طراحی پیچهای اتصال فلنجی 4 پیچی و 8 پیچی
بعد از محاسبه مقدار نیروی برشی و خمشی مورد نیاز در محل اتصال با استفاده از نیروی زلزله محدود به ظرفیت مولفه خمشی تیر، قطر پیچها را میتوان به دست آورد.
طبق راهنمای شماره 4 آییننامه قطر مورد نیاز پیچها را براساس روش سادهشده و بافرضیات زیر میتون به دست آورد:
1) از نیروی پیشتنیدگی پیچها صرف نظر میشود.
2) محور خنثی مقطع از مرکز هندسی پیچها عبور میکند.
3) نیروهای متمرکز کششی و فشاری ناشی از لنگر خمشی در مقطع تیر در محل پیچها جایگذین میشود.
4) توزیع نیروهای کششی و فشاری در ارتفاع مقطع یکنواخت فرض میشود.
5) نیروی کششی را پیچهای تحت کششی ناشی خمش و نیروی برشی را پیچهایی که در فشار ناشی از لنگر خمشی هستند تحمل میکند.
طراحی پیچهای اتصال فلنجی 4 پیچی
الف) محاسبه مقاومت کششی مورد نیاز در پیچها و تعیین قطر پیچ:
در نهایت پس از تعیین مقاومت کششی مورد نیاز پیچها، حداقل قطر مورد نیاز پیچها را ناشی از کشش ایجاد شده توسط لنگر خمشی میتوان به صورت زیر به دست آورد:
ب) تعیین قطر پیچها براساس برش وارده:
بعد از محاسبه مقدار برش نهایی وارد بر اتصال ناشی از بارهای وارده ثقلی و نیروی زلزله محدود به ظرفیت مولفه خمشی، طبق فرضیات ذکر شده، پیچهای تحت فشار به تنهایی باید بتوانند نیروی برشی را تحمل کنند.
در نهایت حداقل قطر مورد نیاز پیچ، برابر بیشترین مقدار به دست آمده ناشی از نیروی برشی در پیچها و نیروی کششی در پیچها میباشد.
طراحی پیچهای اتصال فلنجی 8 پیچی
در این نوع اتصال 8 عدد از پیچها نیروی کششی و 8 عدد از آنها نیروی برشی را تحمل خواهد کرد و اگر فواصل پیچهای بالایی تا محور مرکزی پیچهای تحتانی را با h3، h2، h1 و h4 نشان دهیم آنگاه میتوان نوشت:
محاسبه لنگر پلاستیک محتمل در محل تشکیل مفصل پلاستیک:
محاسبه برش در محل مفصل پلاستیک ( از لنگر گیری حول مفصل پلاستیک سمت چپ تیر به دست میآید) :
محاسبه لنگر و برش در محل اتصال تیر به ستون:
این لنگر خمشی در محل اتصال باعث ایجاد کشش در پیچها خواهد شد که مقدار کل این نیروی کششی برابر است با:
نکته: طبق مورد ب از بند 10-3-2-4-5 در صفحه 259 مبحث 10 در مواردی که مقاومت مورد نیاز اعضاء اجزاء و اتصالات براساس ترکیبات بارگذاری شامل زلزله محدود به ظرفیت (Ecl) تعیین میشود، ضریب کاهش مقاومت (∅) برای حالتهای حدی تسلیم (حالتهای حدی شکلپذیر) به جای باید برابر و برای حالت حدی گسیختگی (حالتهای حدی غیر شکلپذیر و ترد) به جای باید برابر در نظر گرفته شود.
(این نکته در صفحه 1 فلوچارت فولاد نیز ذکر شده است)
چون در صورت سوال ذکر شده که فقط کنترل پیچها فقط در برابر لنگر خمشی مد نظر است پس کنترل پیچها برای برش انجام نمیشود و گزینه 4 صحیح است.
