مطالعه عددی رفتار اتصالات کاهش یافته تیرهای متصل به ستون‌های صلیبی شکل در قاب‌های خمشی

Abstract

مطالعات گسترده‌ای که پس از این زلزله نورثریج انجام شد، نشان داد که فاکتورهای متعددی در بروز این شکست موثر بوده‌اند. تمرکز تنش بالا در جوش‌های بال و آسیب‌پذیری اتصال در برابر نیاز شکل‌پذیری بالا دو عامل اصلی بروز این گسیختگی تشخیص داده شدند. راه منطقی برای حل این مشکل کاهش دادن نیاز شکل‌پذیری در نواحی جوش شده و پایین آوردن تراز تمرکز تنش در آن‌هاست. روش‌های اصلاحی متعددی برای ساخت و ساز بعد از زلزله نورثریج و نیز مقاوم‌سازی سازه های فولادی گیردار موجود پیشنهاد شد. یکی از این روش‌ها پیکربندی تیر کاهش‌یافته است. در این تحقیق بعد از اطمینان از نتایج مدل‌سازی با استفاده از نرم افزار اباکوس، به مدل‌سازی 9 نمونه اتصال تیر با بال کاهش یافته به ستون صلیبی در سه گروه مدل‌سازی شده است. نتایج حاصل شده از این تحقیق به این شرح می‌باشد: کاستن از طول پیوند بیشترین اثر نیروی برشی را بر عملکرد غیر الاستیک دارد. مکانیزم تسلیم برشی پیوند کوتاه‌تر بهتر از مکانیزم تسلیم خمشی پیوندهای بلند است و دلیل اصلی آن این است که در پیوندهای برشی، نیروهای برشی در تمام طول پیوند ثابت است لذا کرنش‌های غیر الاستیک به طور یکنواخت در طول پیوند توزیع خواهند شد. همچنین در نمونه با فاصله مقطع پیوند 0.6b که دارای ضعیف‌ترین عملکرد بوده است در سیکل‌های ابتدایی (سیکل سوم) افت مقاومت شروع شده است. به طوری که مقدار جذب انرژی پایینی نسبت به سایر نمونه‌ها دارد. نمونه بدون مقطع کاهش یافته با جذب انرژی 9272 کیلونیوتن در متر نسبت به نمونه با فاصله 0.75b و 0.6b به ترتیب 11/5 درصد و 66/6 درصد دارای جذب انرژی و قابلیت استهلاک بیشتری نسبت به سایر نمونه‌ها می‌باشد. در نمونه با شکل هندسی استخوانی در سیکل‌های ابتدایی (سیکل سوم) افت مقاومت شروع شده است. به طوری که مقدار جذب انرژی پایینی نسبت به سایر نمونه‌ها دارد. نمونه با مقطع دایره‌ای با جذب انرژی 8875 کیلونیوتن در متر نسبت به نمونه با شکل هندسی استخوانی و بیضی به ترتیب 6/18 درصد و 54/1 درصد دارای جذب انرژی و قابلیت استهلاک بیشتری نسبت به سایر نمونه‌ها می‌باشد.