بررسی عددی تاثیر دیافراگم محیطی در اتصال ترکیبی تیر فلزی به ستون بتنی و عملکرد آن در قاب

مدتی است که اهمیت اتصال تیر به ستون برای طراحان روشن تر شده و محققین بسیاری تحقیقات خود را در این زمینه آغاز کرده اند. اهمیت اتصال تیر به ستون از آن جهت است که اتصال نقطه ای است که دارای تمرکز نیرو و همچنین سختی زیادی می باشد و به همین دلیل در هنگام زلزله تحت نیروهای بزرگی قرار می گیرد و در نهایت خرابی در اتصال منجر به خرابی کل سازه می گردد. چند دهه ای است که به منظور ارتقاء عملکرد سازه به خصوص برای سازه های بلند طراحان به سراغ سیستم های نوینی تحت عنوان سیستم های ترکیبی رفته اند که با استفاده از مزایای بتن در کنار فولاد دستیابی به انتظاراتی که از یک اتصال می رود، ساده تر شده است. نکته اصلی، در توجه به جزئیات بندی اتصال مورد نظر برای توانایی انتقال کامل نیروها و لنگرها بین تیرها و ستون ها می باشد. در این پایان نامه به بررسی رفتار و عملکرد اتصال ترکیبی تیر فلزی به ستون بتنی دارای دیافراگم محیطی و ورق میان گذر، به صورت عددی و با استفاده از نرم افزار اجزای محدود آباکوس پرداخته شده است. همچنین با شبیه سازی این اتصال در نرم افزار seismostruct نتایج استفاده از این اتصال در قاب های ترکیبی دارای تیر فلزی و ستون بتنی معادل شده قاب های بتنی طراحی شده، بررسی گردیده است. برای این منظور علاوه بر شبیه سازی و صحت سنجی مدل ها با نمونه های آزمایشگاهی، 8 اتصال و یک قاب ترکیبی در نرم افزار میکرو abaqus و 8 قاب شامل 4 قاب بتنی و 4 قاب ترکیبی در نرم افزار ماکرو seismostruct، مورد آنالیز قرار گرفتند. نتایج نشان داد که وجود دیافراگم محیطی منجر به کاهش خسارت های فشاری و کششی بتن گردیده و حدود 12 درصد نیروی قابل تحمل اتصال را به خود اختصاص می دهد. همچنین وجود دیافراگم شکل پذیری و سختی اولیه و نهایی و انرژی جذب شده اتصال را به ترتیب به میزان 13%، 26/33% و 11/11% و 17/16 % نسبت به اتصال فاقد دیافراگم افزایش می دهد. همچنین مرکب سازی قاب ها با استفاده از تیر فلزی به جای تیر بتنی و اتصال دارای دیافراگم محیطی و ورق میان گذر منجر به افزایش نیروی غیر خطی شدن قاب به میزان متوسط 66 درصد و افزایش برش پایه حداکثر قابل تحمل، به میزان 55 درصد می گردد. همچنین شکل پذیری و سختی اولیه و سختی نهایی و انرژی جذب شده قاب به ترتیب به میزان 65 %، 62 %، 30% و 116% افزایش می یابد. در نتیجه عملکرد مطلوب اتصال ترکیبی مورد تحقیق هم به طور مجزا و هم در داخل قاب به خوبی مشخص می شود.