بررسی منحنی های هیسترزیس اتصالات و تأثیر آن بر رفتار قابهای خمشی فولادی

در این تحقیق ابتدا، به بررسی اثرات بارگذاری زلزله بر مشخصات ظرفیتی اتصالات قابهای خمشی فولادی پرداخته شد. بدین منظور، برای تعیین معیاری جهت تشخیص ایجاد شکست در اتصالات، شاخصهای خسارت اتصالات شامل شاخصهای فشار، میسز، کرنش پلاستیک معادل، سه محوره، گسیختگی و شاخص خسارت خستگی مورد ارزیابی قرار گرفت. برای بررسی این شاخصها، ضمن انجام تحلیل دینامیکی غیرخطی بر روی یک قاب فولادی، رفتار اتصالات آن با توجه به این شاخصها و توانایی این شاخصها برای تعیین شکست در اتصالات مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله بعد، از میان شاخصهای بررسی شده، شاخص خسارت خستگی به دلیل توانایی پیش بینی شکست در اتصالات تحت تأثیر بارگذاری لرزه ای، به عنوان معیاری برای تعیین شکست در اتصالات سازه های فولادی انتخاب گردید. در ادامه بعد از ارائه روش تعیین شاخص خسارت خستگی، جهت استفاده از معیار تعیین شکست، رابطه ای بین دوران اعمالی و تعداد سیکلها برای ایجاد شکست در اتصال، توسعه داده شد. سپس روشی برای تعیین اثرات بارگذاری لرزه ای بر ظرفیت اتصالات سازه های فولادی ارائه شد. روش ارائه شده اثرات بارگذاری لرزه ای بر ظرفیت اتصالات سازه های فولادی را به صورت تحلیلی تعیین می کند. به منظور شناخت بهتر این روش، سه قاب دو، چهار و شش طبقه بر اساس ضوابط آیین نامه 2800 و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان طراحی شده و سپس قابهای طراحی شده به همراه اجزای اتصالات مدلسازی شدند. در مدل تحلیلی مورد نظر تیر و ستون در نواحی بحرانی نزدیک به اتصال، به طور کامل و با استفاده از ریزالمانها و بقیه نواحی سازه (برای جلوگیری از افزایش زمان تحلیل) با استفاده از المانهای قابی ساخته شدند. در مرحله بعد، با اعمال رکوردهای زلزله های بم، چی چی و لوماپریتا تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی انجام و دامنه رکوردهای منتخب با اعمال ضرایبی جهت ایجاد شکست در اتصالات افزایش داده شد و بر این اساس ظرفیتهای خمشی و دورانی اتصالات تحت تأثیر بارهای اعمالی تعیین و مورد بررسی و تفسیر قرار گرفتند. بررسی مقادیر ظرفیتهای به دست آمده نشان داد، اگر چه ظرفیت خمشی اتصالات برای بارگذاریهای مختلف مشابه می باشد، ولی ظرفیت دورانی اتصال با توجه به نوع زلزله ها و همچنین قابهای مورد استفاده متفاوت از مقادیر ارائه شده توسط دستورالعمل به دست آمدند. در انتها، پروتکل بارگذاری برای اتصالات قابهای خمشی فولادی قرار گرفته بر روی خاک نرم، با استفاده از رکوردهای منتخب به همراه تشریح روش به دست آوردن، ارائه شد. در ادامه برای صحت سنجی، پروتکل پیشنهادی با پروتکل ارائه شده توسط sac مقایسه گردید. بر این اساس پروتکل پیشنهادی در مقایسه با پروتکل sac ظرفیت اتصالات قابهای واقع در خاکهای نرم را به صورت واقع بینانه تری تعیین می نماید.