیم مشخصه فولاد

F_y= تنش تسلیم مشخصه فولاد

ج) اتصالات جوشی

جوش‌های نمونه مورد آزمایش باید دارای شرایط زیر باشد:

• جوش‌کاری باید براساس یک دستورالعمل جوش‌کاری (WPS) معین انجام شود که مشابه دستورالعمل مذکور در سازه اصلی باشد. مقاومت کششی و طاقت نمونه شیاردار شارپی (CVN) جوش‌های شیاری باید با انجام آزمایش تعیین شود. استفاده از مقادیر مندرج در گزارش‌های تولید کننده الکترود برای این منظور کافی نیست.
• مقاومت کششی مشخصه الکترودی که در نمونه آزمایش استفاده می‌شود باید با مقاومت مذکور در سازه اصلی مطابقت داشته باشد.
• مقدار مشخصه حداقل طاقت نمونه شیاردار شارپی (CVN) الکترودی که در نمونه آزمایش استفاده می‌شود، نباید از مقدار مذکور در سازه اصلی بیشتر باشد. ضمناً مقداری که با انجام آزمایش برای این پارامتر به دست می‌آید، نباید بیش از 50% مقدار مشخصه مربوطه در سازه اصلی یا 34J ( هرکدام بیشتر باشد)، از مقدار مذکور در سازه اصلی بزرگتر باشد.
• وضعیت جوش‌کاری که در نمونه آزمایش استفاده می‌شود باید با این وضعیت در سازه اصلی مشابه باشد.
• جزئیات جوش‌کاری در نمونه آزمایش شامل پشت‌بند، سوراخ دسترسی و غیره باید با این جزئیات در سازه اصلی تطابق داشته باشد.
• روش‌های بازرسی، انجام آزمایش‌های غیرمخرب و ضوابط پذیرش جوش در نمونه آزمایش باید مشابه سازه اصلی باشد.

چ) اتصالات پیچی

اتصالات پیچی نمونه مورد آزمایش باید مشابه همین اتصالات در سازه اصلی باشد. الزامات زیر در این خصوص باید رعایت شود:

• نوع و مقاومت پیچ مورد استفاده در آزمایش باید مشابه سازه اصلی باشد.
• روش‌های پیچکاری در نمونه آزمایش شامل سوراخ‌کاری، آرایش سوراخ‌ها، وضعیت سطوح تماس و نحوه سفت کردن پیچ باید مشابه سازه اصلی باشد.

9-8-3-10 تاریخچه بارگذاری

نمونه مورد آزمایش باید تحت اثر تاریخچه بارگذاری چرخه‌ای قرار گیرد که در این بخش بیان می‌شود. تاریخچه بارگذاری اعمالی به نمونه آزمایش برحسب زاویه تغییرمکان نسبی طبقه‌ای (θ) باید به شرح زیر باشد:

• 6 چرخه بار در θ=0.00375 rad
• 6 چرخه بار در θ=0.005 rad
• 6 چرخه بار در θ=0.0075 rad
• 4 چرخه بار در θ=0.01 rad
• 2 چرخه بار در θ=0.015 rad
• 2 چرخه بار در θ=0.02 rad
• 2 چرخه بار در θ=0.03 rad
• 2 چرخه بار در θ=0.04 rad

پس از این چرخه، بارگذاری می‌تواند در گام‌های 0.01 رادیان و اعمال دوچرخه بار در هر گام ادامه یابد.

10-8-3-10 گزارش آزمایش‌ها

برای هر آزمایش باید گزارش مکتوبی تهیه شود. گزارش باید به صورت دقیق تمام ویژگی‌های کلیدی و نتایج آزمایش را مستند نماید. این گزارش باید حداقل شامل اطلاعات زیر باشد:

• نقشه برپایش آزمایش شامل ابعاد، نقاط بارگذاری، تکیه‌گاه و مهار جانبی
• نقشه نمونه مورد آزمایش شامل کلیه ابعاد اعضا و اجزا و مشخصات مصالح مصرفی، جزئیات جوش‌کاری و پیچ کاری
• فهرست کلیه متغیرهای اساسی آزمایش به شرح مذکور در بند 10-3-8-8
• نمودار تاریخچه بارگذاری اعمالی به نمونه
• فهرست جوش‌های بحرانی لرزه‌ای
• ناحیة محافظت شده
• نمودار بار اعمالی به نمونه برحسب جابجایی
• نمودار لنگر اعمالی به تیر برحسب زاویه تغییرمکان نسبی طبقه. در این نمودار مقدار لنگر و زاویه تغییرمکان نسبی باید نسبت به محور ستون محاسبه شود.
• زاویه تغییرمکان نسبی طبقه و زاویه دوران غیرارتجاعی ایجادشده در نمونه. روش محاسبه زاویه دوران غیرارتجاعی باید به طور شفاف بیان شود.
• کلیة مشاهدات آزمایش شامل تسلیم، لغزش، ناپایداری، ترک‌خوردگی و شکست در اعضا و اجزا
• حالت خرابی کنترل کننده رفتار نمونه آزمایش
• نتایج آزمایش‌های تعیین خواص و مشخصات مواد
• دستورالعمل جوش‌کاری (WPS) و گزارش‌های بازرسی جوش

11-8-3-10 معیار پذیرش

نمونه‌های مورد آزمایش باید حسب مورد الزامات اتصالات قاب‌های خمشی متوسط یا ویژه را مطابق ضوابط بندهای 10-3-3-2-6 یا 10-3-3-3-8 اقناع کند. برای این منظور نمونه باید تمام چرخه‌های بارگذاری بند 10-3-8-9 شامل حداقل دو چرخه کامل بار در زاویه تغییرمکان نسبی موردنظر را، بدون آنکه مقاومت بیشتر از 15% حداکثر مقاومت کاهش یابد، تحمل نماید. برای تاییدشدن هر نوع اتصال با محدودیت‌های معین ابعادی مطابق ضوابط بند 10-3-8-8، آزمایش دو نمونه ضروری است.