نحوه طراحی مهاربندهای همگرا با سطح شکل‌پذیری معمولی برای نیروی کششی تنها

در این پست از سایت آی سیویل به بررسی نحوه طراحی مهاربندهای همگرا با سطح شکل‌پذیری معمولی برای نیروی کششی تنها میپردازیم.

طراحی مهاربند در سیستم‌های قاب مهاربندهای همگرا با سطح شکل‌پذیری معمولی

مطابق ضوابط ارائه‌شده در مبحث دهم و آیین‌نامه AISC341-16 در سیستم‌های قاب مهاربندهای همگرا با سطح شکل‌پذیری معمولی (OCBF) می‌توان مهاربندها را فقط برای نیروی کششی طراحی کرد و از حضور مهاربند فشاری صرف‌نظر نمود.

مطابق این ضابطه، به‌عنوان‌مثال، در قاب‌های مهاربندی ضربدری (X- شکل)، طراح می‌تواند مهاربندها را فقط برای نیروی کششی طراحی کند و از طراحی مهاربندها برای نیروی فشاری صرف‌نظر نماید.

برای انجام این کار استفاده از گزینه Tension-Only در نرم‌افزار ETABS مناسب نیست و نباید از این گزینه استفاده شود. دیده شده است که برخی از همکاران از این گزینه و از تحلیل غیرخطی برای این کار استفاده می‌کنند که کار درستی نیست. علت این است که در صورت استفاده از گزینه Tension-Only نرم‌افزار سختی مهاربندهای فشاری را کلاً حذف می‌کند و منجر به افزایش دریفت طبقات و افزایش اثرات مرتبه دوم خواهد شد که خواسته آیین‌نامه نخواهد بود.

مقصود آیین‌نامه از این بند این است که طراح می‌تواند کل نیروی سهم قاب مهاربندی را به مهاربند کششی اختصاص دهد و نه اینکه از سختی آن نیز صرف‌نظر شود.

راه‌حل مناسب این است که با فرض اینکه نیروی بین دو مهاربند فشاری و کششی تقریباً با یکدیگر برابر است (فرض کاملاً منطقی در تحلیل‌های خطی) مطابق شکل پیوست ضریب تقلیل فشاری phi(compression) را عدد بالا و ضریب تقلیل مقاومت در کششی برای دو گزینه phi (Tension-Yielding) و phi (Tension-Fracture) را به ترتیب ۰.۹*۰.۵=۰.۴۵ و ۰.۷۵*۰.۵=۰.۳۷۵ وارد کنید. سپس مجموعه قاب مهاربندی را طراحی کنید. با این روش مهاربندها صرفاً برای نیروی کششی طراحی می‌شوند.

نکات بسیار مهم

نکته ۱: استفاده از این تبصره فقط برای قاب‌های مهاربندی که لاغری بالایی دارند به‌صرفه خواهد بود، در غیر این صورت منجر به غیراقتصادی شدن طرح می‌شود.

نکته۲: استفاده از ضریب ۰.۵ در اعمال ضرائب تقلیل مقاومت به خاطر اعمال کل نیروی سهم قاب به مهاربند کششی است.

نکته ۳: استفاده از گزینه Tension-Only برای طراحی مهار سقف‌ها که از میلگرد استفاده می‌کنند مناسب است. چون میلگرد دارای سختی فشاری نیست.

منبع : کانال پشتیبانی محصولات etabs آی سیویل و کتابهای مهندس سلطان آبادی  @costbook