تاثیر و عملکرد اتصالات سازه های فولادی بر پتانسیل خرابی پیشرونده

خرابی پیشرونده با حذف ظرفیت باربری موضعی قسمت کوچکی از سازه شروع می شود و در ادامه، خرابی هایی در عناصر سازه به وجود می آید که به طور مستقیم تحت تاثیر رخداد موضعی اولیه نمی باشند. این خرابی های متوالی ممکن است در کل سازه یا سطح وسیعی از آن گسترش پیدا کند. در سازه های فولادی، کارکرد سیستم به طور عمده وابسته به رفتار و مقاومت اتصالات است، بنابراین جزئیات و نحوه اجراء اتصالات، اهمیت زیادی در رفتار سازه دارد. مقاومت اتصالات در برابر خرابی ستون و در دوران های خیلی زیاد باعث به وجود آمدن نیروی کششی و ایجاد اندرکنش نیروی محوری- لنگر خمشی در تیر می شود. این پدیده عملکرد زنجیروار نامیده می شود. در این پایان نامه، عملکرد اتصالات فولادی در پدیده خرابی پیشرونده مطالعه شده و تاثیر پیکر بندی و مقاوم سازی آنها در افزایش مقاومت و ظرفیت دورانی مورد بررسی قرار گرفته است . برای انجام این کار، نمونه اتصالات با نرم افزار اجزای محدود abaqus شبیه سازی و بررسی شده اند. برای راستی آزمایی نتایج حاصل از تحلیل عددی با نتایج آزمایشگاهی، پاسخ سه نمونه اتصال پیچی نبشی جان، نبشی بالا و پایین به همراه نبشی جان و اتصال نیمه صلب ورق انتهایی غیر ممتد، مقایسه شده و درستی آن به اثبات رسیده است. در این پایان نامه، رفتار کلی سیستم از جمله میزان چرخش تیر و جابجایی عمودی ستون و همچنین نیرو های محوری ایجاد شده در تیر و ستون و نتایج جزیی مانند نحوه توزیع و گسترش تنش و کرنش در تیر و ستون برای برآورد میزان خسارت به آن ها و همچنین مدهای گسیختگی اتصالات مورد بررسی قرار گرفته است. در مراحل بعدی اثر تغییر پیکر بندی و همچنین تقویت اتصالات نسبت به نمونه اولیه سنجیده شده است. نتایج این بررسی ها نشان می دهند که تقویت جان تیر ها در اتصالات مفصلی تاثیر زیادی در مقاومت اتصال دارد و خسارت وارده به جان تیر کاهش می یابد، اتصال پیچی عملکرد بهتری در برابر حذف ستون نسبت به اتصال جوشی دارد. استفاده از ورق های سخت کننده بسته به محل قرارگیری و تعداد آن در اتصال نبشی جان، می تواند مقاومت و ظرفیت دورانی اتصال را افزایش یا کاهش دهد. همچنین در اتصال ورق انتهایی غیر ممتد، دور کردن ریف پیچ ها از جان تیر و نزدیک کردن آن ها به مرکز اتصال، مقاومت در برابر بار ستون و ظرفیت دورانی اتصال را افزایش می دهد. افزایش ضخامت ورق انتهایی، مقاومت و ظرفیت دورانی اتصال را کاهش می دهد.