بررسی تأثیر درجه صلبیت اتصالات متداول تیر به ستون بر رفتار لرزه ای سازه های فولادی

دستیابی به تحلیلی صحیح از یک سازه ی فلزی، بدون اطلاع دقیق از میزان صلبیت اتصالات آن امری غیرممکن محسوب می شود. در سازه های حقیقی، اتصالات متداول به صورت کاملاً مفصلی یا صلب ایده آل عمل نمی کنند که این امر میتواند سبب شود که توزیع واقعی نیروهای اعضا و در نتیجه رفتار سازه تفاوتهای گاه قابل ملاحظه ای با مفروضات طراحی داشته باشد. از این رو تعیین درجه ی صلبیت واقعی اتصال یکی از دغدغه های بزرگ مهندسین سازه به شمار می رود. در این تحقیق یک روش عددی بر پایه ی تحلیل اجزا محدود غیرخطی جهت مطالعه ی رابطه ی لنگر- دوران اتصالات جوشی مفصلی بکار برده شد. اتصالاتی که به عنوان پایه ی مدلسازی استفاده شدند شامل اتصالات متداول مفصلی نشسته و یا با نبشی جان هستند که با توجه به جزئیات اجرائی متداول، اجزای مختلفی به این اتصالات افزوده شده و پس از مدلسازی با روش اجزای محدود، میزان دوران اتصال و لنگر قابل انتقال توسط آنها مورد بررسی قرار گرفت. برای تأیید صحت نتایج حل عددی، از نتایج به دست آمده از تحقیقات آزمایشگاهی محققین دیگر استفاده شد. با استفاده از منحنی های لنگر- دوران به دست آمده، اتصالات مورد مطالعه در گروه های ساده و نیمه صلب دسته بندی شدند و تاثیر عوامل مختلف از قبیل طول جوش و یا ابعاد نبشی های بالاسری در اتصالات نشسته، استفاده همزمان از نبشی جان و نبشی های بالاسری و امثالهم مورد بررسی قرار گرفت. به علاوه در هر یک از گروه ها پارامترهایی از قبیل تغییرشکل های افزوده و تسلیم موضعی اندازه گیری شدند. بخش نهایی مطالعه به مدلسازی و تحلیل قاب های فلزی دوبعدی با استفاده درجه صلبیت بدست آمده از این تحقیق و مقایسه آن با تحلیل بر مبنای فرضیات تئوریک اختصاص یافت. این قاب ها با روش استاتیکی معادل تحت تحلیل قرار گرفته و از نتایج آنها جهت تعیین میزان تأثیر احتمالی صلبیت اتصال بر رفتار لرزه ای قاب استفاده شد. طبق نتایج حاصل از تحقیق حاضر، اتصالات با نبشی فوقانی و نشیمن، در صورت ترکیب با اجزای اضافی مانند نبشی های جان یا سخت کننده ها، طیف وسیعی از درجات صلبیت را پوشش می دهند. لذا در عین حال که طبق نتایج این تحقیق استفاده از این جزئیات در مقاومسازی لرزه ای قابهای با اتصال مفصلی کاربرد زیادی میتواند داشته باشد، در عین حال ضروریست که بکارگیری این نوع اتصالات در قاب های سازه ای با احتیاط بیشتری انجام گیرد. چرا که طبق نتایج بدست آمده، وجود صلبیت پیش بینی نشده در اتصالات سازه های فلزی سبب ایجاد تغییرات عمده در توزیع نیروها در قاب و در نتیجه افزایش آسیب پذیری لرزه ای سازه گردد.