بررسی عددی تاثیر ابعاد ناحیه کاهش یافته بر رفتار اتصالات تیر با جان تضعیف شده تحت بارگذاری چرخه ای

یکی از مهم ترین دلایل تخریب سازه ها تحت بارگذاری لرزه ای ، گسیختگی ناحیه اتصال تیر به ستون می باشد. با توجه به این موضوع که جزئیات اتصال تاثیر به سزایی در رفتار اتصال و مقادیر جابجایی ها و عکس العمل های ایجاد شده در سازه دارد، می توان با طراحی صحیح و بهینه ی اتصالات، تغییر قابل توجهی در رفتار اتصالات و عملکرد قابهای خمشی ایجاد کرد. اتصالات تیر با مقطع کاهش یافته به دلیل شکل پذیری و مقاومت مطلوبی که دارند به طور گسترده در سازه ها مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع اتصالات یک روش رایج برای جلوگیری از تشکیل مفصل پلاستیک در ستون می باشند. در این اتصالات با ضعیف کردن بخشی از مقطع تیر، مفصل پلاستیک از چشمه اتصال فاصله می گیرد. به بیان دیگر، در این -گونه اتصالات بخش کاهش یافته تیر همانند یک فیوز عمل کرده و زودتر از باقی نقاط جاری می شود. هدف از این مطالعه بررسی عددی اتصالات تضعیف شده در جان تحت بارگذاری چرخه ای جهت بهبود رفتار اتصال با استفاده از نرم افزار اجزا محدود Abaqus می باشد، که طی آن تاثیر ابعاد ناحیه کاهش یافته بر رفتار اتصال از طریق ایجاد شیار در جان تیر مورد بررسی قرار گرفته است . پس از انجام تحلیل نمونه های مورد مطالعه ، به بررسی مواردی از جمله منحنی لنگر-دروان، منحنی پوش، شکل پذیری ، کانتور تنش و کرنش پلاستیک معادل برای هر نمونه پرداخته شده است . نتایج آنالیزها حاکی از رفتار مناسب اتصالات کاهش یافته از طریق ایجاد شیار در جان تیر در دور کردن تنش ها از بر اتصال و همچنین بهبود شکل پذیری اتصالات کاهش یافته مذکور در مقایسه با اتصال کاهش نیافته می باشد. همچنین ، اتصالات مذکور در دور کردن محل تشکیل مفصل پلاستیک از ناحیه اتصال تیر به ستون موفق عمل نمودهاند. لازم به ذکر است ، با افزایش مساحت ناحیه کاهش یافته ، میزان شکل پذیری افزایش یافته و کانتورهای تنش رفتار بهتری را نمایش می دهند.

Keywords:

اتصال با مقطع کاهش یافته , قاب خمشی فولادی , بار چرخه ای , منحنی هیسترزیس , روش اجزا محدود