الف) محدودیت ها
۱- مقطع تیر پیوند باید از نوع I شکل (نورد شده یا ساخته شده از ورق) یا از نوع قوطی شکل ساخته شده از ورق باشد. استفاده از مقاطع قوطی شکل نورد شده برای تیر پیوند مجاز نیست.
استثنا: برای تیرهای پیوند دارای مقطع I شکل و با طول e≤۱.۶Mp/Vp بال های مقطع می توانند از نوع فشرده لرزه ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λmd مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند. همچنین برای تیرهای پیوند دارای مقطع قوطی شکل و با طول e≤۱.۶Mp/Vp جان های مقطع می توانند از نوع فشرده لرزه ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λmd مطابق مقادیر جدول ۱۰-۳-۲-۴ باشند.
۳- جان (یا جان ها )باید از یک ورق تک بدون هرگونه ورق مضاعف متصل به آن در نظر گرفته شود و در آن نباید هیچ گونه بازشویی ایجاد شود.
۴- در تیرهای پیوند ساخته شده از ورق اتصال جان یا جانها به بال تیر باید از نوع جوش شیاری با نفوذ کامل باشد.
۵- تیرهای پیوند با مقطع قوطی شکل ساخته شده از ورق باید دارای شرایط Iy>۰.۶۷Ix باشند که در آن Iy را ممان اینرسی مقطع تیر پیوند حول محور مرکزی در امتداد جان های مقطع و Ix ممان اینرسی مقطع تیر پیوند حول محور مرکزی عمود بر امتداد جان های مقطع است.
ب) مقاومت برشی اسمی تیر پیوند
مقاومت برشی موجود تیر پیوند [ مقاومت برشی طراحی (ΦvVn) در LRFD و مقاومت برشی مجاز (Vn/Ωv) در ASD ] باید برابر کوچکترین مقدار محاسبه شده بر اساس حالت های حدی تسلیم برشی در جان مقطع و تسلیم خمشی در دو انتهای تیر پیوند در مقطع کلی در نظر گرفته شود که در آن Φv ضریب کاهش مقاومت برابر ۰.۹ ، Ωv ضریب اطمینان برابر ۱.۶۷ و Vn مقاومت برشی اسمی تیر پیوند است که باید به شرح زیر در نظر گرفته شود :
۱- بر اساس تسلیم برشی در جان مقطع
(۱-۳-۴-۳-۱۰) Vn=Vp
بر اساس تسلیم خمشی در مقطع کلی
(۲-۳-۴-۳-۱۰) Vn=۲Mp/e
در روابط فوق:
Pr = مقاومت محوری مورد نیاز تیر پیوند بر اساس ترکیبات بارگذاری متعارف در واقع منظور از Pr همان Pu در طراحی به روش LRFD و Pa در طراحی به روش ASD است.
Py = مقاومت تسلیم محوری تیر پیوند برابر FyAg
Alw = مساحت جان مقطع تیر پیوند برابر tw(d-۲tf) برای مقاطع I شکل (نورد شده یا ساخته شده از ورق) و برابر ۲tw(d-۲tf) برای مقاطع قوطی شکل ساخته شده از ورق که در آن tf ضخامت بال ، tw ضخامت جان و d عمق کلی مقطع I شکل است.
Fy = تنش تسلیم مشخصه فولاد تیر پیوند
Z = اساس مقطع پلاستیک تیر پیوند
e = طول تیر پیوند که برابر است با فاصله بین اتصال دو انتهای مهاربند در روی بال تیر یا فاصله بین اتصال انتهای مهاربندی در روی بال تیر تا بر ستون
αs = برابر ۱.۰ در روش LRFD و برابر ۱.۵ در روش ASD
پ) طول تیر پیوند
تیرهای پیوندی که دارای شرط αsPr/Py>۰.۱۵ هستند باید محدودیت زیر را برآورده نمایند:
۱- در صورتی که P' ≤ ۰.۵ باشد:
۲- در صورتی که P' > ۰.۵ باشد:
در روابط فوق :
Vp = برش پلاستیک مقطع تیر پیوند مطابق رابطه ۱۰-۳-۴-۳-۳
Mp = لنگر پلاستیک مقطع تیر پیوند مطابق رابطه ۱۰-۳-۴-۳-۴
Vr = مقاومت برشی مورد نیاز تیر پیوند بر اساس ترکیبات بارگذاری متعارف در واقع منظور از Vr همان Vu در طراحی به روش LRFD و Va در طراحی به روش ASD است.
Vy = مقاومت تسلیم برشی تیر پیوند برابر ۰.۶FyAlw
Alw = مساحت جان مقطع تیر پیوند برابر tw(d-۲tf) برای مقاطع | شکل (نورد شده یا ساخته شده از ورق) و برابر ۲tw(d-۲tf) برای مقاطع قوطی شکل ساخته شده از ورق که در آن tf ضخامت بال ، tw ضخامت جان و d عمق کلی مقطع I شکل است.
Pr = مقاومت محوری مورد نیاز تیر پیوند بر اساس ترکیبات بارگذاری متعارف در واقع منظور از Pr همان Pu در طراحی به روش LRFD و Pa در طراحی به روش ASD است که بر اساس یک مدل تحلیلی واقعی به دست می آید.
Py = مقاومت تسلیم محوری تیر پیوند برابر FyAg
Ag = سطح مقطع کلی مقطع تیر پیوند
Fy = تنش تسلیم مشخصه فولاد تیر پیوند
e = طول تیر پیوند که برابر است با فاصله بین اتصال دو انتهای مهاربند در روی بال تیر یا فاصله بین اتصال انتهای مهاربندی در روی بال تیر تا بر ستون
αs = برابر ۱.۰ در روش LRFD و برابر ۱.۵ در روش ASD
تبصره: برای تیرهای پیوندی که دارای شرایط αsPr/Py ≤ ۰.۱۵ هستند، هیچ محدودیتی برای طول تیر پیوند وجود ندارد، لیکن به منظور تأمین الزامات بند ۱۰-۳-۴-۳-۴-۱ ممکن است به تیرهای پیوندی با طول کوتاه تر نیاز باشد.
ت) سخت کننده های تیر پیوند
تیرهای پیوند باید با سخت کننده در محل اتصال انتهای مهاربند به تیر و نیز تعدادی سخت کننده میانی در طول تیر پیوند تقویت شوند مشخصات این سخت کننده ها باید بر اساس ضوابط بندهای زیر در نظر گرفته شوند :
تیرهای پیوند باید با سخت کننده در محل اتصال انتهای مهاربند به تیر تقویت شوند. این سخت کننده ها باید به صورت یک جفت در دو طرف جان و در تمام ارتفاع آن تعبیه گردند. پهنای هر یک از این سخت کننده ها نباید از (bf-tw½) و ضخامت آن‌ها نباید از ۰.۷۵tw یا ۱۰ میلی متر (هر کدام بزرگتر باشد)، کمتر انتخاب شود که در آن bf پهنای بال تیر پیوند و tw ضخامت جان مقطع تیر پیوند است.
در شرایط زیر تیر پیوند باید دارای سخت کننده های میانی نیز باشد :
۱- در مواردی که طول تیر پیوند کوچکتر یا مساوی ۱.۶Mp/Vp باشد. در این گونه موارد فاصله سخت کننده های میانی نباید بیشتر از ۳۰tw-d/۵ برای تیرهای پیوند با زاویه دوران ۰.۰۸ رادیان و ۵۲tw-d/۵ برای تیرهای پیوند با زاویه دوران ۰.۰۲ رادیان در نظر گرفته شود. برای تعیین فاصله سخت کننده های میانی در تیرهای پیوند با زاویه دوران بین دو مقدار ۰.۰۲ و ۰.۰۸ رادیان میتوان از درون یابی خطی استفاده نمود.
۲- در مواردی که طول تیر پیوند در محدوده ۲.۶Mp/Vp ≤ e ≤ ۵Mp/Vp باشد، تعبیه یک سخت کننده میانی به فاصله ۱.۵bf در هر یک از دو انتهای تیر پیوند الزامی است. در مواردی که طول تیر پیوند بزرگتر از ۵Mp/Vp باشد تعبیه سخت کننده های میانی در طول تیر پیوند الزامی نیست.
۳- در مواردی که طول تیر پیوند در محدوده ۱.۶Mp/Vp ≤ e ≤ ۲.۶Mp/Vp باشد، تیر پیوند باید دارای سخت کننده های میانی باشد در این گونه موارد سخت کننده های میانی باید الزامات هر دو شرط (۱) و (۲) در فوق را تأمین نمایند.
۴- سخت کننده های مورد نیاز برای شرایط (۱) تا (۳) در فوق باید در تمام ارتفاع تیر پیوند تعبیه شوند. این سخت کننده ها در تیرهای با ارتفاع ۶۵۰ میلی متر و بیشتر باید به صورت جفت و در دو سمت جان تعبیه شوند در تیرهای با ارتفاع کمتر از ۶۵۰ میلی متر میتوان این سخت کننده ها را به صورت تکی و در یک سمت جان تیر پیوند تعبیه نمود پهنای هر یک از سخت کننده های میانی نباید از bf-tw½ و ضخامت آن‌ها نباید از tw یا ۱۰ میلی متر (هر کدام بزرگتر باشد) ، کمتر انتخاب شود.
چنانچه اتصال سخت کننده های انتهایی و میانی به جان و بال های تیر پیوند از طریق جوش گوشه، برقرار گردد، در این صورت مقاومت مورد نیاز اتصال سخت کننده ها به جان تیر پیوند باید حداقل برابر FyAst/αs و مقاومت مورد نیاز اتصال سخت کننده ها به هر یک از بالهای تیر پیوند باید حداقل برابر با FyAst/αs¼ در نظر گرفته شود که در آن Fy تنش تسلیم مشخصه فولاد سخت کننده ها، Ast سطح مقطع عرضی هر یک از سخت کننده ها و αs برابر ۱.۰ در LRFD و برابر ۱.۵ در ASD است.
ت-۲) سخت کننده های تیرهای پیوند با مقطع قوطی شکل
تیرهای پیوند با مقطع قوطی شکل باید با سخت کننده در محل اتصال انتهای مهاربندی به تیر تقویت شوند. این سخت کننده ها باید در یک سمت هر یک از جان ها و در تمام ارتفاع آن تعبیه گردند و اتصال آن‌ها به هر یک از جان ها از داخل یا خارج مقطع قوطی شکل مجاز است. پهنای هر یک از این سخت کننده ها نباید از b/۲ و ضخامت آن‌ها نباید از ۰.۷۵tw یا ۱۲ میلی متر (هر کدام بزرگتر باشد)، کمتر انتخاب شود که در آن b پهنای داخلی بال مقطع تیر پیوند و tw ضخامت هر یک از جان های مقطع تیر پیوند است.
در شرایط زیر تیر پیوند با مقطع قوطی شکل باید دارای سخت کننده های میانی نیز باشد :
۱- در مواردی که طول تیر نیوند کوچک تر یا مساوی ۱.۶Mp/Vp بوده و جان ها دارای نسبت ارتفاع به ضخامت (h/tw)، بزرگ تر یا مساوی ۰.۶۷x√E/RyFy باشند. در این گونه موارد فاصله سخت کننده های میانی نباید بیشتر از [۲۰tw - ⅛ (d - ۲tf)] در نظر گرفته شود.
۲- در مواردی که طول تیر پیوند کوچک تر یا مساوی ۱.۶Mp/Vp بوده و جان ها دارای نسبت ارتفاع به ضخامت (h/tw)، کوچکتر از ۰.۶۷x√E/RyFy باشند تعبیه سخت کننده های میانی در طول تیر پیوند الزامی نیست.
۳- در مواردی که طول تیر پیوند بزرگتر از ۱.۶Mp/Vp باشد. تعبیه سخت کننده های میانی در طول تیر پیوند الزامی نیست.
سخت کننده های میانی باید در تمام ارتفاع جان تیر پیوند تعبیه شوند و اتصال آن‌ها به هر یک از جان ها از داخل یا خارج مقطع قوطی شکل مجاز است. اتصال سخت کننده های انتهایی و میانی داخلی به بال های مقطع قوطی شکل الزامی نبوده و باید از طریق جوش به جان های مقطع تیر پیوند انجام شود ولی اتصال سخت کننده های انتهایی و میانی خارجی به بال های مقطع قوطی شکل الزامی است. اگر اتصال سخت کننده های انتهایی و میانی به جان تیر پیوند از طریق جوش گوشه برقرار گردد، در این صورت مقاومت مورد نیاز اتصال هر یک از سخت کننده ها به جان تیر پیوند باید حداقل برابر FyAst/αs در نظر گرفته شود. همچنین اگر اتصال سخت کننده های انتهایی و میانی خارجی به بال های مقطع قوطی شکل از طریق جوش گوشه برقرار گردد، در این صورت مقاومت مورد نیاز اتصال هر یک از سخت کننده های خارجی به هر یک از بال های تیر پیوند باید حداقل برابر FyAst/αs ¼ در نظر گرفته شود که در آن، Fy تنش تسلیم مشخصه فولاد سخت کننده ها، Ast سطح مقطع عرضی هر یک از سخت کننده ها و αs برابر ۱.۰ در LRFD و برابر ۱.۵ در ASD است.
تصویر ۸
تصویر ۹
تصویر ۱۰
تصویر ۱۱
تصویر ۱۲