بررسی لرزه ای رفتار اتصال تیر فولادی به ستون لوله ای پر شده با بتن به وسیله ورق میان گذر

اتصالات مقاطع مرکب متشکل از تیر فولادی و ستون ( جداره فولادی پر شده با بتن ) که به اصطلاح (CFT) نامیده می شوند، بطور چشمگیری در چند دهه اخیر مورد توجه واقع شده است. ستون های با مقطع لوله ای شکل، به سبب دارا بودن مقاومت و سختی خمشی و پیچشی بالا، در قاب های خمشی از مطلوبیت بالایی برخوردار می باشند. ستون های مرکب (CFT) به دلیل بهره مندی هم زمان از خواص سودمند مصالح فولاد و بتن از قابلیت و کارآیی قابل ملاحظه ای برخوردارند. همچنین وجود هسته بتنی در ستون (CFT) باعث می گردد تا کمانش موضعی در جداره فولادی این ستون ها به تاخیر بیفتد. از این رو، مطرح نمودن یک اتصال مناسب در بین تیر فولادی و ستون مرکب باعث می گردد تا بتوان همزمان از مزایای فولاد و بتن استفاده کرده و همچنین نقایص یکدیگر را نیز پوشش دهند. در این مقاله سعی شده که با مطالعه عددی، نوع جدیدی از اتصال صلب خمشی ( اتصال تیرفولادی به ستون لوله ای پر شده با بتن با استفاده از ورق میان گذر ) را مطرح کنیم. از آنجایی که در اتصال تیر فولادی به ستون (CFT) ، بار از طریق تیر به جداره فولادی ستون وارد می شود به همین دلیل هیچ عاملی برای درگیرکردن هسته بتنی ستون وجود ندارد. در اتصال پیشنهادی، ورق میان گذر به خوبی توانسته است این ضعف را پوشش دهد. در این پژوهش، رفتار اتصال پیشنهادی تحت بارگذاری چرخه ای قرار گرفته و سپس رفتار اتصال تحت تاثیر پارامترهای مختلفی مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفت. بررسی های انجام شده بر پایه مطالعات عددی و با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ABAQUS می باشد. ورق میان گذر ناحیه چشمه اتصال را در مقابل تغییر شکل های موضعی تقویت کرده و به دلیل ایجاد ناحیه پوسته ای در محل اتصال، از تمرکز تنش در ناحیه رویه لوله فولادی در محل اتصال تیر به ستون جلوگیری می کند. نتایج این پژوهش نشان دهنده رفتار بسیار مطلوب این اتصال تحت بارگزاری چرخه ای و همچنین تشکیل مفصل پلاستیک در تیر و دور از اتصال که از الزامات اساسی در طراحی لرزه ای در آیین نامه AISC است می باشد.

Keywords:

ستون کامپوزیت , بارگذاری چرخه ای , چشمه اتصال , ورق میان گذر , مفصل پلاستیک , CFT