بررسی لرزه ای اتصال پین فیوز پیچی اصطکاکی در قاب خمشی (pin-fuse SBC) و مقایسه آن با اتصال تیربه ستون متداول

تجربه زلزله های گذشته خصوصا زلزله نورثریج 1994 نشان داد که قوی تر کردن اعضای سازه منجر به افزایش نیروهای زلزله گردید و با افزایش سختی، صدمات بیشتری در اعضای قاب خصوصا اتصالات تیر به ستون وارد شد. با مشاهده خسارات زلزله در سال 2000 میلادی، FEMA مستندی را منتشر کرد که در آن اتصالات از پیش تایید شده را پیشنهاد نمود. با اینکه این اتصالات اصلاح شده در زمینه افزایش شکل پذیری ساختمان، موفق عمل کردند اما مقاطع این اتصالات در تحمل بارگذاری لرزه ای، غیرارتجاعی عمل کرده و خسارات قابل توجهی دیدند. در این پژوهش یک مدل پین فیوز در فاصلهای نزدیک به اتصال تیر به ستون پیشنهاد گردید که با چرخش هدفمند در مفصل از پیش ساخته شده و در نیرویی کمتر از حد جاری شدن مقاطع، تقاضای وارد به اتصال کاهش یافت و با بهبود عملکرد سازهای، خسارت وارده به اتصال و مفصل کمتر شد. در این اتصال هیچ یک از مقاطع تیر به حد خمیری شدن نمیرسد بلکه با چرخش و لغزش اصطکاکی صفحات بکار برده شده در بالهای بالایی و پایینی و با تغییر در مشخصات دینامیکی سازه و اتلاف انرژی، اتصال مذکور قابل استفاده مجدد شده و بعد از رخداد زلزله تعمیر پذیر میگردد. لذا به نظر میرسد با بهبود عملکرد سازه ای، هزینه های کلی سازه در ساختمان کاهش مییابد. در این تحقیق دو قاب، یکی با اتصال پین فیوز و دیگری در حالت قاب خمشی معمولی، با نرم افزار آباکوس مدل شده است و نتایج آن با یکدیگر مقایسه گردیده است. نتایج مقایسه منحنیهای هیسترزیس مدلها نشان میدهد در ابتدای بارگذاری سختی هر دو اتصال تقریبا مشابه بوده ولی در ادامه مقاومت اتصال پین فیوز و شکل پذیری به ترتیب 11 و 6 درصد افزایش یافته است، از طرفی ظرفیت تغییرمکان جانبی و جذب انرژی و سختی پیچشی بهتری در اتصال پین فیوز مشاهده شده است. همچنین از کمانش های موضعی و پیچشی جلوگیری کرده و سازه را بدون آسیب دیدگی در حد ارتجاعی نگه داشته است.

کلیدواژه ها:

قاب خمشی ، اتصال پین فیوز ، میراگر اصطکاکی ، اتلاف انرژی ، شکل پذیری