قاب خمشی ویژه به قابی اطلاق می شود که در برابر نیروی جانبی زلزله تغییرشکل های فراارتجاعی قابل ملاحظه ای را تحمل کند. در طراحی اعضا و اتصالات این نوع قاب ها باید سعی شود که در نزدیکی دو انتهای تیر مفصل های پلاستیک تشکیل شوند و ظرفیت دورانی آنها به حدی باشد که دوران نظیر تغییرمکان جانبی نسبی طبقه حداقل به ۰.۰۴ رادیان برسد که حدود ۰.۰۳ رادیان آن در ناحیه فرا ارتجاعی باشد.
در این بخش برای طراحی اعضا و اتصالات این نوع قاب ها الزامات تکمیلی سخت گیرانه تری نسبت به قاب های خمشی متوسط در نظر گرفته شده است. به همین منظور در طراحی اعضا و اتصالات این نوع قاب ها علاوه بر الزامات متعارف فصل های ۱-۱۰ و ۲-۱۰ و نیز الزامات لرزه ای بخش های ۲-۳-۱۰ تا ۶-۳ -۱۰ باید الزامات تکمیلی این بخش نیز رعایت شوند.
۱–۹–۳–۱۰ محدودیت تیرها و ستون ها
تیرها و ستون ها در قاب های خمشی ویژه باید دارای شرایط زیر باشند.
الف) مقاطع تیرها و ستون ها باید از نوع فشرده لرزه ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λhd مطابق مقادیر جدول ۱-۴-۳-۱۰ باشند.
ب) در ستون ها استفاده از مقطع متشکل از چند نیمرخ بستدار مجاز نیست. اجزای مقطع ستون باید در تمامی طول آن به صورت پیوسته به یکدیگر متصل شوند.
پ) استفاده از تیرهای با جان سوراخ دار متوالی (لانه زنبوری) به عنوان اعضای باربر جانبی مجاز نیست. در صورت لزوم ایجاد سوراخ دسترسی در جان تیر، این سوراخ باید خارج از ناحیه حفاظت شده دو انتهای تیر و در نیمه میانی طولی دهانه تیر قرار گیرد. اطراف سوراخ باید به نحوی تقویت شود که مقاومت برشی و خمشی تیر به طور کامل فراهم گردد.
ت) در ناحیه حفاظت شده دو انتهای تیر، ایجاد هرگونه تغییر ناگهانی در پهنای بال یا ضخامت بال مجاز نمی باشد. تغییر تدریجی در پهنا یا ضخامت از ورق بزرگتر به ورق کوچکتر، باید با شیب حداکثر ۱ به ۲.۵ انجام پذیرد.
۲–۹–۳–۱۰ نسبت لنگر خمشی ستون به لنگر خمشی تیر
در کلیه گره های اتصالات خمشی تیر به ستون باید به طور مجزا در امتداد هریک از محورهای اصلی مقطع ستون رابطه زیر برآورده گردد.
![\[\frac{\sum M\ast _{pc}}{\sum M\ast _{pb}}> 10\]](http://benamekhoda.org/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-453e08d04e31b1adf85f0c156b33548b_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
(۱-۹-۳-۱۰)
که در آن:
∑M∗pc = مجموع لنگرهای خمشی ستون های بالا و پایین گره اتصال در امتداد مورد نظر مطابق با رابطه زیر:
∑M∗pb = مجموع تصاویر لنگرهای خمشی تیرها در گره اتصال نسبت به راستای مورد نظر. این لنگرهای خمشی باید با در نظر گرفتن تعادل استاتیکی بارهای ثقلی ضریب داری که با نیروی زلزله ترکیب می شوند و اثرات لرزه ای ناشی از لنگر خمشی Mpr=CprRybMpb در محل تشکیل مفصل پلاستیک نسبت به محور ستون تعیین شوند (شکل ۱-۸-۳-۱۰)
در روابط فوق:
Zc = اساس مقطع پلاستیک ستون
Ag = سطح مقطع ستون
Fy = تنش تسلیم فولاد ستون
Puc = مقاومت فشاری مورد نیاز ستون حاصل از ترکیبات بار زلزله تشدید یافته
Mpb = لنگر خمشی پلاستیک تیر در محل تشکیل مفصل پلاستیک
Ryb = نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به حداقل تنش تسلیم تعیین شده مصالح تیر مطابق مقادیر جدول ۱-۲-۳-۱۰
Cpr = مطابق تعریف بند ۴-۵-۳-۱۰
تبصره: در صورتیکه یکی از حالت های زیر برقرار باشد، رعایت رابطه ۱–۹–۳–۱۰ در گره فوقانی ستون الزامی نیست.
۱- ستون هایی که در کلیه ترکیبات بار متعارف دارای Puc<0.3Pc (که در آن Puc مقاومت فشاری مورد نیاز، Pc=FycAg ، Fyc تنش تسلیم فولاد ستون و Ag سطح مقطع ستون است) بوده و دارای شرایط زیر باشند.
الف) ستون های ساختمان های یک طبقه و ستون های طبقه آخر ساختمان های چند طبقه
ب) تعدادی از ستون های هر طبقه که مجموع مقاومت برشی طراحی آنها کمتر از۲۰ درصد کل مقاومت برشی طراحی ستون های آن طبقه و مجموع مقاومت برشی طراحی آنهایی که بر روی یک محور قرار دارند کمتر از ۳۳ درصد کل مقاومت برشی طراحی آن محور باشد. در این بند محور ستون به محور یا محورهای موازی اطلاق می شود که در فاصله کمتر از ۱۰ درصد بعد پلان طبقه، در جهت عمود بر محور، از یکدیگر قرار گرفته باشند.
۲- ستون های طبقهای که در آن نسبت مجموع مقاومت برشی طراحی ستون ها به مجموع مقاومت برشی مورد نیاز ستون ها در آن طبقه ۵۰ درصد بیشتر از این نسبت در طبقه فوقانی آن باشد.
۳–۹–۳–۱۰ مقاومت های مورد نیاز و طراحی مقطع تیر
مقاومت های مورد نیاز و طراحی مقطع تیر در قاب های خمشی ویژه عیناً مشابه مقاومت های مورد نیاز و طراحی مقطع تیر در قاب های خمشی متوسط می باشد.
۴–۹–۳–۱۰ اتصال تیر به ستون
کلیه اتصالات تیر به ستون در قاب های خمشی ویژه که نیروهای جانبی لرزه ای را تحمل می کنند، باید دارای شرایط زیر باشند.
الف) اتصالات خمشی تیر به ستون باید توانایی تحمل تغییرشکل های دورانی حداقل به میزان ۰.۰۴ رادیان را بدون کاهش قابل توجه در مقاومت خود دارا باشند. برای احراز این شرط لازم است اتصالات خمشی به کار رفته در قاب های خمشی ویژه از طریق آزمایشات توصیه شده توسط مراجع معتبر تأیید شوند. در صورت عدم دسترسی به آزمایشات فوق استفاده از اتصالات از پیش تایید شده ارائه شده در بخش ۱۳-۳-۱۰ بلامانع می باشد.
ب) اتصال تیر به ستون باید به گونه ای طراحی شود که شرایط ایجاد مفصل پلاستیک را در داخل تیر فراهم نماید. انجام این امر می تواند از طریق ضعیف کردن مقطع تیر در فاصله ای محدود از برستون صورت گیرد. روش های دیگر برای دستیابی به منظور فوق در اتصالات از پیش تأیید شده بخش ۱۳-۳-۱۰ ارائه شده است.
پ) در قاب های خمشی ویژه مقاومت خمشی مورد نیاز (Mu) و مقاومت برشی مورد نیاز (Vu) اتصال باید عیناً مشابه مقاومت های مورد نیاز اتصال تیر به ستون در قاب های خمشی متوسط در نظر گرفته شود.
۵–۹–۳–۱۰ ورق های تقویتی چشمه اتصال (ورق های مضاعف)
الزامات تکمیلی طراحی لرزه ای ورق های تقویتی چشمه اتصال (ورق های مضاعف) در قاب های خمشی ویژه عیناً مشابه الزامات تکمیلی طراحی لرزه ای ورق های تقویتی چشمه اتصال (ورق های مضاعف) در قاب های خمشی متوسط می باشد.
۶–۹–۳–۱۰ ورق های پیوستگی
الزامات تکمیلی طراحی لرزه ای ورق های پیوستگی در قاب های خمشی ویژه عیناً مشابه الزامات تکمیلی طراحی لرزه ای ورق های پیوستگی در قاب های خمشی متوسط می باشد.
