پیوست 5 : الزامات طراحی تیرهای لانه زنبوری با سوراخ‌های شش ضلعی
10-پ5-1 دامنه کاربرد
این پیوست به الزامات طراحی تیرهای لانه زنبوری با سوراخ‌های شش ضلعی می‌پردازد. کاربرد این نوع تیرها محدود به تیرهای باربر ثقلی و عموماً دو سر مفصل بوده که در سرتاسر طول خود دارای مهار جانبی کافی باشد. این نوع تیرها هم می‌تواند به صورت فولادی تنها و هم به صورت مختلط مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از این نوع تیرها در سیستم باربر جانبی از نوع قاب خمشی (فولادی و مختلط)، در دهانه‌های مهاربندی شده همگرا و واگرا و در جزء افقی دیوارهای برشی فولادی مجاز نیست.
10-پ5-2 نحوه ساخت
مراحل ساخت این نوع تیرهای لانه زنبوری که باید از تیرهای نوردشده تولید شوند، مطابق شکل 10-پ5-1 است.
10-پ5-3 الزامات طراحی تیرهای لانه زنبوری
10-پ5-3-1 الزامات تحلیل
در تحلیل و مدل‌سازی تیرهای لانه زنبوری، برای در نظر گرفتن آثار حضور سوراخ‌های متوالی در طول تیر و نیز آثار تغییرشکل‌های برشی، مشخصات هندسی مقطع تیر باید براساس 90 درصد مشخصات مقطع سوراخ‌دار در نظر گرفته شود.
شکل 10-پ5-1: مراحل ساخت تیرهای لانه زنبوری با سوراخ‌های شش ضلعی
10-پ5-3-2 مقاومت‌های موردنیاز
الف) مقاومت محوری موردنیاز
مطابق شکل 10-پ-5-2، در هر یک از سوراخ‌ها مقاومت موردنیاز (Tr و Pr) در مقطع بحرانی 1 و 2 باید از طریق تبدیل لنگر خمشی تیر در آن مقطع به یک زوج نیروی کششی و فشاری که باید در محل محور خنثى الاستیک دو بخش T شکل فوقانی و تحتانی قرار گیرد، تعیین می‌شود.
ب) مقاومت برشی موردنیاز
در هر یک از سوراخ‌ها مقاومت برشی موردنیاز هریک از مقاطع T شکل فوقانی و تحتانی (Vr) در وسط سوراخ (وسط مقاطع بحرانی 1 و 2 در شکل 10-پ- 5-2 برابر نصف مقاومت برشی موردنیاز کل در این مقطع خواهد بود.
شکل 10-پ5-2: مقاطع بحرانی در محل سوراخ‌ها
تبصره: در صورتی که مقاطع T شکل فوقانی و تحتانی دارای عمق متفاوتی باشند، مقاومت برشی موردنیاز هر یک از مقاطع T شکل باید متناسب با سختی آن‌ها تعیین شود.
پ) مقاومت خمشی ثانویه موردنیاز
در هر یک از سوراخ‌ها، مقاومت خمشی ثانویه موردنیاز در مقاطع بحرانی 1 و 2 از طریق حاصل ضرب مقاومت برشی موردنیاز مقاطع T شکل در نصف فاصله بین 1 و 2 تعیین می‌گردد.
ت) مقاومت برشی افقی موردنیاز در جان (مقاومت برشی موردنیاز در مقطع 3–3)
در حدفاصل هر یک از سوراخ‌ها، مقاومت برشی موردنیاز افقی در مقطع 3-3 از طریق تفاضل مقاومت محوری موردنیاز دو سوراخ متوالی به دست می‌آید.
ث) مقاومت خمشی موردنیاز در جان (مقاومت خمشی موردنیاز در مقطع 4-4)
مقاومت خمشی موردنیاز در جان، از طریق حاصل ضرب مقاومت برشی افقی موردنیاز در مقطع 3-3 در فاصله عمودی مقاطع 3-3 و 4-4 تعیین می‌شود.
ج) مقاومت محوری موردنیاز در مقطع 3-3
مقاومت محوری موردنیاز در مقطع 3-3 باید برابر تفاضل نیروی برشی قائم مقاطع T شکل در دو سوراخ متوالی در نظر گرفته شود.
تبصره 1: چنانچه سوراخ‌های متوالی به صورت دایره‌ای شکل باشند، مقاومت‌های موردنیاز باید براساس بحرانی‌ترین مقدار در فاصله بین مرکز سوراخ تا انتهای آن در حضور مقاومت‌های موجود در نظر گرفته شود.
تبصره 2: چنانچه مقطع تیر لانه زنبوری از نوع مختلط با دال بتنی متکی بر تیر فولادی توأم با برشگیرهای کافی باشد، مقاومت محوری موردنیاز (موضوع بند الف) در مقاطع بحرانی 1 و 2 باید از طریق تبدیل لنگر خمشی تیر در آن مقاطع به یک زوج نیروی کششی و فشاری که باید در محل محور خنثى الاستیک مقطع تبدیل یافته فوقانی و محور خنثى الاستیک مقطع T شکل تحتانی قرار گیرد، تعیین می‌شود. سایر مقاومت‌های موردنیاز مشابه بندهای (ب) تا (ث) خواهد بود.
10-پ5-3-3 مقاومت‌های موجود
الف) مقاومت محوری موجود
مقاومت کششی موجود هر یک از قطعات T شکل به ترتیب باید براساس الزامات بخش‌های 10-2-3 و 10-2-4 تعیین شود.
ب) مقاومت برشی موجود
مقاومت برشی موجود هر یک از قطعات Tشکل باید براساس الزامات بخش 10-2-6 برای تیرهای لانه زنبوری با مقطع فولادی تنها و براساس الزامات بخش 10-2-8 برای تیرهای لانه زنبوری با مقطع مختلط با دال بتنی متکی بر مقطع فولادی تعیین شود.
پ) مقاومت خمشی ثانویه موجود
مقاومت خمشی موجود در هر یک از قطعات T شکل باید بر اساس الزامات بخش 10-2-5 تعیین شود.
ت) مقاومت برشی افقی موجود در جان (مقاومت برشی موجود در مقطع 3-3)
مقاومت برشی افقی موجود در جان باید مطابق الزامات بخش 10-2-6 تعیین شود.
ث) مقاومت خمشی موجود در جان (مقاومت خمشی موجود در مقطع 4-4)
در این مقطع مقاومت خمشی موجود در جان باید براساس الزامات بخش 10-2-5 تعیین شود. در تعیین مقاومت‌های موجود این بخش علاوه بر تأمین الزامات فصل 10-2 این مبحث، رعایت الزامات تکمیلی راهنمای شماره 31 آیین‌نامه AISC[1] نیز ضروری است.
10-پ5-3-4 اثر بار متمرکز
در صورت وجود بار متمرکز در محدوده هر یک از سوراخ‌های موجود در جان، این سوراخ باید از طریق ورق پوشانده شود. هم‌چنین در محل بار متمرکز کلیة کنترل‌های مربوط به این بار، نظیر خمش موضعی بال، تسلیم موضعی جان، چروکیدگی موضعی جان و کمانش جانبی جان مطابق الزامات فصل 10-2 این مبحث الزامی است.
[1] AISC Design Guide 31: Castellated and Cellular Beam Design
