بررسی رفتار انواع اتصالات فولادی در برابر آتش سوزی و مقایسه عملکرد آنها

آتش سوزی همیشه یکی از تهدیدات جدی برای تمامی جنبه های حیات بشری بوده است و یکی از عوامل محیطی زیان آور برای سازه ها می باشد که همه ساله در اکثر کشورها تلفات جانی و خسارات مالی سنگینی به ساختمان های مسکونی، تجاری و ... وارد می کند. با وجود مزایای زیاد سازه های فولادی، حساسیت فولاد به دما یکی از ضعف¬های مهم آن می باشد. خواص مکانیکی فولاد در دماهای بالا به طور چشمگیری کم می شود، لذا ظرفیت باربری این نوع سازه¬ها در مواقع آتش سوزی به شدت کاهش می یابد. با توجه به ضعف فولاد در برابر افزایش حرارت، شبیه سازی اثرات آتش سوزی در سازه های فولادی از اهمیت خاصی برخوردار است، به ویژه اگر آتش سوزی بعد از وقوع زلزله اتفاق افتاده باشد که در این حالت ممکن است خسارات به وجود آمده شدید تر از خسارت خود زلزله باشد و این به دلیل از بین رفتن پوشش اعضای سازه ای آسیب دیده و تغییرشکل های به وجود آمده و تنش های پس ماند حاصله در اثر زلزله می باشد. بنابراین در دو دهه اخیر بحث طراحی و مقاوم سازی سازه ها در برابر آتش سوزی مورد بررسی و توجه قرار گرفته و در آیین نامه های طراحی سازه ها، ضوابط خاصی برای این مورد در نظر گرفته شده است. یکی از مهم ترین اجزاء سازه های فولادی که وظیفه انتقال نیروهای اعضا به یکدیگر و به تکیه گاهها را برعهده دارند اتصالات میان اعضا می باشند. بنابراین عملکرد کل سازه ی فولادی از رفتار اتصالات تاثیر می پذیرد که در تحلیل کلی سازه باید در نظر گرفته شود هم چنین با اندکی دقت در نحوه شکست اکثر سازه های فولادی تحت بارگذاری های مختلف، می توان دریافت که ضعف اتصال می تواند عامل بسیار تعیین کننده ای در خرابی سازه های فولادی باشد لذا در این تحقیق سعی شده است که رفتار اتصالات صلب و نیمه صلب جوشی و پیچی در بارگذاری آتش، یک بار همراه با بارگذاری ثقلی و بار دوم بارگذاری آتش به همراه بارگذاری ثقلی پس از وقوع زلزله مورد بررسی قرار گیرد. بدین منظور به کمک نرم افزار المان محدود abaqus اتصالات فوق در شرایط گفته شده مدل سازی و تحلیل شده اند، که بارگذاری حرارتی فقط در محل اتصال تیر به ستون، و بار ناشی از زلزله به صورت بارگذاری چرخه ای به انتهای تیر در سر آزاد آن، اعمال شده است و در نهایت، رفتار 8 نوع اتصال به صورت، منحنی های تغییر مکان انتهای تیر در طول مدت بارگذاری، نحوه توزیع تنش در ناحیه اتصال و نواحی خارج اتصال، مد های خرابی اتصالات و قسمت هایی از اتصال که دارای بیشترین تنش می باشند، مورد مقایسه قرار گرفته است.