قاب خمشی چیست ؟(آموزش ویدیویی)

ساز وکار هر سیستم های باربر سازه ای :

به طور کلی میتوان اینگونه بیان کرد که تمام سیستم های سازه ای از دوقسمت تشکیل شده اند.سیستم باربر اعضای قائم و سیستم باربر اعضای جانبی.در ابتدای کار بدون بررسی هیچگونه جنبه ی علمی میتوان گفت که هر سیستم باربر سازه ای از هر دو قسمت تشکیل شده است اما گاهی با ترکیب چند سیستم مثل سیستم قاب خمشی با سیستم مهاربندی ما میتوانیم نتایج بهتری را بگیریم.

سیستم قاب خمشی

سامانه های باربر قائم در سیستم باربر سازه ای :

در هر سیستم باربر سازه ای اعضای باربر قائم از طریق ۴ عملیات یک بار ثقلی را دفع میکنند.

• در مرحله ی اول بار های قائم به سقف ها وارد میشود.
• در مرحله ی دوم بارهای وارده از طریق سقف ها به شاهتیر ها منتقل میشود.
• در مرحله ی سوم شاهتیر ها که بارهای ثقلی را از سقف گرفته اند به دو سر تکیه گاه خود یعنی محل حضور ستون ها منتثل میکنند.
• در مرحله ی چهارم ستون ها بار ها را از محل اتصال تکیه گاه های شاهتیر ها میگیرند  و در نهایت به شالوده ها منتقل میکنند.

سامانه‌های باربر جانبی در سیستم باربر سازه ای :

سامانه‌ی باربر جانبی قسمتی از کل سازه است که برای تحمل بارهای جانبی ناشی از باد و زلزله به کار گرفته می‌شود. در ساختمان‌های بلند اسکلت فلزی مرکب از تیر و ستون، استحکام و مقاومت آنها در مقابل نیروهای جانبی (باد و یا زلزله) بستگی به درجه‌ی گیرداری اتصا‌لات تیر و ستونشان دارد.

اگراتصا‌لات بین تیر و ستون طوری مستحکم باشند که زاویه‌ی میان آنها تغییر نکند، ساختمان می‌تواند نیروهای جانبی را تحمل کند و از حالت‌ شاقولی خارج نشود. اگر گیرداری بین تیر و ستون موجود نباشد و مثال اتصا‌لات نزدیک به حالت مفصلی باشند، با وارد شدن نیروهای جانبی، زاویه‌ی بین تیرها و ستون‌ها تغییر خواهد کرد و ساختمان به‌ یک طرف متمایل می‌شود. واضح است که در این وضع، حالت تعادل پایدار نیست و سرانجام به خرابی ساختمان منجر خواهد شد.

قاب خمشی چیست؟

اتصالات صلب در سیستم قاب خمشی :

در این نوع سیستم باربر سازه ای برای ما بسیار اتصال از نوع صلب مهم است زیرا هملنطور که در مقالات قبل بیان شد انتقال لنگر از تیر به ستون موجب ایجاد سختی جانبی میشود.در قاب ساختمانی ساده تمام اتصالات ما از نوع مفصلی و تگیه گاه های ما نیز هم از نوع مفصل میباشد و در درس استاتیک یاد گرفتیم که وجود مفصل به منزله ی لنگر صفر میباشد.اما در سیستم قاب خمشی ما از اتصالات صلب صحبت میکنیم و همین اتصال صلب موجب انتقال لنگر از تیر به ستون میشود و همین انتقال لنگر موجب ایجاد سختی جانبی در این نوع سیستم میشود و ایجاد سختی جانبی موجب مقاومت در برابر بارهای جانبی نیز میگردد.

انواع سیستم های قاب خمشی :

مستهلک کردن انرژی حاصل از بار های وارده به ساختمان یکی از مهمترین موضوعات مطرح شده در سازه های ساختمانی می باشد. در دهه های اخیر قاب های ساختمانی و انواع آن نقش مهمی در این مورد داشته اند. قاب‌های‌خمشی در طیف گستره به سه شکل باعث استهلاک انرژی جریان می شوند اما مسئله مهم، رفتار این قاب های خمشی با توجه به میزان استهلاک انرژی جریان است.به طور کلی میتوان گفت که این سیستم قاب گونه به سه دسته معمولی ، متوسط و ویژه تقسیم میشود که در زیر به توضیحی  از هر کدام میپردازیم:

قاب خمشی ساختمان

سیستم قاب خمشی معمولی :

قاب خمـشی معمـولی بـه قـابی اطلاق می‌شود که اجزای تشکیل دهنده آن، دارای آن چنان جزئیاتی است کـه تغییرشـکل‌های فرا ارتجـاعی انـدکی را در برابر زلزله طرح از خود نشان بدهد‌.

و لازمه این نکته را بدانیم که در مناطق با لرزه خیزی بالا استفاده از این سیستم باربر سازه ای مجاز نیست.

سیستم قاب خمشی متوسط :

قاب‌خمـشی متوسـط بـه قـابی اطلاق می‌شود که در برابـر نیروهـای جـانبی زلزلـه بتوانـد، تغییرشکل‌های فرا ارتجـاعی محدودی را تحمل کنـد. در طراحی این قاب‌ها سعی بر آن است که در یک یـا دو انتهـای تیر، در خارج از محدوده اتـصال تیـر بـه سـتون، مفـصل‌های پلاستیک تشکیل شوند.مفاصل پلاسـتیک دارای ظرفیـت دورانی به حدی باشند کـه دوران نظیـر تغییر مکـان جـانبی نسبی طبقه، حداقل به ۰/۰۲ رادیان برسد کـه حـدود ۰/۰۱ رادیان آن در ناحیه فرا ارتجاعی باشد.

سیستم قاب خمشی ویژه :

قاب‌خمـشی‌ویـژه بـه قـابی اطـلاق می‌شود که در برابر نیروهای جانبی زلزله بتوانـد تغییرشـکل‌های فرا ارتجاعی قابل ملاحظه‌ای را تحمل کند. در طراحی ایـن قاب‌هـا سعی بر آن است کـه در یـک یـا دو انتهـای تیـر، در خـارج از محدوده اتصال تیر به ستون، مفصل‌های پلاستیک تشکیل شوند و مفاصل پلاستیک دارای ظرفیـت متنـاظر تغییرمکـان جـانبی نسبی طبقه، حداقل به انـدازه ۰/۰۴ رادیـان باشـد کـه حـدود ۰/۰۳ رادیان آن در ناحیه فرا ارتجاعی است.

بررسی تغییر شکل های جانبی در قاب خمشی :