عملکرد دینامیکی اتصال گیردار تیر مورب به ستون

تا قبل از زلزله سال 1994 نورثریچ و زلزله 1995 کوبه ی ژاپن فرض بر این بود که اتصالات ساختمان های قاب خمشی دارای شکل پذیری مناسبی می باشند، پس از این زلزله ها اتصالات مقاوم خمشی خسارت های زیادی را متحمل شدند. با مطالعات آزمایشگاهی مجدد بر روی اتصالات این قاب ها، شکل پذیری و اتلاف انرژی بسیار کم و شکست ترد در جوش های بال تیر به ستون در تغییرمکان های اندک، برای آن مشاهده گردید. در چاره اندیشی برای بهبود عملکرد این اتصالات، اتصال با کاهش در مقطع تیر به نام "reduced beam section" (rbs) پیشنهاد گردید. در این حالت به فاصله ی اندکی از بر ستون به صورت موضعی در مقطع تیر باریک شدگی ایجاد می گردد تا ظرفیت خمشی تیر در آن منطقه کاهش یابد. با این عمل مفصل پلاستیک دور از اتصال تیر به ستون و در خود تیر ایجاد می شود و از شکست در اتصال و جوش بال تیر به ستون جلوگیری می گردد. نوعی از اتصال کاهش یافته که با ایجاد برش کمانی در بال تیر ایجاد می شود، بیش از انواع دیگر برش مورد توجه قرارگرفته است. این نوع اتصال معروف به اتصال استخوانی می باشد. در این مطالعه تأثیر زاویه تیر نسبت به ستون در عملکرد لرزه ای اتصال استخوانی تحت زوایای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. جهت تحلیل و شبیه سازی از روش المان محدود و نرم افزار آباکوس استفاده گردید که نوع تحلیل استاتیکی غیرخطی، معیار تسلیم مصالح فون میسز و کرنش سخت شوندگی مصالح در حالت بارگذاری چرخه ای سینماتیکی انتخاب گردیده است. نتایج نشان می دهد که تغییرات زاویه تیر نسبت به محور مرکزی ستون تأثیرات کمی در پاسخ هیسترزیس نمونه ها دارد. با افزایش زاویه مقاومت در ناحیه غیر ارتجاعی افزایش می-یابد که برای زوایای بیش از 30 درجه بیش تر است. در اتصال تیر مورب گسیختگی در ناحیه کاهش یافته rbs از یک طرف شروع می شود، درحالی که در اتصال مقاوم خمشی تیر به ستون در زاویه صفر درجه، گسیختگی از دو طرف به طور همزمان آغاز می گردد. همچنین با توجه به تجزیه نیروها در حالت اتصال تیر مورب، پیچش در تیر و ستون ایجاد می گردد و مقدار لنگر وارده به چشمه اتصال کاهش می یابد که این مقدار کاهش با افزایش زاویه، افزایش می یابد. بر همین اساس انرژی کمتری توسط چشمه اتصال مستهلک می گردد. در این تحقیق نشان داده شد که برای طراحی و کنترل ورق های تقویتی اتصالات مقاوم خمشی در حالت تیر مورب می توان نیروی های کمتری را در نظر گرفت.