بررسی اتصالات گیردار تیرهای با جان شکافدار به روش اجزاء محدود

شکست گسترده و قابل توجه اتصالات قابهای خمشی فولادی در طی زلزله نورث ریج(1994) بیانگر ضعف عمده این اتصالات و عدم شناخت صحیح آنها توسط مهندسین بود. پس از زلزله تغییرات زیادی در ننحوه طرح و اجرای اتصالات سازه های فولادی پیشنهاد شد. یکی از این اتصالات که در اثر اعمال این تغییرات مطرح گردید و در نهایت ایده طراحی آن توسط سازمانهای معتبر تایید شد. اتصال تیر به ستون با «تیر با جان شکافدار» است. مطالعات نشان داده اند که این اتصال بسیاری از ضعفهای اتصالات رایج را برطرف می کند، که مهمترین مزیت های این اتصال مدرن، حذف نیروی برشی در بال تیر در ناحیه اتصال و نیز انتقال مفصل پلاستیک به درون تیرو در محدوده دور از اتصال می باشد. آنچه مسلم است، لازمه مدلساز رفتار واقعی هر اتصال، دانستن رفتار دورانی آن اتصال تحت بارهای وارده است، که با روشهای آزمایشگاهی و یا با روشهای المان محدود قابل بررسی است. به همین منظور در این تحقیق اتصال تیر با جان شکافدار در 20 حالت مختلف مدل شده است و بر اساس نتایج آنالیز به روش المان محدود و تحلیل غیرخطی با استفاده از نرم افزار ر رفتار دورانی این مدلها بررسی شده است. پارامترهای متغیر در هر یک از مدلها عوامل موثری مانند ضخامت با و جان تیرو ستون نوع مقطع تیر و ستون از لحاظ استاندارد، ابعاد ورق برشی جان تیر، شکاف تیر و سخت کنده های جان ستون می باشند. منحنی لنگر-دوران، نمودار خط تیر، منحنی سختی دورانی و مقدار درجه گیرداری اتصال برای هر مدل تعیین شده اند. علاوه بر این 20 مدل، 1 مدل دیگر نیز به بررسی تاثیر طول شکاف بر توزیع تنش در اتصالات تیر با جان شمافدار، در نرم افزار ANSYS بررسی شده است. بعبارتی هدف از مدلسازی این اتصال بررسی رفتار دورانی اتصال نمی باشد. در نهایت بررسی ها نشان داده اند که پارامتر شکاف جان تیر در اتصالات تیر با جان شکافدار تاثیر بسیار ناچیزی بر روی رفتار دورانی اتصال دارد. اما ضخامت جان ستون و ضخامت بال تیر تاثیرگذارترین پارامترها بر رفتار دورانی اتصال می باشند.

کلیدواژه ها:

سازه های فولادی ، اتصال تیر با جان شکافدار ، منحنی لنگر-دوران ، روش المان محدود