بروز گسیختگی های ترد غیر قابل انتظار در اتصالات قاب خمشی ویژه طی زلزله های نرثریج(1994) و کوبه(1995) خواص شکل پذیری و قابلیت جذب و استهلاک انرژی القایی، ناشی از زلزله را در این نوع سیستم سازه ای با چالش مواجه نمود، بطوریکه ایجاد شکل پذیری و توانایی مقاومت در برابر تغییر شکلهای بزرگ چرخهای مورد اهمیت قرار گرفت. عوامل خرابی در این اتصالات، تنشهای بزرگ متمرکز در نواحی جوشی اتصال و آسیب پذیری اتصال در تقاضاهای شکل پذیری زیاد، مطرح گردید و استانداردهای طراحی با فرض ایجاد ناحیه مستهلک کننده انرژی، بر روی تیر و در نزدیکی محل اتصال تیر به ستون همراه گردید. لذا در همین راستا، در طرح حاضر دو اتصال نوین خمشی تیر به ستون با مقطع کاهش یافته که با ایجاد برش در بال و بخشی از جان تیر و با بکارگیری قطعات کمانی شکل بعنوان بال تیر در این قسمت بدست می آید در دو حالت، استفاده از کمان دوبل (DAFS) و استفاده از کمان معکوس (AFS) مورد بررسی قرار می گیرد و با انجام چهار مدل عددی از اتصالات معرفی شده، به کمک نرم افزار ABAQUS6.10 پرداخته و نتایج عددی مورد مطالعه قرارمی گیرد. نتایج بررسی نشان می دهد که استفاده از قطعات کمانی شکل در نزدیکی محل اتصال تیر به ستون در بال تیر، با تضعیف مقطع در این ناحیه و مستهلک نمودن انرژی زلزله، ضمن ایجاد فیوز شکل پذیر می تواند تا 8% تغییر مکان نسبی در تیر را، بدون کاهش مقاومت خمشی در وجه اتصال، تجربه نماید. در این بین استفاده از قطعه کمانی شکل معکوس، از نقطه نظر مقاومت خمشی الاستیک و معیار سختی تیر نیز گزینه مناسبتری است بطوریکه در این خصوص با مدلهای RBS برابری می نماید. بدلیل عدم مناسب بودن اتصال RBS در تیر ورقها و تیرهای بال پهن، بخاطر تشدید پارامترهای ناپایداری در این نوع اتصال، استفاده از ایده بکارگیری کمان معکوس در بال تیر ضمن برقراری شرایط پذیرش اتصال صلب بر اساس AISC2010 ، مقاومت در برابر کمانش جانبی-پیچشی جان و کمانش موضعی جان و بال را بهبود می بخشد و می تواند بعنوان گزینه مناسب در تیر ورقها مطرح گردد.. تفاصيل المقالة

چکیده: یکی از نیروهای پدید آمده در هنگام وقوع زلزله، نیروی کششی است که در ستون‌ها پدید می آید که این نیرو با نام نیروی برکنش شناخته شده است که باعث آسیب دیدن ستون، صفحه ستون ومیل مهارها گشته و حتی ممکن است در صورت عدم کنترل مناسب موجب واژگونی ساختمان نیز گردد. باذکر این دلایل لزوم مهار این نیرو آشکار و اجتناب ناپذیر می‌شود. در این تحقیق سعی برآن است با ارائه راه‌کارهایی نیروی برکنش در ستون‌ها کاهش داده شود. در این مسیر از دو ساختمان به عنوان مدل‌های عددی استفاده می‌شود که با استفاده از انواع بادبندها، تغییر محل مهاربندها و همچنین افزایش تعداد مهاربندها سعی در کاهش مقدار نیروی برکنش در ستون‌ها خواهد شد. برای هر ساختمان، مدل‌های مجزای کامپیوتری ساخته شده که در این مدل‌ها راه کارهای پیشنهادی جهت کاهش نیروی برکنش، مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مدل‌ها به بررسی انواع بادبندها در دو حالت بدون خروج از محوریت و دارای خروج از محوریت پرداخته می‌شود. در نهایت با مشاهده نتایجی که از مطالعه عددی به دست می‌آید، به بررسی کمی و کیفی نتایج پرداخته می‌شود. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که استفاده از مهاربندهای تکی در گوشه‌های ساختمان، به جهت خنثی شدن نیروی برکنش، منطقی به نظر نمی‌رسد و حتی المقدور بایستی از یک قاب میانی دیگر جهت مهاربندی کمک گرفت. بررسی اخیر نشان داد که افزایش دهانه بادبندی بیش از 50 % در کاهش نیروی برکنش در حالت‌های متفاوت موثر است. همچنین در این تحقیق استفاده از بادبند هم محور برای ستون‌های کناری و بادبند برون محور برای ستون‌های میانی در جهت کاهش برکنش مناسب‌تر تشخیص داده شد که نتایج عددی متفاوتی را با توجه به محل ستون شامل می‌گردد. تفاصيل المقالة

تضعیف عمدی مقطع تیر در نزدیکی محل اتصال به ستون یک راه حل کاربردی برای ایجاد شکل پذیری و توانایی مقاومت در برابر تغییر شکلهای بزرگ چرخه ای در اتصالات قاب خمشی است. با این روش، مفصل پلاستیک در مقطع تضعیف شده تشکیل می گردد و این کاهش موضعی، تقاضای وارده بر روی اجزاء اتصال و احتمال آسیب پذیری آن را کاهش می دهد. بر همین اساس در طرح حاضر اتصال نوین خمشی تیر به ستون با مقطع کاهش یافته توسط جان آکاردئونی لوله ای شکل TW-RBS: Tubular Web RBS connection)) که با برش در جان پیوسته تیر در محل مورد نظر و جایگزینی یک لوله در جان بدست می آید، مورد مطالعه تحلیلی قرار می گیرد. نتایج تحلیلی نشان می دهد که استفاده از مقطع تضعیف شده با جان اکاردئونی لوله ای، با حذف اثر جان تیر در مقاومت خمشی مقطع، منجر به ایجاد فیوز شکل پذیر دور از اجزاء اتصال تیر به ستون می گردد. میزان کاهش ظرفیت خمشی تیر در محل مفصل پلاستیک بر اساس مشخصات ابعادی تیر و لوله مصرفی قابل محاسبه است بطوریکه سهم باقیمانده جان لوله ای در مقاومت خمشی مقطع با توان دو ضخامت لوله رابطه مستقیم و با ضخامت جان صاف تیر و همچنین قطر لوله رابطه معکوس خواهد داشت. تعیین محل بهینه قرار گیری جان لوله ای نیز با توجه به طول تیر و نسبت مدول پلاستیک تیر در محل مفصل پلاستیک به مقطع کل قابل ارزیابی است. همچنین نحوه کنترل برش در جان لوله ای با توجه به کمانشهای موضعی و کلی حاصل از برش از دیگر نکات مورد طرح است. نتایج تحلیلی بیان می کند که بکارگیری لوله در جان تیر، کاهش سختی خمشی مقطع در محل مفصل پلاستیک را در حدود 14 الی 19% درصد به همراه دارد که این میزان کاهش در سختی خمشی با اتصال RBS20% برابری می نماید. همچنین این اتصال بر حسب سایز تیر مصرفی منجر به کاهش مقاومت خمشی مقطع در محل مفصل پلاستیک بین 22 تا 28% می گردد که بینابین نتایج حاصل از اتصال RBS20% و اتصال RBS50% است. تفاصيل المقالة