مطالعه آزمایشگاهی و تحلیلی رفتار چرخه ای اتصالات سه بعدی خمشی فولادی جوشی تیر I به ستون قوطی با استفاده از دیافراگم داخلی و خارجی

مقاله حاضر، به مطالعه تجربی و تحلیلی رفتار اتصالات سه بعدی خمشی جوشی تیر I به ستون های قوطی شکل فولادی، تحت اثر بار محوری ثابت بر روی ستون، بار جانبی چرخه ای در یک راستای اتصال و بار ثقلی ثابت در راستای متعا مد دیگر آن می پردازد. برای این منظور، ابتدا آزمایشات متشکل از چهار نمونه شامل دو نمونه اتصال سه بعدی میانی و دو نمونه ی کناری می باشند. نمونه های میانی شامل یکی ستون قوطی سرد شکل داده شده و تیرهای متصل از چهار طرف همراه با دیافراگم خارجی، و دیگری ستون قوطی ساخته شده از ورق فولادی همراه با دیافراگم داخلی است. نمونه های کناری نیز مشابه نمونه های میانی دارای دو حالت استفاده از دیافراگم داخلی و دیافراگم خارجی هستند. در اتصالات با دیافراگم خارجی، ورق های پوششی فولادی مانند حلقه به دور ستون، با جوش شیاری و به بال های تیر، با جوش گوشه متصل شده اند. سپس بر اساس نتایج آزمایشگاهی، مدل های تحلیلی اجزاء محدود در نرم افزار ABAQUS توسعه داده شد و تاثیر سه پارامتر بار محوری ستون، ضخامت ورق ستون و ضخامت ورق های پوششی بر رفتار اتصال میانی با دیافراگم خارجی، به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفت. در نتایج آزمایشگاهی تمامی نمونه ها ملاحظه شد که رفتار لرزه ای نمونه های با دیافراگم خارجی در حالت کلی،  بسیار نزدیک به نمونه های با دیافراگم داخلی است و با مود گسیختگی تشکیل مفصل پلاستیک در تیر و دقیقا در انتهای ورق های پوششی همراه می باشد ولی تفاوت جزئی به علت تجربه ی کرنش های کوچک تر از حد تسلیم در چشمه ی اتصال در نمونه ی میانی با دیافراگم خارجی در مقایسه با دیافراگم داخلی مشاهده گردید. نتایج حاصل از تحلیل های غیرخطی نیز مطابقت مناسبی با نتایج به دست آمده از آزمایش نشان داد. در بررسی تحلیلی پارامتری مشاهده شد که هر یک از پارامترهای فوق می تواند مود گسیختگی و شکل پذیری سیستم را تغییر دهد به طوری که با افزایش نسبت بار محوری ستون به مقدار حدود ۰.۴۲، با وجود افزایش نسبت اتلاف انرژی، مود گسیختگی از محل تیر به ستون تغییر می یابد و برای نسبت های بیش تر از ۰.۵۸، به کمانش کلی ستون و گسیختگی ترد منتهی خواهد شد.

کلیدواژه ها:

Outer and inner diaphragm ، three-dimensional moment connection ، cold steel column (HSS) ، cyclic lateral load. ، دیافراگم خارجی و داخلی ، اتصال خمشی سه بعدی ، ستون قوطی سرد شکل داده شده ، بار جانبی چرخه ای.