پاورپوینت بررسی عملکرد لرزه ای اتصال فولادی ممان گیر تیر به ستون

اعضای سازه های فولادی عموماً در محل اتصال و اجزای آن، بیش از هر ناحیه دیگری در معرض تمرکز تنش قرار دارند و از آنجایی که محاسبه و یافتن توزیع دقیق تنش های واقعی، کاری دشوار و وقت گیر است لذا در محاسبات معمول مهندسی،اتصال و اجزای آن را برمبنای تنش های اسمی طراحی می کنند. این محاسبات با این فرض انجام می شود که تمرکز تنش احتمالی موجود در تنش های واقعی، پس از ورود به حوزه غیرخطی و باز توزیع تنش، اثر خود را از دست می دهد و بعبارتی تنش های موجود در ناحیه پلاستیک همگی به یک مقدار مشخص (تنش تسلیم) می رسند و لذا مبنا قرار دادن تنش های اسمی در طراحی، مشکلی برای اتصال بوجود نمی آورد !

اتصال صلب جوشی با بال تقویت نشده رایجترین اتصال استفاده شده در ایالات متحده آمریکا تا سال 1994 میلادی بوده است. اما زلزله نورتریج در 17 ژوئن 1994 نشان داد که این اتصال بیشتر از آن چه که فکر می شد نسبت به بارهای رفت و برگشتی نظیرآنچه در زلزله رخ می دهد، حساس و آسیب پذیر است، به گونه ای که ظرف چند هفته پس از زلزله نورتریج، بازرسان از شکست اتصال صلب جوشی تیر به ستون در بیش از 200 قاب فولادی خبر دادند که در آن اکثر ترک ها از جوش نفوذی بال تیر آغاز شدند و به نواحی مختلف اتصال انتشار یافتند، که خود نشان دهنده ی این مطلب بود که این اتصال فاقد شکل پذیری لازم در حین زلزله می باشد. آنچه که به نظر در نتایج این تحقیقات مبهم باقی مانده است ارائه دلائل دقیق و بررسی موشکافانه از پدیده شکست در این نوع اتصال رایج می باشد، در حالی که تقریباً تمامی شکست های مشاهده شده در این اتصال در اثر زلزله نورتریج ، در جوش نفوذی بال تیر به ستون بوده است وبه نظر بیشتر از آنکه بتوان شکست را به دلایل اجرایی وکیفیت جوشکاری مرتبط کرد باید آن را در مکانیزم انتقال نیرو وتوزیع تنش وکرنش در محل گسیختگی جستجو کرد.


گروه SAC در بخشي از فاز دوم تحقيقات خود، به بررسي رفتار اتصال صلب تقويت شده با ورق پرداخت. بدين منظور ده آزمايش با مقياس كامل روي چنين اتصالاتي انجام شد تا عملكرد لرزه‌اي هر اتصال با توجه به نوع تقويت و جزئيات آن به دست آيد.نمونه های ساخته شده در این آزمایش با پیشوند RC نام گذاری شدند.تير و ستون به كار رفته در نمونه‌هاي ساخته شده و همچنين مصالح استفاده شده عيناً با آنچه در فاز اول تحقيقات روي اتصالات ماقبل زلزله نورتریج به كار رفته بود تطابق کامل دارد. اتصالات تقويت شده با ورق در اين آزمايش ها به دو گروه كلي نمونه‌هاي تقويت شده با ورق بال و نمونه‌هاي تقويت شده با ورق پوشش تقسيم مي‌شوند.


درگزارش های حاصل از آزمایش به این مطلب اشاره شده است که عملکرد لرزه ای اتصالRC06 که درآن بال تیر باورق بال تقویت شده است بهتر از اتصالRC01 که درآن بال تیرباورق پوشش تقویت شده است می باشد.اما سه ردیف اول جدول، این تفاوت را بوضوح نشان نمی دهند ،لذا پارامتر دیگری بنام کرنش پلاستیک تجمعی تا لحظه گسیختگی راتعریف کرده ومقدار آن را برای هردو اتصال مذکور محاسبه می کنیم. اتصال RC06 حدوداً به اندازه 2 سیکل با چرخش پلاستیک تیر معادل0.042 رادیان ،دیرتر از اتصال RC01 گسیخته شد و لذا کرنش پلاستیک تجمعی آن تا لحظه گسیختگی به اندازه 0.168 رادیان (0.042×4) بیشتر ازاتصال RC01 می باشد.بنابراین به نظر می رسد مقدار چرخش پلاستیک تجمعی تالحظه گسیختگی ،می تواند پارامتر مناسبتری برای ارزیابی عملکرد لرزه ای اتصال باشد وتفاوت شکل پذیری اتصالات مختلف بوضوح در آن انعکاس می یابد.