بررسی اتصالات استخوانی و تاثیر آن بر رفتار لرزه ای قابهای خمشی ویژه (یادداشت فنی)

یکی از روش های بهبود رفتار لرزه ای قاب های خمشی و ممانعت از ترد شکنی اتصالات آنها، استفاده از اتصالات استخوانی می باشد. در این مقاله با ایجاد مدل های المان محدود اتصالات استخوانی و ارزیابی دقت آنها با نتایج آزمایشگاهی موجود، توزیع تنش و مکانیزم های شکست این اتصالات بحث شده است. همچنین توصیه آیین نامه Fema در هندسه اتصالات استخوانی مد نظر قرار گرفته است. در ادامه تحقیق رفتار لرزه ای سیستم قاب های خمشی با اتصالات استخوانی، از طریق محاسبه و آنالیز عددی چندین نمونه بررسی و برای بیان برتری این سیستم، پارامترهای لرزه ای آن محاسبه و با پارامترهای لرزه ای سیستم قاب خمشی ویژه با اتصالات متعارف استفاده شده در چند سازه متعارف مقایسه شده است. بر اساس نتایج حاصله، ضریب رفتار سازه تابع زمان تناوب اصلی سازه بوده و با افزایش آن افزوده می شود. افزایش نرخ ضریب رفتار سیستم با مقاطع کاهش یافته بر مبنای زنام تناوب، بیشتر از قاب خمشی ویژه است. ضریب رفتار سازه شکل پذیر با اتصالات کاهش یافته تقریبا ۲۰ درصد بیشتر از سازه های مشابه با اتصالات متعارف است. بررسی اتصالات متعارف تیر به ستون در سازه های فولادی نشان دهنده عدم توزیع تنش یکنواخت تنش و تمرکز شدید آن در محل جوش می باشد که منجر به تسلیم اتصال در بارگذاری های شدید لرزه ای می شود. در اتصالات با مقطع کاهش یافته نسبت ماکزیمم تنش بال تیر به تنش تسلیم در حدود ۸۰ درصد می باشد. استفاده از این اتصالات باعث بازپخش تنش در بال تیر و افزایش ضخامت موثر تیر و افزایش شکل پذیری اتصال می گردد. مقایسه دو سیستم نشان دهنده افزایش زمان تناوب ۳ درصدی در استفاده از مقاطع کاهش یافته می باشد. در مرحله الاستیک رفتار دو سیستم تقریبا یکسان بوده ولی در مرحله پلاستیک ضریب کاهش مقاومت سیستم با مقاطع کاهش یافته ۲۳ درصد بیشتر از سیستم های متعارف است. نتایج حاصله نشان داده است که استهلاک انرژی در سازه های ساخته شده با اتصالات کاهش یافته بیشتر است.

کلیدواژه ها:

Dog-bone connection ، Special moment resisting frame ، Finite element model ، Behavior factor ، Collapse mechanism. ، اتصالات استخوانی ، قاب خمشی ویژه ، مدل المان محدود ، ضریب رفتار ، مکانیزم خرابی