قاب های مهاربندی شده همگرای ویژه به قاب هایی گفته می شوند که در آنها از مهاربندی ها انتظار میرود تحت اثر بار جانبی زلزله طرح تغییرشکل های فرا ارتجاعی قابل ملاحظه ای تحمل کنند و در آنها کاهش مقاومت چندانی رخ ندهد. رفتار فرا ارتجاعی موردنظر ممکن است به مرحله بعد از کمانش مهاربند توسعه یابد. از اینروی، پیکربندی و طراحی مهاربندی ها و اتصالات آن باید چنان باشد که از عهده این تغییرشکل ها بر آیند و رفتار تیرها و ستون ها در قاب عملاً در مرحله ارتجاعی باقی بماند.
در طراحی اعضا و اتصالات قاب های مهاربندی شده همگرای ویژه 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 شود.
۱–۱۱–۳–۱۰ الزامات عمومی
الف) پیکربندی مهاربندی های مجاز در این نوع قاب ها شامل مهاربندی های قطری، ضربدری و مهاربندی های به شکل ۷ و ۸ می باشند. استفاده از مهاربندی های به شکل K در این نوع قاب ها مجاز نیست.
ب) مقاطع اعضای مهاربندی ها و ستون های نظیر دهانه های مهاربندی شده باید از نوع فشرده لرزه ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λhd مطابق مقادیر جدول ۴-۳ -۱۰ و مقاطع تیرهای دهانه های مهاربندی شده باید از نوع فشرده لرزه ای با محدودیت حداکثر نسبت پهنا به ضخامت برابر λmd مطابق مقادیر جدول ۴-۳-۱۰ و مقاطع بقیه ستون ها باید فشرده باشند.
پ) در قاب های مهاربندی شده همگرا، نیروی جانبی باید بین کلیه مهاربندی های کششی و فشاری توزیع شود و مهاربندی ها باید برای حداکثر نیروی ایجاد شده در آنها تحت اثر ترکیبات بار متعارف طراحی شوند. در قاب های مهاربندی شده همگرای ویژه طراحی مهاربندی ها به صورت کششی تنها مجاز نمی باشد.
ت) مهاربندی ها در امتداد هر محور در هر طبقه باید طوری در نظر گرفته شوند که در هر راستای بارگذاری حداقل ۳۰ درصد و حداکثر ۷۰ درصد نیروی جانبی سهم آن محور در کشش تحمل شود، مگر آنکه اعضای مهاربندی های فشاری دارای مقاومتی بیشتر از آنچه تحلیل سازه برای بار زلزله از جمله ترکیبات بار تشدیدیافته نشان می دهد، باشند. منظور از محور مهاربندی در این بند، یک یا چند محور مهاربندی شده مستقیم موازی است که به فاصله ای کمتر از ۱۰درصد بعد ساختمان در پلان، در جهت عمود بر محور، از یکدیگر قرار گرفته باشند.
ث) ضریب لاغری (KL/r) مهاربندهای فشاری در قاب های مهاربندی شده با هر نوع مهاربندی (قطری، ضربدری، ۷ و۸ )، نباید از ۲۰۰ تجاوز نماید.
ج) در مهاربندی های با مقطع ساخته شده (تشکیل شده از چند نیمرخ و اتصال دهنده ها)، فاصله اتصال دهنده های اعضا باید به گونه ای انتخاب شوند که نسبت لاغری a/ri) که در آن a فاصله اتصال دهنده ها از یکدیگر و ri شعاع ژیراسیون حداقل تک نیمرخ است) هر عضو ما بین اتصال دهنده ها از ۰.۴ برابر ضریب لاغری حاکم عضو ساخته شده بیشتر نشود. مجموع مقاومت های برشی طراحی اتصال دهندهها باید برابر یا بیشتر از مقاومت کششی طراحی هر عضو باشد. فاصله اتصال دهندهها باید به طور یکنواخت اختیار شده و تعداد آنها در طول عضو از دو عدد کمتر نباشد. اتصال دهندهها نباید در یک چهارم میانی طول آزاد مهاربندی ها تعبیه شوند. در مواردی که کمانش مهاربندی ها حول محور بحرانی کمانش ایجاد برش در اتصال دهندهها نمی شود، رعایت شرط a/ri≤0.4(KL/r)max برای تک تک اعضا الزامی نیست.
چ) تعبیه سوراخ های متوالی در جان تیرهای دهانه های مهاربندی شده با هر نوع مهاربندی (قطری، ضربدری، ۷ و۸) مجاز نیست. در صورت لزوم به تعبیه سوراخ دسترسی در جان تیر، اطراف آن باید به نحوی تقویت گردد که مقاومت های طراحی در مقطع سوراخ دار از مقاومت های طراحی مقطع کامل تیر کمتر نباشد.
ح) مهاربندی های ۷ و ۸ ای که در محل اتصال به تیر دارای خروج از مرکزیت کمتر از ارتفاع تیر هستند، به عنوان مهاربندی های همگرا محسوب می شوند و می توانند بر اساس الزامات این بخش طراحی شوند.
خ) تیرهای دهانه های مهاربندی شده با مهاربندی های به شکل ۷ و ۸ باید قادر به تحمل نیروهای قائم حاصل از ترکیب بارهای ثقلی بدون حضور مهاربندی ها باشند.
د) تیرهای دهانه های مهاربندی شده با مهاربندی های به شکل ۷ و ۸ باید در حد فاصل دو ستون پیوسته بوده و دارای مهار جانبی کافی برای جلوگیری از کمانش جانبی- پیچشی باشند. در هر صورت، وجود حداقل یک جفت مهار جانبی در محل اتصال مهاربندی ها به تیر الزامی است.
۲–۱۱–۳–۱۰ تیرها، ستون ها و اتصالات آنها
مقاومت های طراحی تیرها، ستون ها و اتصالات آنها در قاب های مهاربندی شده همگرای ویژه نباید از نیروهای ناشی از تحلیل های زیر کوچکتر در نظر گرفته شوند.
الف) تحلیلی که در آن فرض می شود نیروی مهاربندی های کششی برابر RyFyAg و نیروی مهاربندی های فشاری برابر 1.14FcreAg می باشد.
ب) تحلیلی که در آن فرض می شود نیروی مهاربندی های کششی برابر RyFyAg و نیروی مهاربندی های فشاری برابر 0.3×1.14FcreAg می باشد.
که در آن:
Ry = نسبت تنش تسلیم مورد انتظار به حداقل تنش تسلیم فولاد مهاربندی مطابق مقادیر جدول .۱-۲-۳-۱۰
Fy تنش تسلیم فولاد مهاربندی
Ag = سطح مقطع کلی عضو مهاربندی.
Fcre = تنش فشاری مورد انتظار ناشی از کمانش مطابق ضوابط بخش ۴-۲-۱۰ با این شرط که در آن بجای Fy از RyFy استفاده شده باشد.
تبصره: برای انجام تحلیل های فوق اعضای مهاربندی می توانند از مدل تحلیلی حذف گردیده و در محل اتصال آنها مطابق بندهای (الف) و (ب) در فوق، نیروی نظیر آنها به مدل تحلیلی اعمال شود. سپس با بستن حرکت جانبی قاب و اعمال بارهای ثقلی ضریب دار (ضرایبی که در حضور نیروی زلزله مورد استفاده قرار می گیرند)، اقدام به تحلیل سازه شود.
۳–۱۱–۳–۱۰ اتصال مهاربندی ها
مقاومت مورد نیاز اتصالات مهاربندی ها، شامل اتصال تیر به ستون اگر بخشی از سیستم مهاربندی باشد، باید به شرح زیر در نظر گرفته شوند.
الف) مقاومت کششی مورد نیاز
مقاومت کششی مورد نیاز اتصالات مهاربندی ها باید حداقل برابر RyFyAg باشد.
ب) مقاومت فشاری مورد نیاز
مقاومت فشاری مورد نیاز اتصالات مهاربندی ها باید حداقل 1.1 برابر 1.14FcreAg باشد.
پ) سازگاری اتصال با کمانش مهاربندی ها
به منظور سازگاری اتصال با کمانش مهاربندی ها، اتصالات مهاربندی ها باید یکی از الزامات زیر را برآورده نمایند.
۱- اتصال اعضای مهاربندی باید دارای مقاومت خمشی مورد نیاز حداقل برابر1.1RyMp باشد که در آن، Mp لنگر خمشی پلاستیک مقطع عضو مهاربندی حول محور کمانش بحرانی مقطع است.
۲- سازگاری با دوران غیرالاستیک حاصل از تغییرشکل های پس از کمانش در خارج از صفحه مهاربندی از طریق مهیا نمودن شرایط کمانش بحرانی مهاربندی در خارج از صفحه قاب و قطع مهاربندی به اندازه دو برابر ضخامت صفحه اتصال (2t) قبل از خط تکیه گاهی ورق اتصال (خط آزاد خمش). در این مبحث رعایت ضابطه تکمیلی خاصی برای کنترل کمانش لبه آزاد ورق اتصال الزامی نیست.
در بندهای (الف) و (ب)، پارامترهای Ry ، Fy ، Ag ، Fcre همان تعاریفی هستند که در بند ۲-۱۱-۳-۱۰ به کار گرفته شده اند.
