مطالعه آزمایشگاهی تاثیر سطوح مختلف پیش‌تنیدگی پیچ‌ها در عملکرد اتصالات پیچی ورق انتهایی تحت اثر بارگذاری چرخه‌ای

Abstract

اتصالات پیچی ورق انتهایی یکی از انواع اتصالاتی است که با رعایت ضوابطی از جمله ایجاد پیش­تنیدگی کافی بر اساس آیین­نامه سازه­های فولادی، به عنوان اتصالات از پیش­تایید شده در قاب­های خمشی فولادی قابل استفاده هستند. در این تحقیق، با استفاده از سه اتصال پیچی ورق انتهایی، اثرات مقادیر مختلف پیش­تنیدگی در پیچ­ها به صورت آزمایشگاهی تحت پروتکل بارگذاری چرخه­ای SAC مورد مطالعه قرار گرفته است. میزان پیش­تنش پیچ با ضریب α تعریف شده است. نمونه­ اول که پیچ­ها صرفا سفت شده­اند و پیش­تنیدگی ندارند، بست اولیه نامیده می­شود. نمونه دوم و سوم که پیش­تنیدگی در حد آیین­نامه و فراتر از آن تا حد نهایی تنش­ پیچ ایجاد می­شود، به ترتیب بست ثانویه و بست ثانویه کامل نامیده می­شود. پارامترهایی از قبیل ظرفیت خمشی، انرژی جذب شده، سختی اولیه، شکل پذیری و تغییرات کرنش در پیچ­های اتصال برای پیش­تنیدگی­های مختلف پیچ­ها ارزیابی شده است. نتایج نشان می­دهد افزایش ظرفیت خمشی و استهلاک انرژی در بست اولیه نسبت به بست ثانویه به ترتیب به میزان 27 و 23 درصد می­باشد، در حالیکه در بست ثانویه کامل نسبت به بست ثانویه به ترتیب 11 و 9 درصد افزایش یافته است. آغاز تغییر شکل­های فرا ارتجاعی به علت افزایش پیش­تنیدگی در دوران­های کوچک­تر پدیدار شده و محدوده تغییر شکل­های غیر الاستیک و به دنبال آن، شکل­پذیری اتصال افزایش می­یابد. مقایسه نمونه­ها حاکی از این است که اتصال در حالت بست ثانویه می­تواند به عنوان اتصال قاب خمشی ویژه مورد استفاده قرار گیرد، در حالی که افزایش پیش­تنیدگی بیش از حد آیین­نامه علی­رغم بهبود عملکرد چرخه­ای اتصال، مورد نیاز نمی­باشد.