طراحی اتصال مفصلی تیر به ستون با استفاده از نبشی جان به کمک جوش در اکسل

اشتراک گذاری در ...

1- آنچه در این آموزش خواهیم خواند…

در این پروژه قصد داریم که به طراحی اتصال مفصلی تیر به ستون با کمک نبشی جان و جوش در اکسل بپردازیم. برای این منظور مسئله زیر را طرح می‌کنیم.
مطلوب است طراحی اتصال تیر با مقطع IPE450 به ستون با مقطع IPB360 با استفاده از نبشی جان و به وسیله اتصال جوش. (الکترود β=0.85 ،F_y=2400kg/cm² ،E=2.1×10⁶kg/cm²،E60)

2- تعیین حداکثر ظرفیت برشی تیر

معمولا اتصالات سازه‌های فولادی براساس حداکثر ظرفیت انتقال بار اعضا متصل شونده طراحی می‌شوند. ظرفیت برشی اسمی V_n مقاطع I شکل (با اثر هم زمان حالت حدی تسلیم و حالت حدی کمانش برشی جان) در مبحث 10 ویرایش 1401 بند10-2-6-2-1 به صورت زیر محاسبه می‌شود:

برای محاسبه ضریب مقاومت برشی جان در حالات مختلفی در آیین‌نامه بحث شده است. با توجه به پروژه موجود در اینجا فقط برای مقطع I شکل روابط را آورده‌ایم. ضریب مقاومت برشی جان در مقطع I که تحت خمش حول محور قوی قرار دارد (نیروی برشی در راستای محور ضعیف اعمال می‌شود.) با شرط زیر برابر C_v=1 در نظر گرفته می‌شود.

بنابراین تنش برشی به‌صورت زیر خواهد بود.

3- تعیین ابعاد نبشی

برای تعیین ابعاد مورد نیاز از نبشی ابتدا با فرض یک پروفیل نبشی، طول مورد نیاز از آن بر اساس کنترل برش در نبشی محاسبه می‌شود.

4- تعیین اندازه جوش A

جوش A جوشی است که نبشی را به جان تیر متصل می‌کند. جوش A در مبحث 10 مقررات ملی ساختمان به شکل زیر آورده شده است.

جوش A تحت اثر همزمان نیروی برشی و لنگر پیچشی می‌باشد. مرکز سطح جوش و تنش برشی در آن به‌صورت زیر محاسبه می‌شود.

تنش اسمی طراحی جوش به‌صورت زیر و با کمک جداول آیین‌نامه حاصل می‌شود.

اندازه ساق جوش نیز به روش زیر معین می‌گردد.

5- تعیین اندازه جوش B

جوش B جوشی است که نبشی را به بال ستون متصل می‌کند. جوش B در مبحث 10 مقررات ملی ساختمان به شکل زیر آورده شده است.

برای تعیین اندازه جوش B سه دیدگاه وجود دارد. دیدگاه اول جوش B تحت اثر همزمان نیروی برشی و لنگر پیچشی می‌باشد. این روش به صورت زیر قابل محاسبه است.

دیدگاه دوم جوش B تحت اثر همزمان نیروی برشی و لنگر خمشی می‌باشد. این روش به صورت زیر قابل محاسبه است.

دیدگاه سوم جوش B تحت اثر همزمان نیروی برشی و لنگر خمشی و لنگر پیچشی می‌باشد. این روش به صورت زیر قابل محاسبه است. این روش از دو روش دیگر محافظه کارانه‌تر است.

6- بررسی انعطاف پذیری نبشی‌های اتصال

انعطاف پذیری نبشی‌های اتصال به روش زیر بررسی می‌شود. در صورتی که نیاز به انعطاف پذیری بیشتر باشد می‌توان ضخامت نبشی جان را کاهش داد و از جوش های برگشتی صرف نظر کرد.