پیوست 4 : الزامات اعضای کششی با اتصال لولایی با استفاده از تسمه لولاشده با خار مغزی یا تسمه سر پهن
10-پ4-1 الزامات اعضای کششی با تسمه لولاشده با خار مغزی
10-پ4-1-1 مقاومت کششی موجود
مقاومت کششی موجود این نوع اعضای کششی در طراحی به روش LRFD با Pn∅ نشان داده می‌شود و به آن مقاومت کششی طراحی گفته می‌شود. هم‌چنین مقاومت کششی موجود این نوع اعضای کششی در طراحی به روش ASD با Pn/Ω نشان داده می‌شود و به آن مقاومت کششی مجاز گفته می‌شود. در این نوع اعضای کششی مقادیر Ω,∅ و Pn باید براساس کوچک‌ترین مقدار محاسبه شده براساس حالت‌های حدی زیر در نظر گرفته شود:
الف) گسیختگی کششی در سطح مقطع خالص مؤثر:
| (10-پ4-1) | Pn=Fu(2tpbeff)
∅t= 0.75 (LRFD) , Ωt=2.00 (ASD) |
ب) گسیختگی برشی در سطح مقطع مؤثر:
| (10-پ4-2) |
Pn=0.6Fu Asf ∅sf= 0.75 (LRFD) , Ωsf=2.00 (ASD) |
پ) مقاومت اتکایی در سطح تصویرشده خار مغزی: برای کنترل مقاومت اتکایی به بند 10-2-9-3-7 مراجعه شود.
ت) تسلیم در سطح مقطع کلی:
| (10-پ4-3) |
Pn=FuAg=wtwFy ∅t= 0.9 (LRFD) , Ωt=1.67 (ASD) |
در روابط فوق (با توجه به شکل 10-پ4-1):
Ag = سطح مقطع کلی
Fy = تنش تسلیم مشخصه فولاد
Fu = تنش کششی نهایی مشخصه فولاد
Pn= مقاومت کششی اسمی
a = کوتاه‌ترین فاصله بین لب سوراخ تا لبه عضو در راستای نیرو
dp = قطر پین (خار مغزی)
tw = ضخامت تسمه در ناحیه دور از سوراخ
W = پهنای تسمه
tP = ضخامت تسمه در ناحیة سوراخ
beff = پهنای مؤثر مطابق رابطه زیر که نباید بزرگتر از فاصله واقعی لبه سوراخ تا لبه تسمه در امتداد عمود بر راستای نیرو باشد:
| (10-پ4-4) | beff=2tp+16mm≤b |
Asf = سطح مقطع مؤثر در مسیر گسیختگی برشی مطابق رابطه زیر:
| (10-پ4-5) |
b = فاصله بین لبه سوراخ تا لبه تسمه در امتداد عمود بر راستای نیرو
10-پ4-1-2 محدودیت‌های ابعادی تسمه‌های لولاشده با خار مغزی
- در اعضایی که دارای اتصال لولایی هستند، مرکز سوراخ باید در وسط پهنای عضو قرار گیرد و قطر سوراخ نباید بیش از یک میلی‌متر از قطر قلم بزرگتر باشد.
- پهنای تسمه در محدوده سوراخ نباید از 2beff+dp کوچکتر باشد.
- کوتاه‌ترین فاصله بین لبه سوراخ تا لبه عضو در راستای نیرو در محدوده لهیدگی انتهای پین (a) نباید از کوچکتر باشد.
- گوشه‌های بعد از محور سوراخ را می‌توان با زاویه 45 درجه نسبت به محور طولی عضو، پَخ زد، مشروط بر آن که مقطع باقی مانده بعد از سوراخ در امتداد عمود بر خط بریده شده، کوچکتر از سطح مقطع عمود بر راستای نیروی وارده نباشد.
- کلیه محدودیت‌های ابعادی تسمه‌های لولاشده در شکل 10-پ4-1 نشان داده شده است.
| (1)
(2) w≥2beff+dp (3) e≥a (4) beff=2tp+16mm≤b (5) dh=dP+1mm (6) Ag=wtw |
*
شکل 10-پ4-1: محدودیت‌های ابعادی تسمه لولاشده با خار مغزی
10-پ4-2 الزامات اعضای کششی با تسمه سرپهن
10-پ4-2-1 مقاومت کششی موجود
مقاومت کششی موجود این نوع اعضای کششی در طراحی به روش LRFD باPn∅ نشان داده می‌شود و به آن مقاومت کششی طراحی گفته می‌شود. هم‌چنین مقاومت کششی موجود این نوع اعضای کششی در طراحی به روش ASD با Pn/Ω نشان داده می‌شود و به آن مقاومت کششی مجاز گفته می‌شود. در این نوع اعضای کششی مقادیر ø، Ω و Pn باید براساس کوچک‌ترین مقدار محاسبه شده براساس حالت‌های حدی زیر در نظر گرفته شود:
الف) گسیختگی کششی در سطح مقطع خالص مؤثر:
| (10-پ4-6) |
Pn=Fu(2tpbeff) øt= 0.75 (LRFD) , Ωt=2.00 (ASD) |
ب) گسیختگی برشی در سطح مقطع مؤثر:
| (10-پ4-7) |
Pn=0.6Fu Asf øsf= 0.75 (LRFD) , Ωsf=2.00 (ASD) |
پ) مقاومت اتکایی در سطح تصویرشده لولا: برای کنترل مقاومت اتکایی به بند 10-2-9-3-7 مراجعه شود.
ت) تسلیم در سطح مقطع کلی:
| (10-پ4-8) |
Pn=FuAg=Fy(wt) øt= 0.9 (LRFD) , Ωt=1.67 (ASD) |
در روابط فوق (با توجه به شکل 10-پ4-2):
Ag = سطح مقطع کلی
Fy = تنش تسلیم مشخصه فولاد
Fu = تنش کششی نهایی مشخصه فولاد
Pn= مقاومت کششی اسمی
a = کوتاه‌ترین فاصله بین لب سوراخ تا لبه بیرونی تسمه در راستای نیرو
dp = قطر پین (قلم لولا)
t = ضخامت تسمه sv\ik
W = پهنای تسمه سرپهن در ناحیه‌ای دور از سوراخ
beff = پهنای مؤثر مطابق رابطه زیر که نباید بزرگتر از فاصله واقعی لبه سوراخ تا لبه تسمه در امتداد عمود بر راستای نیرو باشد:
| (10-پ4-9) | beff=2t+16mm≤b |
Asf= سطح مقطع مؤثر در مسیر گسیختگی برشی مطابق رابطه زیر:
| (10-پ4-10) |
b = فاصله بین لبه سوراخ تا لبه تسمه در امتداد عمود بر راستای نیرو
2-7-3-2-10 محدودیت‌های ابعادی تسمه سر پهن
- ضخامت تسمه‌های سر پهن باید ثابت باشد و در ناحیه سوراخ نباید افزایش یابد و کاملاً صفحه‌ای باشد. هم‌چنین سرپهن این تسمه‌ها باید دایره‌ای و هم مرکز با سوراخ پین باشد.
- شعاع قسمت ماهیچه‌ای شکل که در لبه اتصال قسمت پهن به تسمه وجود دارد، نباید از قطر سر دایره‌ای شکل کوچکتر باشد.
- قطر پین نباید از پهنای تسمه کوچکتر باشد.
- قطر سوراخ نباید بیش از یک میلی‌متر بزرگتر از قطر پین (خار مغزی) باشد.
- برای فولادهای پرمقاومت (با تنش تسلیم بیش از 485 مگاپاسکال)، قطر سوراخ نباید از پنج برابر ضخامت تسمه بیشتر باشد و پهنای تسمه باید متناسب با آن کاهش داده شود.
- در محاسبات، پهنای تسمه نباید بیشتر از هشت برابر ضخامت آن در نظر گرفته شود. ضخامت تسمه را نباید کمتر از 12 میلی‌متر در نظر گرفت، مگر حالتی که قلم اتصال دارای مهره باشد که با سفت کردن آن‌ها قطعات جمع و فشرده شوند. فاصله بین لبه سوراخ تا لبه تسمه در امتداد عمود بر راستای نیروی وارده نباید کمتر از و بیشتر از پهنای تسمه در نظر گرفته شود (حد بالای b فقط برای منظور طراحی است).
- کلیه محدودیت‌های ابعادی تسمه سر پهن در شکل 10-پ4-2 نشان داده شده است.
شکل 10-پ4-2: محدودیت‌های ابعادی تسمه‌های سرپهن
ضخامت در طول تسمه یکنواخت باشد و تسمه در ناحیة سوراخ تقویت نشود (1)
(2) t≥12 mm
(3) w ≤8t
(4)
(5) dh≤dp+1mm
(6) r≥D
(7) a=b
(8)
(9) Ag=wt
