۱-۹-۳-۱۰ دامنه کاربرد
در این بخش حداقل ضوابط روش تأیید کفایت مهاربندهای کمانش تاب ارائه میگردد آزمایش هایی که در این بخش به آنها اشاره میشود، شامل آزمایش مهاربند کمانش تاب تنها و آزمون مهاربند کمانش تاب نصب شده در قاب است.
هدف از آزمایش مهاربند کمانش تاب تنها حصول اطمینان از تأمین مقاومت و تغییر شکل غیر الاستیک مهاربند مطابق ضوابط بخش ۱۰-۳-۴-۵ این مبحث است. این آزمایش همچنین حداکثر نیروی مهاربند را به منظور طراحی اجزای مجاور مشخص میکند.
هدف از آزمایش مهاربند کمانش تاب نصب شده در قاب حصول اطمینان از طراحی مهاربند در تأمین تغییر شکل مورد نیاز و چرخش های طراحی است. هم چنین این آزمایش ها به منظور نشان دادن یکسانی رفتار چرخه ای مهاربند نصب شده و تنها است.
۲-۹-۳-۱۰ نمونه مهاربند کمانش تاب نصب شده در قاب
نمونه مهاربند کمانش تاب نصب شده در قاب باید ضوابط زیر را برآورده نماید:
۱- سازوکار تأمین چرخش های غیر خطی در نمونه آزمایش و مهاربند اصلی یکسان باشد. تغییر شکل چرخشی قابل حصول در نمونه آزمایش باید مساوی یا بزرگتر از مهاربند اصلی باشد.
۲- مقاومت تسلیم محوری هسته فولادی مهاربند (Pysc) در نمونه آزمایش نباید کمتر از ۹۰% مقاومت تسلیم مهاربند اصلی باشد. مقاومت تسلیم از حاصل ضرب سطح مقطع هسته (Asc) در تنش تسلیم آن حاصل از آزمایش کشش استاندارد به دست می آید.
۳- شکل مقطع و وضعیت قرارگیری هسته فولادی در نمونه آزمایش و مهاربند اصلی یکسان باشد.
۴- از روش طراحی مدون و مکتوب یکسانی برای طراحی نمونه آزمایشی و مهاربند اصلی استفاده شود. به این ترتیب امکان مقایسه تغییر شکل های چرخشی این نمونه و مهاربند اصلی فراهم میشود. در محاسبات پایداری تیرها، ستون ها و ورقهای اتصال مهاربند هر کدام باید بخشی از این سیستم در نظر گرفته شوند.
۵- حاشیه ایمنی محاسبه شده برای طراحی اتصال پایداری هسته فولادی کمانش کلی و خرابی سایر جزئیات مرتبط اجرایی مهاربند غیر از ورق اتصال مهاربند در مهاربند اصلی باید مساوی یا بیشتر از نمونه آزمایش باشد.
۶- وضعیت مهار جانبی مهاربند اصلی و نمونه آزمایش یکسان باشد.
۷- نمونه آزمایش و مهاربند اصلی با رویه های همسان کنترل کیفیت ساخته شوند.
۳-۹-۳-۱۰ نمونه مهاربند تنها
نمونه مهاربند تنها باید در جزئیات ساخت و مشخصات مصالح تا حد امکان مشابه مهاربند اصلی باشد. همچنین :
الف) طراحی نمونه مهاربند تنها
از روش طراحی مدون و مکتوب یکسانی در طراحی نمونه آزمایش و مهاربند اصلی استفاده شود. محاسبات طراحی باید حداقل موارد زیر را نشان دهند :
۱- حاشیه ایمنی محاسبه شده برای پایداری کمانش کلی مهاربند اصلی مساوی یا بیشتر از نمونه آزمایش باشد.
۲- حاشیه های ایمنی مورد اشاره در بند فوق باید تفاوت مشخصات مصالح شامل سختی تنش تسلیم، تنش نهایی و کرنش نهایی را جبران نمایند.
ب) ساخت نمونه آزمایش
نمونه آزمایش و مهاربند اصلی با رویه های همسان کنترل کیفیت ساخته شوند.
پ) برای همسان بودن نمونه آزمایش و مهاربند اصلی نمونه آزمایش باید ضوابط زیر را برآورده نماید :
۱- شكل مقطع و وضعیت قرارگیری هسته فولادی آن با مهاربند اصلی یکسان باشد.
۲- مقاومت جاری شدن محوری هسته فولادی مهاربند (Pysc) کمتر از ۳۰% یا بیشتر از ۱۲۰% مهاربند اصلی نباشد که این مقاومت از ضرب سطح مقطع هسته (Asc) در تنش تسلیم آن (Fy) حاصل از آزمایش کشش استاندارد به دست می آید.
۳- مصالح و روش جداسازی هسته فولادی از سیستم محدود کننده کمانش در نمونه آزمایش و مهاربند اصلی یکسان باشد.
ت) جزئیات اتصال
جزئیات اتصال نمونه آزمایش باید تا حد امکان نماینده جزئیات اتصال مهاربند اصلی باشد.
ث) مصالح
۱- هسته فولادی شرایط زیر برای هسته فولادی نمونه آزمایش باید برآورده شود :
• تنش تسلیم مشخصه هسته فولادی نمونه آزمایش و نمونه اصلی باید یکسان باشند.
• تنش تسلیم مصالح هسته فولادی حداقل ۹۰% تنش تسلیم هسته مهاربند اصلی به دست آمده از آزمایش کشش استاندارد باشد.
• حداقل تنش و کرنش نهایی مشخصه نمونه آزمایش از مهاربند اصلی بیشتر نباشد.
۲- سیستم محدود کننده کمانش مصالح مصرفی در سیستم محدود کننده کمانش در نمونه آزمایش و مهاربند اصلی یکسان باشند.
ج) اتصالات
اتصالات جوشی پیچی و پینی نمونه آزمایش حتی الامکان مانند مهاربند اصلی باشد.
۴-۹-۳-۱۰ تاریخچه بارگذاری
الف) ضوابط عمومی
نمونه آزمایش باید تحت بارگذاری چرخه ای مطابق ضوابط بندهای ۱۰-۳-۹-۴ ب و ۱۰-۳-۹-۴ - پ قرار گیرد به کارگیری بله های بارگذاری افزون بر بند ۱۰-۳-۹-۴ - پ مجاز است. هر چرخه باید شامل کشش کامل و فشار کامل برای حصول تغییر شکل های تجویزی باشند.
ب) کنترل آزمایش
آزمایش باید همراه با کنترل میزان تغییر شکل محوری با تغییر شکل چرخشی (Δb) در نمونه آزمایشی، صورت گیرد. به عنوان یک جایگزین، تغییر شکل چرخشی حداکثر را می توان با رعایت پروتکل معرفی شده برای تغییر شکل های محوری در طول آزمایش به کار گرفت.
پ) توالی بارگذاری
بارگذاری باید به منظور ایجاد تغییر شکلهای زیر بر نمونه اعمال شود که در آن تغییر شکل، همان تغییر شکل محوری هسته فولادی نمونه آزمایش و تغییر شکل چرخشی مورد نیاز برای آزمایش نمونه مهاربند نصب شده در قاب است :
۱) ۲ چرخه بارگذاری در تغییر شکل متناظر با Δb=Δby
۲) ۲ چرخه بارگذاری در تغییر شکل متناظر با Δb=۰.۵Δbm
۳) ۲ چرخه بارگذاری در تغییر شکل متناظر با Δb=Δbm
۴) ۲ چرخه بارگذاری در تغییر شکل متناظر با Δb=۱.۵Δby
۵) ۲ چرخه بارگذاری در تغییر شکل متناظر با Δb=۲.۰Δbm
۶) چرخه های کامل اضافی متناظر با Δb=۱.۵Δbm به نحوی که تغییر شکل محوری غیر الاستیک تجمعی نمونه مهاربند به حداقل ۲۰۰ برابر تغییر شکل جاری شدن آن برسد. این مرحله برای نمونه نصب شده در قاب مورد نیاز نیست.
که در آن :
Δbm = میزان تغییر شکل متناظر با تغییر مکان جانبی طراحی طبقه
Δb = میزان تغییر شکل در اولین جاری شدن نمونه
تبصره: تغییر مکان جانبی طراحی طبقه برای محاسبه Δbm نباید کمتر از یک درصد ارتفاع طبقه منظور شود وقتی که مقادیر حداکثر و مقدار تجمعی تغییر شکل های غیر ارتجاعی در آزمایش به نحو قابل اثباتی مساوی یا بیشتر از توالی فوق باشد، می توان برای آزمایش تائید کفایت از توالی بارگذاری متفاوت با مقادیر توصیه شده فوق استفاده کرد.
۵-۹-۳-۱۰ ابزار
ابزار کافی به منظور اندازهگیری یا محاسبه خروجی های آزمایش خواسته شده دربند ۱۰-۳-۹-۷ باید پیش بینی شود.
۶-۹-۳-۱۰ ضوابط آزمایش مصالح
الف) ضوابط آزمایش کشش
آزمایش کشش باید روی نمونه های اخذ شده از همان فولاد مورد استفاده برای ساخت هسته فولادی انجام شود. از نتایج آزمایش کشش تأیید شده می توان، در گزارش های آزمایش مصالح استفاده کرد. ولی آنها را نمی توان جایگزین آزمایش های کشش مورد نیاز این بخش نمود. نتایج آزمایش کشش باید مطابق ضوابط بند ۱۰-۳-۹-۶-ب باشند.
ب) روش های آزمایش کشش
آزمایش کشش باید مطابق ASTM A۳۷۰، ASTM A۶ و ASTM E۸ با در نظر گرفتن استثنائات زیر انجام شود:
• تنش تسلیم بر اساس تنش تسلیم تعریف شده در ASTM A۳۷۰ گزارش میشود که در آن از روش تصویر کردن در کرنش ۰.۰۰۲ استفاده میگردد.
• نرخ بارگذاری در آزمایش کشش تا حد امکان مانند نرخ بارگذاری نمونه آزمایش مهاربند باشد.
• برش و آماده سازی نمونه آزمایش کشش باید به نحوی انجام شود که محور طولی آن موازی محور طولی هسته فولادی مهاربند باشد.
۷-۹-۳-۱۰ ضوابط ارائه گزارش آزمایش
برای هر نمونه آزمایش یک گزارش مکتوب که شرایط این بخش را برآورده کند، باید تهیه شود. گزارش باید تمامی مشخصات نمونه و نتایج آزمایش را در بر گیرد و شامل اطلاعات زیر باشد :
۱- نقشه یا شرح کامل نمونه آزمایش شامل ابعاد اصلی شرایط مرزی در نقاط بارگذاری و نقاط تکیه گاهی و موقعیت مهارهای جانبی در صورت وجود .
۲- نقشه ای از جزئیات اتصال که در آن اندازه اعضا نوع فولاد ابعاد تمامی اجزای اتصال مشخصات جوشکاری شامل نوع الکترود مصرفی اندازه و موقعیت سوراخ های پیچ یا بین اندازه و نوع اتصال دهنده ها و سایر جزئیات اتصال مشخص شده باشد.
۳- فهرستی از سایر متغیرهای ضروری معرفی شده در بخشهای ۱۰-۳-۹-۲ و ۱۰-۳-۹-۳ در صورت اطلاق.
۴- فهرست یا نموداری که تاریخچه بارگذاری یا تغییر شکل اعمالی را نشان دهد.
۵- نموداری که بارهای اعمال شده را در برابر تغییر شکل های حاصله (Δb) نشان دهد. روش تعیین تغییر شکل باید به روشنی معرفی شود و نقاطی که بارگذاری و تغییر شکل بر روی نمونه اندازهگیری شده اند به روشنی معرفی شود.
۶- فهرستی از ترتیب زمانی مشاهدات حائز اهمیت حین آزمایش شامل مشاهده جاری شدن لغزش ناپایداری جابجایی جانبی نسبت به محور اثر نیرو در طول نمونه ها و شکست هر یک از اجزای نمونه و اتصالات آن در صورت وقوع .
۷- نتایج آزمایش های نمونه های مصالح مطابق مورد ۱۰-۳-۹-۶
۸- رویه های کنترل کیفیت ساخت (QC) و برنامه تضمین کیفیت (QA) استفاده شده در ساخت نمونه های آزمایش این موارد باید شامل مشخصات رویه های جوشکاری (WPS) و گزارش های بازرسی جوش باشد.
تبصره: نقشه ها و اطلاعات تکمیلی و بحث بیشتر راجع به نمونه های آزمایش یا نتایج آزمایش می تواند در بخشی از گزارش آزمایش ارائه گردد.
۸-۹-۳-۱۰ معیار پذیرش
حداقل یک آزمایش نمونه نصب شده در قاب که ضوابط بند ۱۰-۳-۹-۲ را برآورده نماید، باید برای هر تیپ مهاربند انجام پذیرد.
حداقل یک آزمایش نمونه مهاربند تنها که ضوابط بخش ۱۰-۳-۹-۳ را برآورده نماید برای هر تیپ مهاربند باید انجام شود.
در بازه پروتکل آزمایش همه نمونه ها باید ضوابط زیر را برآورده کنند :
۱- نمودار تاریخچه نیروی اعمالی نسبت به تغییر مکان باید نشان دهنده رفتار پایدار و قابل تکرار همراه با سختی افزاینده مثبت باشد.
۲- نباید شکست و ناپایداری مهاربند یا خرابی در بخش متصل شونده انتهایی در نمونه آزمایشی مهاربند رخ دهد.
۳- در آزمایش نمونه های مهاربند تنها در هر چرخه با تغییر شکل بیش از Δby حداکثر نیروی کششی و فشاری نباید کمتر از مقاومت اسمی هسته مهاربند باشد.
۴- در آزمایش نمونه های مهاربند تنها در هر چرخه با تغییر شکل بیش از Δby نسبت حداکثر نیروی فشاری به حداکثر نیروی کششی نباید از ۱.۵ بیشتر باشد.