استانداردهای ایران (اتصالات خرچینی)

[javad jan]

ضوابط طراحی ساختمان های
با اتصال خرجینی

نشریه شماره 324


پیشگفتار
استفاده از ضوابط و معیارها در مراحل تهیه (مطالعات امکان سنجی)، مطالعه، طراحی و اجرای
طرحهای تملک دارایی سرمایه ای به لحاظ توجیه فنی و اقتصادی طرحها و ارتقای کیفیت طراحی و اجرا
(عمر مفید) از اهمیت ویژه برخوردار است. از ای نرو نظام فنی و اجرایی طرحهای عمرانی کشور (مصوبه
1375 هیأت وزیران) به کارگیری معیارها، استانداردها و ضوابط /4/ شماره 24525 /ت 14898 ه مورخ 4
فنی در مراحل تهیه و اجرای طرح را مورد تأکید قرار داده است.
بنابر مفاد ماده ( 23 ) قانون برنامه و بودجه، سازمان مدیریت و برنام هریزی موظف به تهیه و ابلاغ
ضوابط، مشخصات فنی، آیین نامه ها و معیارهای مورد نیاز طرحهای عمرانی م یباشد. با توجه به تنوع و
گستردگی طرحهای عمرانی، طی سالهای اخیر سعی شده است در تهیه و تدوین ای نگونه مدارک علمی
از مراکز تحقیقات دستگا ههای اجرایی ذ یربط استفاده شود. در این راستا مقرر شده است مرکز تحقیقات
ساختمان و مسکن وزارت مسکن و شهرسازی در تدوین ضوابط و معیارهای فنی بخش ساختمان و
مسکن، ضمن هماهنگی با دفتر امور فنی، تدوین معیارها و کاهش خطرپذیری ناشی از زلزله سازمان
مدیریت و برنام هریزی کشور، عهده دار این مهم باشد.
در سال 1383 ، به منظور هدایت، راهبری و برنامه ریزی امور مرتبط با تدوین ضوابط و معیارهای فنی
بخش ساختمان و مسکن، کمیته راهبری متشکل از نمایندگان سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور
(دفتر امور عمران شهری و روستایی و دفتر امور فنی، تدوین معیارها و کاهش خطرپذیری ناشی از زلزله)
و مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن تشکیل گردید. این کمیته با تشکیل جلسات منظم نسبت به هدایت
و راهبری پروژه های جدید و جاری، در مراحل مختلف تعریف و تصویب پروژ هها، انجام، نظارت و
- یک-
آماده سازی نهایی و ابلاغ آنها، اقدامهای لازم را انجام داده است. یکی از پروژه های حاصل از این فرآیند
نشریه حاضر می باشد.
،« کلیات » شامل سه فصل « ضوابط طراحی ساختمانهای با اتصال خرجینی » این نشریه با عنوان
بوده و همچنین به ارائه « قابهای با اتصال خرجینی گیردار » و « قابهای با اتصال خرجینی ساده »
نمونه هایی از ترکیب اتصالات خرجینی گیردار با انواع دیگر سیستم های سازه ای و تفسیر و راهنمای
طراحی آنها در دو پیوست می پردازد.

[javad jan]

1-1 حدود کاربرد
این ضوابط به منظور طرح و اجرای ساختمانهای اسکلت فولادی با اتصال خرجینی تهیه شده است .
اتصال خرجینی طبق تعریف، اتصالی است که تیری را که به طور پیوسته از کنار ستون عبور نموده به
ستون متصل م یسازد.
”ضوابط طراحی ساختمانهای با اتصال خرجینی“ حداقل ضوابط و مقررات لازم را برای طرح، محاسبه
و اجرای ساختمانهایی که با اتصال خرجینی ساخته می شوند بر اساس روش ارتجاعی (تنشهای مجاز )
تعیین می کند و برای طرح و محاسبه این ساختمانها می توان طبق ضوابط مبحث 10 مقررات ملی
ساختمانی ایران از دو روش ارتجاعی و خمیری استفاده نمود و یا از روش طراحی حدی با ضرایب بار و
مقاومت برمبنای یکی از آیی ننامه های معتبر بین المللی بهره گرفت.
کاربرد این ضوابط در محدوده ساختمانها با کاربریهای مندرج در مجموعه مقررات ملی ساختمانی
ایران می باشد و شامل سازه های خاص از قبیل پلهای جاده و را هآهن نیست.
مقررات مندرج در این ضوابط باید توأم با معلومات و قضاوت مهندسی به کار رود.
2-1 انواع اتصال خرجینی
اتصال خرجینی بر حسب عملکرد سازه ای به دو نوع ساده و گیردار تقسیم می شود. ضوابط مربوط به این
دو نوع اتصال، در فصلهای 2 و 3 ارائه شده است . اتصالات خرجینی رایج که با اتصالات معرفی شده در
این آیین نامه مطابقت ندارند از شمول ضوابط این آیین نامه خارج اند و کاربرد آنها منوط به انجام مطالعات
ویژه و مورد قبول مراجع معتبر می باشد.

[javad jan]

3-1 مصالح فولادی
مصالح به کار رفته شامل نیمرخ، ورق، تسمه، میلگرد، پرچ، پیچ، واشر، مهره، میل مهار، الکترود و ... باید
با استانداردهای ملی ایران مطابق باشد . در صورتی که برای بعضی از مصالح، استاندارد ملی تهیه نشده
باشد می توان یکی از استانداردهای معتبر بی نالمللی (ترجیحاً استاندارد ایزو) را مورد استفاده قرار داد.
4-1 بارهای محاسباتی
بارهای محاسباتی باید با مشخصات مبحث ششم مقررات ملی ساختمانی ایران (بارهای وارده) مطابق باشد.
5-1 مدارک طراحی و محاسبه
نقشه های سازه باید طرح کامل مقاطع، محل قرار گرفتن اعضای سازه نسبت به یکدیگر، تراز کفهای
ساختمانی، محورهای گذرند ه بر مرکز ستونها، پیش آمدگیها و پس نشستگی ها با اندازه های مربوط را
شامل باشد.
در مدارک طراحی و محاسبه باید نوع اتصال خرجینی مشخص شود (ساده یا گیردار ). همچنین این
مدارک باید حاوی اطلاعاتی در مورد مقادیر بار، نیروهای برشی، لنگرهای خمشی و نیروهای محوری که
توسط اعضا و اتصالات آنها تحمل می گردد باشد، به طوری که با مراجعه به آنها بتوان نقشه های سازه ای
را تهیه کرد.
اگر استفاده از پیچ با مقاومت زیاد، برای اتصالات مورد نظر باشد، مدارک طرح و محاسبه و نقشه ها
باید نوع عملکرد پیچ (اصطکاکی، برشی معمولی (اتکایی) و یا کششی) را معین کند.
میزان پیش خیز در ساخت (در صورت لزوم ) تیر، شاهتیر، خرپا و مانند آنها، باید روی مدارک
محاسباتی و نقشه ها قید گردد.

[javad jan]

6-1 حروف و علائم و یادداشتهای فنی
در مدارک محاسباتی و نقشه ها باید از حروف و علائمی که به طور استاندارد از طرف مقررات ملی
ساختمانی ایران تعیین می شود، استفاده گردد. در صورت ناکافی بودن آنها، استفاده از علائم دیگر به
همراه توضیحات کافی به منظور جلوگیری از هرگونه اشتباه و سوء تعبیر احتمالی مجاز می باشد.
یادداشتهای فنی برای تفهیم روش کار و یا نتایج مورد نظر باید روشن و بدون ابهام باشد.
7-1 شکل پذیری
ضوابط موجود در این آیین نامه، عموماً احتیاجات شکل پذیری معمولی و ویژه مندرج در آیی ننامه 2800 را
بر حسب مورد تأمین می نماید.

[javad jan]

1-2 تعریف اتصال خرجینی ساده
اتصال خرجینی ساده اتصالی است که در برابر تغییر زاویه بین تیر و ستون از خود مقاومت چندانی بروز
نمی دهد، و در ساختمانهای متعارف، حداکثر سختی چرخشی اولیه آن از 150 تن متر بر رادیان تجاوز نمی کند.
3 اتصال از نوع خرجینی ساده محسوب م یگردد. . در صورت استفاده از جزئیات ارائه شده در بند 2
در صورت استفاده از جزئیاتی متفاوت با جزئیات بیان شده، لازم است سختی اتصال با استفاده از
آزمایش و یا با تحلیل دقیق و در نظر گرفتن همه شرایط و محدودیتهای اتصال تعیین گردد و چنانچه
سختی چرخشی اولیه اتصال مورد استفاده در ساختمانهای متعارف از 150 تن متر بر رادیان تجاوز نکند
اتصال ساده محسوب م یگردد.
2-2 انواع اتصال خرجینی ساده
اتصال خرجینی ساده بر دو نوع است : اتصال با نشیمن نرم و اتصال با نشیمن سخت . در اتصال ساده ب ا
نشیمن نرم، تیر روی نشیمن انعطاف پذیر قرار می گیرد، و در اتصال ساده با نشیمن سخت، تیر روی
نشیمن بدون انعطاف مستقر م یگردد.
3-2 جزئیات
جزئیات مناسب برای اتصالات ساده با نشیمن نرم و سخت در شکلهای 1 و 2 ارائه شده است.

[javad jan]

چنانچه در قابهای انتهایی امکان اجرای تیر در دو طرف ستون میسر نباشد، استفاده از اتصال
خرجینی ساده با عبور تیر فقط از یک طرف ستون بدلیل عدم تقارن مجاز نمی باشد. در قابهای انتهایی
می توان با قطع تیر در محل ستون از اتصال معمولی ساده تیر به ستون استفاده نمود . یک نمونه از چنین
اتصالی در شکل 5 نشان داده شده است.
شکل 5. جزئیات اتصال ساده در قابهای انتهایی
4-2 تحلیل قاب با اتصال خرجینی ساده زیر اثر بار وزنی
اتصال خرجینی ساده به صورت یک اتصال شبه غلتکی در نظر گرفته می شود به طوری که می تواند نیروی
قائم را از تیر به ستون منتقل سازد، اما در برابر نیروی افقی و لنگر مقاومتی برای آن منظور نم یشود.
برای انتقال نیروی افقی از تیر به سیستم مهاربندی باید اتصال دیگری در نظرگرفته شود . نمونه
چنین اتصالی در شکل 3 نشان داده شده است.
قاب متشکل از تیرها و ستونهایی که با اتصال خرجینی ساده به هم متصل شد هاند قاب ساده خوانده م یشود.
تحلیل قاب ساده زیر اثر بار وزنی، و تعیین نیروی برشی و لنگر در تیرها، و نیروی محوری در
ستونها با فرض ساده بودن اتصالات انجام می گیرد. در مدل تحلیلی، لازم است که تیرها در محل
اتصال به صورت پیوسته در نظر گرفته شوند . در تحلیل ستون، علا وه بر بار محوری، باید اثر لنگر ناشی
از عدم تقارن بار نیز در نظر گرفته شود.

[javad jan]

5-2 تحلیل قاب با اتصال خرجینی ساده زیر اثر بار زلزله
قاب متشکل از تیرها و ستونها با اتصالات خرجینی ساده به صورت قاب ساختمانی ساده در نظر گرفته م یشود
و برای آن مقاومت جانبی منظور ن می گردد، و از این رو، برای تحمل بارهای جانبی باد و زلزله باید از یکی از
سیستم های مقاوم در برابر نیروی جانبی مندرج در جدول 3 آیین نامه 2800 استفاده شود.
محاسبه نیروی زلزله بر اساس ضوابط آیین نامه 2800 برای سیستم قاب ساختمانی ساده و با توجه
به سیستم لرز هبر انتخابی صورت می گیرد.
1-5-2 زمان تناوب
محاسبه زمان تناوب سازه بر اساس ضوابط آیین نامه 2800 صورت می گیرد.
2-5-2 ضریب رفتار، حداکثر ارتفاع مجاز
ضریب رفتار و حداکثر ارتفاع مجاز سازه بر اساس ضوابط آیین نامه 2800 و با در نظرگرفتن ساده بودن
اتصالات خرجینی برحسب نوع سیستم لرز هبر تعیین می گردد.
6-2 ضوابط طراحی قاب با اتصال خرجینی ساده
1-6-2 ستون
1-1-6-2 ضریب طول مؤثر
ضریب طول مؤثر ستون برای قاب ساده با سیستم لرزه بر سخت (بادبند، دیوار برشی مسلح، میانقاب
مسلح) طبق ضوابط مبحث 10 مقررات ملی ساختمانی برابر 1 فرض م یشود.

[javad jan]

2-1-6-2 ستون مرکب
4 مبحث 10 مقررات ملی ساختمانی ایران، در قابهای -5-1- استفاده از اعضای مرکب مذکور در بند 10
ساده مجاز می باشد و در طراحی این اعضا باید علاوه بر ضوابط مبحث 10 , ضوابط این آیین نامه نیز
رعایت گردد . در صورتی که نیمرخهای تشکیل دهنده ستون از هم فاصله داشته باشند، لازم است در
محل اتصال صفحه ای نصب شود . این صفحه باید شرایط مذکور در شکل 6 را رعایت نماید . لبه های
قائم صفحه باید به طور کامل جوش داده شود . ضخامت و اندازه جوش صفحه به ستون بر اساس انتقال
نیرو به صورت برش خالص از تیر به صفحه، و صفحه به ستون تعیین می گردد و باید جوش در گوشه به
اندازه حداقل 4 برابر ضخامت جوش برگشت داده شود.
در صورتی که صفحه اتصال مزبور در محل تلاقی بادبند با ستون قرار گرفته باشد، در محاسبه ابعاد
صفحه و جوشها نیروهای ناشی از بادبند نیز باید منظور شود.
شکل 6. جزئیات صفحه اتصال ستون
2-6-2 تیر
تیرهایی که از طرفین یک ستون عبور می کنند:
باید حتی الامکان به بر ستون، و یا صفحه ای که روی ستون جوش شده است، بچسبند.
دو تیر باید در فواصلی به هم متصل گردند . در هر موضع اتصال دو تیر، دو تسمه بالهای فوقانی و
تحتانی تیرها را باید به هم متصل سازد.
فاصله لبه اولین تسمه فوقانی تا بر ستون نباید از 1 سانتیمتر کمتر و از 10 سانتیمتر بیشتر باشد.
ابعاد این تسمه ها (پهنا و ضخامت) نباید کمتر از ابعاد بال تیر باشد.
40 برای سایر ry 60 برای تیرهای مدفون در داخل سقف، و از ry حداکثر فاصله تسمه ها نباید از
شعاع چرخش یا ژیراسیون تیر حول محور ضعیف است). ry) تیرها بیشتر باشد
سر تسمه در امتداد محور طولی تیر باید به صورت کامل به بال تیر جوش شود.

[javad jan]

2-3-6-2 اتصال خرجینی ساده با نشیمن سخت
.( بجای نبشی زیرین م یتوان از نشیمن سخت استفاده نمود که شامل دو ورق جان و بال م یباشد (شکل 2
1. جزئیات و مشخصات نشیمن سخت در شکل 8 ارائه شده و لاز م است که محدودیتها و الزامات
زیر در نظر گرفته شود.
.( h ≥ w ) ارتفاع لچکی نباید کمتر از عرض بال باشد
1 سانتیمتر. / برابر است با عرض بال تیر بعلاوه 5 w ، حداقل عرض بال اتصال
حداقل طول بال اتصال در امتداد موازی با محور طولی تیر برابر است با عرض بال تیر.
حداقل ضخامت بال اتصال برابر است با ضخامت بال تیر.
.(0.8bfb) حداقل عرض لچکی برابر است با هشت دهم عرض بال تیر
حداقل ضخامت جان لچکی برابر است با ضخامت جان تیر
ضخامت جان اتصال نباید از ضخامت بال آن کمتر باشد.
بال اتصال باید به طور کامل به لبه بیرونی ب ال زیرین تیر جوش داده شود و با جوش شیاری به
ستون متصل شود.
اتصال بال و جان اتصال باید به وسیله جوش گوشه تأمین گردد.
اتصال جان اتصال به ستون می تواند به وسیله جوش گوشه تأمین شود.
به ترت یب مقاومت R و 2 R 2. حداکثر بار قائم مجاز اتصال از رابطه 1 به دست می آید که در آن 1
نهایی لچکی های زیرین و فوقانی می باشند و هردو از رابطه 3 با توجه به ابعاد این لچکیها به دست
مطابق شکل 8 عرض لچکی م یباشد. b ، می آیند. در مورد لچکی زیرین
3. پایداری موضعی لچکی زیرین بر اساس رابطه زیر کنترل می شود:
y b/t ≤ 1000/ f (4)
4. برای محاسبه جوش، نیروی قائم بین نشیمن زیرین و لچکی فوقانی به نسبت مقاومت نهایی آنها
تقسیم می شود. (R و 2 R (یعنی 1
محاسبه جوش لچکیهای زیرین و فوقانی به ستون بر اساس انتقال برش خالص انجام می شود.

[javad jan]

محاسبه جوش بال اتصال به ستون، و به لچکی جان برا ی انتقال نیروی
سهم نشیمن از نیروی قائم است.