مقاومت خرابی پیشرونده قاب‌های خمشی فولادی با انواع اتصالات جوشی تیر به ستون در سناریوهای مختلف حذف ستون

Abstract

به هنگام بروز پدیده‌ی خرابی پیشرونده ناشی از حذف ستون، اتصالات تیر به ستون سازه باید دارای مقاومت و شکل‌پذیری کافی باشند؛ تا بتوانند بارهای اضافی وارده را تحمل نمایند. غالبا شروع گسترش خرابی در سازه‌هایی که در معرض بارهای غیرعادی قرار داشته‌‌اند از محل اتصال تیر به ستون بوده است. در پژوهش حاضر با استفاده از روش آنالیز شبه استاتیکی غیرخطی، قاب خمشی فولادی با انواع مختلف اتصالات جوشی تیر به ستون شامل اتصال مستقیم تقویت‌نشده جوشی (WUF-W)، اتصال تیر با مقطع کاهش‌یافته (RBS)، اتصال جوشی به کمک ورق‌های روسری و زیرسری (WFP) و اتصال مستقیم جوشی (I-W)، تحت اثر سه سناریوی مختلف حذف ستون گوشه، داخلی،کناری و همچنین سناریوی حذف ستون با دو تیر هم‌راستا مورد ارزیابی قرار گرفته است. نمودار نیرو-تغییرمکان و حالت‌های خرابی برای اتصالات نمونه در نقاط مختلف پلان استخراج شده است. علاوه بر ارزیابی مقاومت هر اتصال در چهار حالت سناریوی حذف ستون، مقایسه‌ بین ظرفیت باربری هر اتصال با اتصالات دیگر به ازای سناریوهای مختلف حذف ستون صورت گرفته است. نتایج تحلیل نشان داده است که اتصالWFP (با حداکثر نیروی عمودی 473/71 کیلو نیوتن و ضریب بار 2/49)، در تمامی موقعیت‌های اتصالی تیر به ستون مقاومت بهتری در برابر خرابی پیشرونده دارد؛ و ظرفیت باربری این اتصال بالاست. بعد از اتصالWFP ، به ترتیب اتصالاتW-I ، RBS ،WUF-W (با حداکثر نیروی عمودی به ترتیب 369/40، 318/025 و 305/4 کیلو نیوتن و حداکثر ضریب بار به ترتیب 2/28، 1/90، 1/82) در حالت حذف ستون داخلی و با چهار تیر متعامد از مقاومت بالاتری برخوردار بودند. بررسی نتایج حاصل از نمودارهای نیرو-تغییرمکان نشان می‌دهد که اتصالات WUF-W وW-I در سناریوی حذف ستون کناری و اتصالات RBS و WFPدر سناریوی حذف ستون میانی، مقاومت بیشتری در خرابی پیشرونده و ظرفیت باربری بالایی دارند.