×

مقاوم سازی فریم پنجره با ابعاد بزرگ مولیون و ترانزوم

  2319  
مقاوم سازی پنجره

نام کارفرما: جناب آقای علیرضا هاشمی

محل پروژه: فرمانیه

کاربری: اداری

متراژ: ابعاد پنجره 3.40*2

وضعیت: در دست اجرا

طراحی سا​زه 


دفترچه محاسبات کنترل مولیون و ترنزوم نمای شمالی ساختمان اجلاس در ارتفاع تقریبا 8.5 متر
 
کنترل باربری المان های موجود و تقویت آنها و سناریوی آزمایش
 

مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره و مولیون
مقاوم سازی فریم پنجره و مولیون

1-1-مشخصات كلي سازه در وضعیت موجود

 

·       ارتفاع نمای شمالی مورد نظر، حدودا 8.5 متر می باشد

·       مولیون های مورد استفاده در این نما از نوع رینرز با کد 1506 و ترنزوم های مورد استفاده از رینرز با کد 2522 می باشد.

·       با توجه به شرایط موجود، مولیون ها با دو قوطی آهنی 100x40x3 و 20x40x3  تقویت شده اند.

·       ترنزوم ها نیز با استفاده از نبشی 5*50*50 و دستک های فولادی با مقطع 3*40*80  تقویت شده اند.
 

مقاوم سازی پنجره
شکل ‏1‑1مقاطع نمای شمالی
جدول ‏1‑1مشخصات هندسی مقاطع استفاده شده

با توجه به اینکه از دو نوع ماده فولاد و آلومینیوم استفاده شده است، بنابراین با فرض مصالح پایه فولاد که در مدلسازی نرم افزاری SAP اعمال شده است ممان اینرسی آن و همچنین با فرض آنکه جریان برش لازم با استفاده از تقویت لازم در صورت نیاز بین فولاد و آلومینیوم برقرار باشد، ممان اینرسی زیر در محاسبات استفاده شده است.

 

بنابراین به جای مقطع یاد شده Box132*40*3 با I= 199   در نرم افزار مورد استفاده قرار گرفته است. در این محاسبات قوطی کوچکتر 4 در 2 لحاظ نشده است.

همچنین برای ترنزوم ها با توجه به آنکه از پیچ ها با مقاومت کافی با فاصله  تقریبا 40 سانت، نبشی و مقطع آلومینیومی ترانزوم را بهم دوخته اند و جریان برش برقرار باشد خواهیم داشت:

 

بنابراین به جای مقطع یاد شده Box64*64*1 با I= 16.7   مورد استفاده قرار گرفته است.

 

شکل ‏1‑2مقطع تقویت شده موجود با استفاده از دو قوطی آهنی 100x40x3 و 20x40x3
شکل ‏1‑3پروفیل آلومینیومی موجود برای مولیون ها، محل قرارگیری شیشه با انگشتان دست نشان داده شده است

پیچ نشان داده شده در تصویر فوق توسط پیمانکار اجرایی، مهندس اسفندیاری مورد آزمایش قرار گرفته با قطر 6 میلی متر، این پیچ در آزمایش 320 کیلوگرم تحمل داشته است. پیچ بسته شده در شکاف دماغه لامل تست شده است که پس از ۳۲۰ کیلوگرم کشش ، دماغه آلومینیومی له شده و پیش بدون عیب خارج شده است. به همین دلیل نمیتوان از این عدد برای بدست آوردن مقاومت نهایی پیچ استفاده کرد. یک نمونه دیگر آزمایش شده که پیچ علاوه بر دماغه آلومینیومی به پروفیل آهنی داخل نیز پیچ شده است. بنابراین نیروی فوق را در قسمت های بعدی به تنش تسلیم معادل تبدیل کرده و بر اساس آن تعداد پیچ ها ارائه شده است.

 

شکل ‏1‑4زاویه قرارگیری مولیون های نمای شمالی برداشت شده از فایل اتوکد ارسال شده از طرف کارفرما
شکل ‏1‑5زاویه قرارگیری مولیون های نمای غربی و شرقی برداشت شده از فایل اتوکد ارسال شده از طرف کارفرما

 

1-2- مشخصات مصالح مصرفي

·       مصالح فولادی مورد استفاده از نوع فولاد St37 با تنش تسلیم Fy=2400 kg/cm­2  ، تنش نهایی 

·       Fu=3700 kg/cm­2 و مدول الاستیسیته 200Gpa می باشد.

·       آلومینیوم مصرفی مورد استفاده از نوع 6063 با تنش تسلیم Fy=1700 kg/cm­2  و مدول الاستیسیته 69Gpa می باشد.

·       شیشه مورد استفاده از نوع لمینت شده با ضخامت 16 میلیمتر (2 عدد شیشه به ضخامت 8 میلی متر، لمینت سکوریت) با مدول الاستیسیته 70Gpa ، ضریب پوآسون 0.2 و وزن مخصوص 2500 kg/m­3  می باشد، با توجه به اطلاعات گرفته شده از خانم بخشنده، شرکت ونوس.

 

1-3- آیين نامه هاي مورد استفاده در تحليل و طراحي سازه و مقالات مرجع

آیين نامه هاي بارگذاري:

·       مبحث ششم مقررات ملي ساختماني ايران (بارهاي وارد بر ساختمان)  براي بارگذاري ثقلي و جانبی

·       نشریه 714 (دستورالعمل طراحی سازه ای و الزامات و ضوابط عملکردی و اجرایی نمای خارجی ساختمان ها)

 

آیین نامه هاي طراحي:

·       مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان های فولادی)

·       نشریه 714 (دستورالعمل طراحی سازه ای و الزامات و ضوابط عملکردی و اجرایی نمای خارجی ساختمان ها)

·       Code of Practice for structure use of glass 2018

1-4- نرم افزار هاي مورد استفاده در تحليل و طراحي

 

·       برنامه كامپيوتري تحليل سه بعدي و طراحي سازه ها، SAP2000 20، نسخه 20.2.0

·       برنامه تحلیل به روش اجزا محدود،Abaqus 2016

 

 

2- بارگذاري سازه

2-1- بارهای مرده

 

مصالح مصرفی وزن واحد حجم(Kg/m3) ضخامت(m) وزن واحد سطح(Kg/m2)

شیشه سکوریت لمینت 2500 0.016 40

مولیون و ترنزوم ها به صورت خودکار در نرم افزار محاسبه می شود بر اساس مقطع داده شده و جرم حجمی

 

در مدل سازه، دستک ها نیز مدل شده اند و کاملا مشابه با سازه اجرا شده می باشند و وزن بار مرده این المان ها به صورت خودکار محاسبه شده است.

در بار گذاری ثقلی باتوجه به این مساله که فریم ها زاویه دار می باشند، مولفه قائم وزن آنها بر روی دو نقطه به صورت متمرکز به فاصله 25 سانتی متر از طرفین ترنزوم ها وارد شده است.
 

شکل ‏2‑1بار مرده متمرکز و گسترده در نمای سه بعدی Final model 1

2-2- بارهای جانبی

در این پروژه بارهای جانبی، بار باد و زلزله می باشند. بار باد به صورت مقاومتی طراحی شده و بارگذاری لرزه ای به صورت تامین شکل پذیری لازم به نحوی که اگر شیشه سکوریت لمینت شکسته شود عرض درپوش ها تا حد امکان بلند باشند که شکل پذیری لازم وجود داشته باشد که شیشه شکسته شده بر روی معبر نریزد.

2-2-1- محاسبه بار باد

2-2-1-1  ضریب اهمیت

بار باد طبق  مبحث ششم مقررات ملی ساختمان و نشریه 714  به روش استاتیکی محاسبه شده است.

طبق جدول 6-1-1 مبحث ششم مقررات ملی ساختمان، ساختمان مورد نظر جز گروه خطرپذیری 3 می باشد. بنابراین ضریب اهمیت بار باد، 1 می باشد.

2-2-1-2  ضریب بادگیری

ضریب بادگیری  تغییرات سرعت باد با ارتفاع و نیز اثرات ناشی از تغییر در زمین اطراف و توپوگرافی را نشان می دهد. این ضریب بر اساس توزیع سرعت باد در ارتفاع روی دو نوع زمین اطرف، باز و یا متراکم، تعیین می شود. این پروژه در زمین های متراکم قرار دارد، بنابراین خواهیم داشت:

 

2-2-1-3  ضریب فشار  و ضریب فشار داخلی

ضرایب فشار نسبت های بی بعد، فشارهای ایجاد شده توسط باد روی سطح ساختمان به فشار سرعتی باد در ارتفاع مبنا می باشند. این ضرایب اثرات شکل آیرودینامیکی ساختمان، زاویه سطح بادخور به جهت جریان باد و تغییرات سرعت باد با ارتفاع را در بر میگیرد. ضرایب فشار خارجی را می توان در هرجا و هر ترازی  در نظر گرفت. به غیر از گوشه ها که این مقدار برابر با 1.2 می باشد.

همچنین برای ضریب فشار داخلی  را با فرض عدم بازشو، ضریبی در نظر گرفته نشده است.

 

2-2-1-4  ضریب اثر جهشی باد

مقدار این ضریب برای پوسته های خارجی در برابر فشار و مکش، 2.5 می باشد.

2-2-1-5  فشار مبنا q

این مقدار برای شهر تهران با سرعت باد 100 کیلومتر بر ساعت، 61.3 کیلوگرم بر مترمربع می باشد.

 در نهایت مقدار بار باد محاسبه شده به قرار زیر است:

P= 1*61.3*0.7*1.2*2.5=128


شکل ‏2‑2ساختمان روبروی نمای شیشه ای شمالی
شایان ذکر است با توجه به حضور ساختمان های مرتفع در نزدیکی نمای شمالی و همچنین فرورفتگی های موجود در جبهه شمالی در فضایی که زاویه مولیون ها 65 درجه با افق می باشد، امکان بروز این مقدار بار باد و ایجاد کشش ناشی از باد بواسطه ایجاد خلا بسیار کم می باشد که این موارد در جهت اطمینان در مدل لحاظ نشده است.
 
 
شکل ‏2‑3بار واحد سطح باد در Final model 2,3 ، 128 کیلوگرم بر متر مربع
 

در شکل ‏2‑3نحوه اعمال بار باد قابل مشاهده می باشد. این بار به صورت یک فشار بر واحد سطح به شیشه اعمال شده است که مقدار این بار 128 کیلوگرم بر متر مربع محاسبه و در مدل اعمال شده است. البته با وجود آنکه گوشه ها نما در مجاورت دو دیوار بلند شرقی و غربی قرار دارند امکان بروز تورنادو و اثر این ضریب بر سازه کم می باشد.

2-3- تركيبات بارگذاري

اعضا لازم است مقاومت لازم را از نظر نیرویی برای تركيبات بارگذاري زير داشته باشند:

1) 1.4 D

2) 1.2 D + 1.4 W

همچنين لازم است ظرفیت لازم را از نظر تغییر شکل، برای ترکیبات بارگذاری زیر داشته باشند:

1) D

2) D + W

با توجه به نشریه 714، برای کنترل تغییر شکل ها مجاز ناشی از بار باد، بار باد را می توان در ضریب 0.7 ضرب نمود که از این کاهش درمحاسبات صرف نظر شده است.

2-4- فرضیات طراحی

با توجه به آنکه اتصال دو قوطی آهنی 100x40x3 و 20x40x3  که از داخل مقطع مولیون آلومینیومی عبور کرده اند، تقریبا در دو سمت با یک خط جوش تقریبا به طول 1 سانت هر 40 سانتی متر صورت گرفته است و قابل بررسی دقیق نیست وضعیت آن ها، در محاسبات از پروفیل 3*20*40 فولادی در جهت اطمینان صرف نظر شده است. در شکل زیر محل اتصال دو قوطی نشان داده شده است. در قسمت محاسبه جریان برش بین دو مقطع، ویژگی های مقطع در نظر گرفته شده در محاسبات ارائه شده است.
 

شکل ‏2‑4مقطع موجود شامل یک قوطی آلومینومی بیرونی و دو قوطی فولادی به ابعاد 100x40x3 و 20x40x3 درون آن

3- ارائه ورودي  و خروجي هاي مدل های نرم افزاری

3-1- معرفي مدل های ساخته شده

 

Ø     Final model1: فایل مربوط به تحلیل و طراحی المان های افقی (ترنزوم) و عمودی (مولیون) تحت بار باد با یک تکیه گاه میانی موجود، در این فایل که مقاومت ها کنترل شده اند، شیشه مدل نشده است، زیرا المان shell معادل شیشه در صورت مدلسازی اجازه تغییر شکل به مولیون ها و در ادامه طراحی آن نمی دهد.

Ø     Final model2: فایل مربوط به تحلیل و کنترل تغییر شکل اعضا با یک تکیه گاه میانی، در این مدل شیشه ها با المان shell مدل شده است.

Ø     Final model3: فایل مربوط به تحلیل و کنترل تغییر شکل اعضا با دو تکیه گاه در بال بالا و پایین تیر 70 سانتیمتری.

Ø     Final model4 فایل مربوط به تحلیل و طراحی اعضا با دو تکیه گاه در بال بالا و پایین تیر 70 سانتیمتری.

Ø     Abaqus model: فایل مربوط به تغییر شکل مطلق یک دهانه شیشه در نرم افزار آباکوس و مقایسه نتایج آن با آیین نامه مرجع که رابطه ای برای محاسبه تغییر شکل شیشه داده است که جواب ها همخوان بود.

Ø     Glass sap: فایل مربوط به تغییر شکل مطلق یک دهانه شیشه به منظور مقایسه با آباکوس، نتایج مدلسازی شده در نرم افزار آباکوس با این مدل سپ یکسان بودند و جهت verification نرم افزار این مدل ساخته شد.

 

 

3-2- حداکثر تغییر مکان های مجاز

رابطه زیر برای تغییر مکان مجاز وسط شیشه در مرجع Code of Practice for structure use of glass 2018

ارائه شده است. همانطور که مشاهده می شود، اگر تغییر شکل وسط شیشه را به صورت مطلق از تکیه گاه محاسبه کنیم، تغییر شکل به وجود آمده کوچکتر از محدود مجاز(   )  می شود. این عدد باید با جابجایی نسبی شیشه نسبت به مولیون و ترنزوم های اطراف مقایسه شود.

 

از طرفی برای کنترل خیز مولیون ها و ترنزوم ها از رابطه  نشریه 714 استفاده می شود. کنترل تغییر شکل ترنزوم ها توسط نرم افزار Sap کنترل شده است.

طبق صحبت های انجام شده با خانم درخشند نماینده شرکت ونوس (تامین کننده شیشه های پروژه) و مهندس عابدی مهندس محاسب آنها، معیار های کنترلی تغییر شکل شیشه و چگالی و مدول الاستیسیته استعلام شد و آنها آیین نامه ای که طبق آن تغییر شکل شیشه را ارائه نمودیم با معیار های حداکثر تغییر شکل تایید نمودند.

مقدار حداکثر مجاز تغییر شکل حاکم بر طراحی طبق رابطه نشریه 714 خواهد بود برابر که در دهانه 3.4 متری معادل با 1.42 سانتیمتر می باشد.
 

3-3- کنترل تغییر شکل نمای شمالی

با توجه به کانتورهای خروجی، بحرانی ترین قسمت در این سازه برای کنترل تغییر شکل ها نمای شمالی می باشد.
 

شکل ‏3‑1کانتور تغییر شکل نمای شمالی تحت بار باد با یک تکیه گاه در وسط تیر در مدل حداکثر تغییر مکان 12 میلی متر Final model 3

همانطور که در شکل ‏3‑1مشاهده می کنید، ماکزیمم تغییر شکل ها در نمای شمالی تحت بار باد در بیشتر نقاط به 12

 میلی متر محدود شده است. شایان ذکر است که کانتور تغییر شکل های نشان داده شده به صورت مطلق هستند در صورتیکه تغیییر مکان نسبی شیشه نسبت به فریم سبب آسیب آن می شود که این موضوع در جهت اطمینان خواهد بود. این مقدار جابه جایی از مقدار مجاز 1.42 سانتیمتر کمتر می باشد.

 

3-4- مقایسه کاهش نسبت تغییر شکل ایجاد شده به تغییر شکل مجاز در صورت استفاده از دو تکیه گاه روبروی بال بالا و پایین تیر 70 سانتی موجود

شکل ‏3‑2کانتور تغییر شکل نمای شمالی تحت بار باد با دو تکیه گاه در بالا و پایین تیر در  مدل Final model 2
 

با ایجاد دو تکیه گاه در بال بالا و پایین تیر به ارتفاع 70 سانتی متر مشاهده می شود که میزان تغییر مکان 16 درصد كاهش پيدا مي كند و مقدار حداکثر تغییر مکان در نمای شمالی ماکزیمم به 1 سانتی متر محدود می شود. همانطور که در قبل مطرح شد، این تغییر مکان ها به صورت مطلق می باشند و این در حالی است که تغییر مکان نسبی شیشه و مولیون اعداد کوچکتری می باشند و بررسی تغییر مکان مطلق شیشه و مولیون ها، در جهت اطمینان می باشد.

در بازدید از کارگاه در تاریخ 16/10/98 و با بررسی های صورت گرفته، امکان ایجاد مهار های بیشتر در برخی از نقاط فراهم می باشد که توصیه می شود تا جایی که با معماری کار تداخل نداشته باشد تعداد این مهار ها افزایش پیدا کنند که در قسمت جمع بندی نیز به این نکته اشاره شده است.

 
3-5- نسبت نیرو به ظرفیت مقاطع  تحت بار ثقلی و باد
 
شکل ‏3‑3نسبت نیروی وارده به ظرفیت مقاطع تحت بار ثقلی (حداکثر نسبت تنش از نظر مقاومتی برابر با  0.885 و از نظر خیز 0.726 می باشد)

3-6- کنترل تغییر مکان مطلق شیشه در نرم افزار آباکوس

 

درصد خطا روش تحلیلی و آباکوس برابر است با:

 

شکل ‏3‑4کانتور تغییر شکل مطلق شیشه تحت بار 128 کیلوگرم بر متر مربع در نرم افزار ABAQUS نام مدل
شکل ‏3‑5کانتور تغییر شکل مطلق شیشه تحت بار 128 کیلوگرم بر متر مربع در نرم افزار SAP در مدل Glass sap
تغییر مکان مطلق شیشه با استفاده از نرم افزار Sap و Abaqus، 5.1 میلی متر می شود که در مقایسه با مقدار تحلیلی به دست آمده (4.65 میلی متر) خطایی در حدود 8.8 درصد دارد که قابل قبول می باشد.

 

3-7- کنترل جریان برش به منظور مرکب عمل کردن آلومینیوم و فولاد

جهت عملکرد مرکب مقطع آلومینومی و فولادی احتیاج به تقویت هایی است که عملکرد برشی دو مقطع را ترکیب نماید و جریان برش به درستی در مقطع مرکب شکل گیرد تا ممان اینرسی لازم برای تحمل بارهای وارده تأمین شود.

3-7-1- محاسبه ماکزیمم تنش برشی موجود در پروفیل فولادی 3*40*100

رابطه مورد استفاده برای محاسبه جریان برشی در مقطع دلخواه به قرار زیر می باشد:

 

مقدار V حداکثر بدست آمده  از نرم افزار SAP  تقریبا 500 کیلوگرم می باشد. مشخصات هندسی مقاطع مورد استفاده در تصاویر زیر ارائه شده است.

شکل ‏3‑6مشخصات هندسی مقطع مرکب معادل لامن های عمودی
شکل ‏3‑7مشخصات هندسی مقطع آلومینیوم لامن های عمودی
شکل ‏3‑8مشخصات هندسی مقطع فولادی 4 در 10 معادل شده با آلومینیوم در لامن های عمودی

بنابراین نیروی برشی ایجاد شده در طول یک متر برابر است با:

مقاومت برشی پیچ به قطر 4.8 میلی متر (به نحوی که سرگل آن بتواند در زوار محل نصب شیشه قرار گیرد) طبق تقریبا نتایج آزمایشی که آقای اسفندیاری تحت نیروی کشش روی این پیچ انجام داده اند، 320 کیلوگرم بوده است. در آزمایش ایشان پیچ در شکاف دماغه لامل تست شده است که پس از ۳۲۰ کیلوگرم کشش ، دماغه آلومینیومی له شده است در صورتیکه پیچ سالم بیرون آمده است. جهت محاسبات تنش تسلیم پیچ یک پیچ معمولی را 2900 کیلوگرم بر سانتی متر مربع در نظر می گیریم، در اینصورت نیروی قابل تحمل هر پیچ خواهد بود:

با توجه به نیروی لازم 700 کیلوگرم در طول یک متر 4 پیچ لازم خواهد بود. اما طبق نتیجه آزمایشی که مهندس اسفندیاری روی یک پیچ به قطر 6 میلی متر تحت بار کشش انجام داده اند و امکان موارد پیش بینی نشده ای مانند لهیدگی های موضعی، در نقشه ها در نزدیکی تکیه گاه ها فاصله پیچ ها 15 سانتیمتر و در فواصل دورتر 30 سانتی متر ارائه شده است.

طبق محاسبات انجام شده آرایش بستن پیچهای خودکار برای عبور جریان برش بین مقطع فولادی و آلومینیومی در شکل ‏3‑9و شکل ‏3‑10  نشان داده شده است. با توجه به عدم آگاهی مناسب مبنی بر نحوه قرارگیری پروفیل های فولادی (به طور ساده تر یعنی آنکه مشخص نیست که آیا قوطی 3*40*100 در قسمت پایین و نزدیک پیچ ها قرار گرفته است و یا قوطی 3*20*40 در آن محل قرار گرفته است) در محاسبات فرض بر آن است که قوطی 3*20*40 در قسمت بالا و دور از پیچ ها می باشد و در باربری و تقویت مقطع نقشی ندارد. ارتفاع پیچ خودکار مورد نظر باید حداقل به اندازه ای باشد که بتواند قوطی کوچکتر فولادی را به قوطی بزرگتر فولادی بدوزد. طول 5 سانتیمتر برای این هدف مناسب است.
 

شکل ‏3‑9مقطع آرایش پیچها

 
شکل ‏3‑10مقطع محل پیچهای تقویتی در ارتفاع

3-8- کنترل درپوش های روی شیشه تحت بار زلزله

مطابق با نشریه 714 ، نیروی افقی زلزله لازم نیست از رابطه زیر بزرگتر در نظر گرفته شود:

از طرفی با توجه به نشریه 714، نیروی قائم زلزله هم نیازی نیست که از رابطه زیر برزرگتر در نظر گرفته شود:

A=0.35

 برای سطح عملکرد ایمنی جانی           

 تصویر نیروی افقی زلزله بر روی مولیون برابر است با :                                 

 تصویر نیروی قائم زلزله بر روی مولیون برابر است با :                            

مجموع نیروی به وجود آمده در مولیون تحت بار افقی و قائم زلزله برابر است با:  

                                       

با توجه به آنکه نیروی فوق از نیروی باد کمتر می باشد، بنابراین در محاسبات نیروی باد حاکم است اما پیشنهاد می شود ضوابط شکل پذیری هنگام اجرا در نظر گرفته شود زیرا هر چند با فرض رفتار خطی سازه بیرونی نما، مقاطع فوق در نظر گرفته شده اند، اما با توجه به عدم قطعیت های موجود هنگام در نظر گرفتن نیروی زلزله، بهتر است ضوابط شکل پذیری تا حد امکان رعایت شوند تا آسیب های جانی و مالی کمتری هنگام زلزله بوجود آید.

با در نظر گرفتن بار باد 150 کیلوگرم بر مترمربع در دهانه 3.4*2، در هر متر طول مولیون قائم 300 کیلوگرم می بایست نیروی کشش تامین شود و با فرض ظریب اطمینان 0.33 ، پیشنهاد می شود با توجه به مقاوت پیچ فعلی مورد آزمایش که تقریبا 300 کیلوگرم وزن تحمل نموده، با فاصله 30 سانتی متر این پیچ ها چهت دوختن درپوش به لامن عمودی استفاده شوند.

4- تقویت هایی که می بایست انجام شوند

در محاذات بال بالا و پایین پل 70 سانتی موجود، مانند مهاری که همکنون برای لامن های عمودی انجام شده است، می بایست مهار اجرا شود، فاصله افقی این مهار ها حداکثر 2 متر باشد، در اینصورت مهار میانی موجود می تواند حذف شود. تقارن کارگاهی تا حد امکان حفظ شود به نحوی که تغییر شکل قاب هنگام بارگذاری تا حد امکان متقارن باشد تا تغییر مکان نسبی شیشه نسبت به مولیون ها در پی این تغییر شکل متقارن، کمتر باشد. این مهارها پاسخ ها را 16 درصد بهتر می کنند. اما اگر هم اجرا نشوند همکنون نسبت تغییرشکل ایجاد شده به مجاز 0.85 است با یک تکیه گاه میانی که در صورت استفاده از دو مهار این نسبت به 0.71 کاهش می یابد.
 

شکل ‏4‑1مهار لامن های عمودی و ترانزوم ها در محاذات بال بالا و پایین انجام شود

 

بررسی تمام جوش های موجود و تقویت آنها در صورت ضعف موردی انجام شود. روی مقاومت مهارها به ترنزوم حساب باز شده است، بنابراین جوش تمامی المان ها کنترل شوند. مهارهایی که اشکال بعدی ارائه می شوند هم جهت افزایش ضریب اطمینان می باشد و محاسبات بدون حضور آنها جواب گرفته است با فرض آنکه اجرا با کیفیت مناسب تا کنون صورت گرفته باشد. تا حد امکان المان های تقویتی با زیر و روی تیر فاصله داشته باشند و ترنزوم یا مولیون را مهار کنند، بسته به شرایط کارگاهی و در فواصل افقی حداکثر 2 متر مناسب هستند. چنانچه در شکل فوق نشان داده شده است.

شکل ‏4‑3مهار جانبی ترانزوم و یا مولیون در ضلع غربی در طبقه اول یا دوم مانند سایر مهارهای موجود بسته به شرایط کارگاهی به نحوی که معماری تحت تاثیر قرار نگیرد.
طراحی سازه پنجره
شکل ‏4‑5مهار جانبی ترانزوم و یا مولیون در ضلع شرقی در طبقه اول یا دوم مانند سایر مهارهای موجود بسته به شرایط کارگاهی به نحوی که معماری تحت تاثیر قرار نگیرد. ترجیحاً در میان دهانه ها روی تزانزوم ها و روی مولیون ها به نحوی که از سقف کاذب المانی پایین تر نیاید.

نحوه اتصال ترنزوم ها به مولیون ها به حالتی است که عملا مهار جانبی از پشت ترانزوم ها و سپس مهار مولیون ها توسط ترنزوم ها سبب کاهش مقاومت و تغییر شکل ها خواهد شد. در واقع ترانزوم ها برای مولیون ها حکم یکسری اتصال مفصلی را دارند بنابراین تقویت آنها کاملا کارساز خواهد بود.

 
شکل ‏4‑6مهار جانبی ترنزوم در ضلع شرقی ( این ترنزوم، بیشترین طول را در کل نما دارد و برای کاهش تغییر شکل، در وسط دهانه مهار شود)
شکل ‏4‑7در تصویر فوق محل لامن عمودی که به صورت ممد تا پایین سازه ادامه نیافته نشان داده شده است، بنابراین اتصال قسمت نشان داده شده در تصویر به پل ساختمان با دقت بیشتر کنترل شود، همچنین در مورد المان متقارن نظیر در ضلع غربی

5- سناریوی آزمایش پیشنهادی

5-1- نگاهی مختصر به انواع روش های آزمایش

در آیین نامه Code of Practice for structure use of glass 2018 روش تست مشابه شکل ‏5‑1می باشد. همانطور که در شکل ‏5‑1پیداست شیشه در راستای افقی بر روی دو تکیه گاه قرار می گیرد و دو تکیه گاه هم نیز بر روی شیشه قرار می گیرند. سپس بر روی این دوتکیه گاه صفحه ای قرار داده شده و بار متمرکز بر روی این صفحه اعمال می شود. این حالت بارگذاری ظاهرا سعی بر آن دارد که به جای بار نقطه ای، بار گسترده خطی بر شیشه اعمال شود.
 

شکل ‏5‑1روش تست شیشه متناسب با آیین نامه Code of Practice for structure use of glass 201
 

در مرجع 2013-SEI-Paper-DAC-Herculite-web شیشه ای که داخل چارچوب قرار دارد در راستا قائم در مقابل یک دمنده ای قرار می گیرد که کاملا می تواند بار باد را شبیه سازی کند.
 

شکل ‏5‑2روش تست شیشه متناسب با مقاله SEI-Paper-DAC-Herculite-web-2013
در هردو روشی که در بالا ذکر شد جابجایی مطلق شیشه در نقطه دلخواه به دست می آید. چنانچه پیشتر نیز بیان شد، عاملی که باعث شکستن شیشه می شود عملا تغییر شکل شیشه نسبت به مولیون و ترنزوم های اطراف آن می باشد. بنابراین بهتر است روش انجام آزمایش به گونه ای باشد که در هنگام بارگذاری هم فریم ها و هم شیشه بتوانند آزادانه تغییر شکل بدهند.

5-2- سناریوی آزمایش بارگذاری شیشه

با توجه به آنکه شرکت ونوس تحمل بار 120 کیلوگرم بر متربع را تایید می نماید، بنابراین آزمایش را تنها بر روی مولیون عمودی انجام می دهیم.

5-1- سناریوی آزمایش بارگذاری مولیون های عمودی

از نظر محاسبات مولیون و ترانزوم ها پاسخگوی بارهای وارده می باشند اما جهت تایید صحت تطابق فرضیات در نظر گرفته در محاسبات و واقعیت رفتار سیستم از یک سو و از سوی دیگر از آنجا رفتار مرکب واقعی آلومینیوم تقویت شده با فولاد را نمی توان در مدلسازی های نرم افزاری پیاده نمود، انجام آزمایش با پروتوکل زیر پیشنهاد می شود.

این آزمایش را می توان در دو سطح، وابسته به عملکرد سازه ارائه نمود.

5-1-1- بار وارده در حالت که حداکثر مکش وارد بر نمای شمالی 80 کیلوگرم بر مترمربع باشد

در این حالت باید بار عمود بر صفحه به سمت بیرون معادل با 100 کیلوگرم بر مترمربع بر لامن وارد شود. تصویر وزن شیشه 20 کیلوگرم بر مترمربع در نظر گرفته شده است.

در صورتیکه سیستم تحت اثر این بار پاسخگو باشد، می توان به این نظریه که با وجود ساختمان های مجاور بار مکش روی سازه بیش از 80 کیلوگرم بر متربع نخواهد شد، استناد نمود.
 

شکل ‏5‑3مقطع عرضی شماتیک برای انجام آزمایش

 

5-1-2- بار وارده در حالت که حداکثر مکش وارد بر نمای شمالی 130 کیلوگرم بر مترمربع باشد

در این حالت باید بار عمود بر صفحه به سمت بیرون معادل با 150 کیلوگرم بر مترمربع بر لامن وارد شود. تصویر وزن شیشه 20 کیلوگرم بر مترمربع در نظر گرفته شده است.

 

شکل ‏5‑4مقطع عرضی شماتیک برای انجام آزمایش
طراحی سازه پنجره
شکل ‏5‑5تصاویر از آزمایش تحت با 100 کیلوگرم بر مترمربع بر روی شیشه، نماینده تقریبی سرعت باد 100 کیلومتر بر ساعت به صورت فشار بر روی شیشه

6- جمع بندی

مطالعات نشان می دهد سازه فعلی نمای شیشه ای به صورت موضعی در صورتیکه تقویت های موردی در آن صورت پذیرد ، می تواند جوابگوی بارهای وارده بر دو شیشه به ضخامت 8 میلی متر باشد. از آنجا که امکان سونداژ و کنترل کیفیت مصالح استفاده شده، بررسی زیرسازه و روابط اندرکنشی بین فریم و شیشه وجود ندارد، جهت همخوانی فرضیات در نظر گرفته در محاسبات سازه و اجرای آن، پیشنهاد می شود ابتدا آزمایشی روی یکی از دهانه ها انجام شود و با توجه به نتایج آن با اطمینان بیشتر به اجرای تمامی دهانه ها پرداخته شود. محاسبات نشان می دهد که انجام این آزمایش توجیه فنی لازم را دارد. کنترل تحمل اسکلت سازه اصلی تحت بار باد و بار ثقلی سازه شیشه ای باید توسط محاسب اولیه بنا تحت بار باد انجام شده باشد که در دفترچه محاسبات سازه اصلی آن بهتر است این بارگذاری ها روی اسکلت اصلی بنا کنترل شوند. مراحل کاری به ترتیب زیر ارئه می شوند:
1-    در محاسبات نیروی باد نسبت به زلزله جهت طراحی لامن ها حاکم بوده اما افزایش عرض درپوش تا حد امکان (حداقل 7 سانتی متر) از سمت نما برای افزایش هر چه بیشتر شکل پذیری هنگام بارگذاری لرزه ای پیشنهاد می شود.
2-    با توجه به مقاومت تقریبا 300 کیلوگرم پیچ 4.8 در آزمایش، جهت دوختن درپوش ها به شیشه از این پیچ به فاصله 30 سانت روی مولیون استفاده شود. در صورتیکه تعداد و طول آن ها مقداری بیشتر شوند، می توان به صورت اندرکنش برش و کشش از این پیچ ها استفاده نمود.
3-    تقویت اتصال مقطع آهنی به آلومینیوم  با پیچ های به قطر 4.8 میلی متر به فاصله 15 سانتیمتر در یک متری نزدیک تکیه گاه و به فاصله 30 سانتیمتر در سایر قسمت ها (در متن آرایش فاصله پیچ ها ارائه شده است)
4-    ایجاد مهار جانبی برای مولوین ها و ترانزوم ها در محاذات بال و پایین پل با ارتفاع 70 سانتی متر
5-    تقویت های موردی تا جایی که تناسبات معماری تغییر ننمایند. (در فصل چهارم تصاویر و توضیحات آن داده شده است)
6-    اجرای دو تکیه گاه جانبی در محاذات  بال بالا و پایین پل 70 سانتی برای مولیون های عمودی نسبت به تکیه گاهی میانی فعلی نسبت تغییر مکان ایجاد شده به تغییر مکان مجاز را از 0.85 به .071 کاهش می دهد به عبارت دیگر تقریبا 16 درصد پاسخ ها بهتر می شوند.
7-    طبق سناریویی که ارائه شده است در دو سطح در صورت امکان، آزمایش انجام شود.
بر اساس نتیجه آزمایش، اجرای تمامی دهانه ها آغاز شوند.


ثبت سفارش طراحی آنلاین



مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
طراحی سازه پنجره
مقاوم سازی فریم پنجره و مولیون
مقاوم سازی فریم پنجره و مولیون

پروژه های مشابه



نظرات کاربران ، پرسش و پاسخ





اینستاگرام طراحی و معماری سروراستودیو تلگرام طراحی و معماری سروراستودیو فیسبوک طراحی و معماری سروراستودیو