مطالعه عددی تاثیر شکل شکاف با هندسه جدید در میراگرهای شکافدار بر عملکرد لرزه ای اتصالات تیر به ستون

با توجه به شکست ترد بسیاری از اتصالات گیردار تیر به ستون در زلزله های نورثریج و کوبه، این تحقیق به منظور بهبود عملکرد لرزه ای اتصالات و جلوگیری از آسیب به اعضای اصلی سازه، به بررسی و بهینه سازی میراگرهای شکافدار فولادی پرداخته است. نوآوری اصلی این پژوهش، استفاده از شکل شکاف نیم بیضی به جای شکاف های مرسوم است که منجر به توزیع یکنواخت تر تنش در سطح میراگر و افزایش قابل توجه مشارکت نواحی میانی در جذب انرژی می شود. تحلیل های المان محدود نشان می دهد که میراگرهای با شکاف نیم بیضی، جذب انرژی را تا ۴۴.۹ درصد نسبت به میراگرهای با شکاف مرسوم افزایش می دهند. با کاهش عرض نوارها، تمرکز تنش به سمت میراگر منتقل شده و با تغییر توزیع تنش و افزایش تنش قسمت میانی نوار، جذب انرژی را بهبود می بخشد. از سوی دیگر، افزایش عرض نوارها تا حدی که اعضای اصلی سازه وارد ناحیه پلاستیک نشوند، مقاومت کلی اتصال را افزایش می دهد. توزیع ارتفاع شکاف ها نیز نقش بسزایی در عملکرد میراگر ایفا می کند و پیکربندی بهینه، حالتی است که بیشترین ارتفاع شکاف در مرکز میراگر قرار گیرد. این حالت، منجر به توزیع بهینه تنش شده و علاوه بر تحمل بالاترین لنگر حداکثر اتلاف انرژی را باعث می شود. در نمونه های بررسی شده تغییر محل شکاف نیم بیضی بلندتر به شکلی که شکاف بلند تر از مرکز فاصله بگیرد تا ۲۲/۷ درصد مقاومت را کاهش می دهد که نشان دهنده حساسیت طراحی به جزئیات هندسی است. در مجموع، این تحقیق نشان می دهد که استفاده از شکاف نیم بیضی و بهینه سازی پارامترهای هندسی نظیر عرض نوارها و توزیع ارتفاع شکاف ها، راهکار موثری برای افزایش چشمگیر مقاومت و جذب انرژی اتصالات تیر به ستون در برابر نیروهای لرزه ای است.

کلیدواژه ها:

زلزله ، میراگر شکافدار ، شکاف نیم بیضی ، عرض نوار ، توزیع ارتفاع نوار