مطالعه تحلیلی اتصال خمشی تضعیف شده در مقطع تیر توسط جان لوله‌ای
محورهای موضوعی : آنالیز سازه - زلزلهابوذر صالح 1 , سید مهدی زهرائی 2 , سید رسول میرقادری 3
1 - عضو هیأت‌علمی گروه عمران دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تفرش، تفرش، ایران
2 - عضو هیأت‌علمی گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران
3 - عضو هیأت‌علمی گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی دانشگاه تهران، تهران، ایران
کلید واژه:
چکیده مقاله :
تضعیف عمدی مقطع تیر در نزدیکی محل اتصال به ستون یک راه حل کاربردی برای ایجاد شکل پذیری و توانایی مقاومت در برابر تغییر شکلهای بزرگ چرخه ای در اتصالات قاب خمشی است. با این روش، مفصل پلاستیک در مقطع تضعیف شده تشکیل می گردد و این کاهش موضعی، تقاضای وارده بر روی اجزاء اتصال و احتمال آسیب پذیری آن را کاهش می دهد. بر همین اساس در طرح حاضر اتصال نوین خمشی تیر به ستون با مقطع کاهش یافته توسط جان آکاردئونی لوله ای شکل TW-RBS: Tubular Web RBS connection)) که با برش در جان پیوسته تیر در محل مورد نظر و جایگزینی یک لوله در جان بدست می آید، مورد مطالعه تحلیلی قرار می گیرد. نتایج تحلیلی نشان می دهد که استفاده از مقطع تضعیف شده با جان اکاردئونی لوله ای، با حذف اثر جان تیر در مقاومت خمشی مقطع، منجر به ایجاد فیوز شکل پذیر دور از اجزاء اتصال تیر به ستون می گردد. میزان کاهش ظرفیت خمشی تیر در محل مفصل پلاستیک بر اساس مشخصات ابعادی تیر و لوله مصرفی قابل محاسبه است بطوریکه سهم باقیمانده جان لوله ای در مقاومت خمشی مقطع با توان دو ضخامت لوله رابطه مستقیم و با ضخامت جان صاف تیر و همچنین قطر لوله رابطه معکوس خواهد داشت. تعیین محل بهینه قرار گیری جان لوله ای نیز با توجه به طول تیر و نسبت مدول پلاستیک تیر در محل مفصل پلاستیک به مقطع کل قابل ارزیابی است. همچنین نحوه کنترل برش در جان لوله ای با توجه به کمانشهای موضعی و کلی حاصل از برش از دیگر نکات مورد طرح است. نتایج تحلیلی بیان می کند که بکارگیری لوله در جان تیر، کاهش سختی خمشی مقطع در محل مفصل پلاستیک را در حدود 14 الی 19% درصد به همراه دارد که این میزان کاهش در سختی خمشی با اتصال RBS20% برابری می نماید. همچنین این اتصال بر حسب سایز تیر مصرفی منجر به کاهش مقاومت خمشی مقطع در محل مفصل پلاستیک بین 22 تا 28% می گردد که بینابین نتایج حاصل از اتصال RBS20% و اتصال RBS50% است.
The basic strategy of reduce the ductility demand and related concentrated tensions at moment resistance connections is reduce the section of the beam at connected region to column. By this method plastic hinge done at the reduced cross section and this local reduction decreases the demand of the components of connection. On this basis, in present study a new beam-to-column moment connection with reduced beam section using Tubular Accordion Web that called TAW-RBS is studied analytically. The results show that TAW-RBS create a ductile fuse away from beam-to-column connection components, through removing web from beam flexural capacity. Reduction of beam flexural capacity in the plastic hinge is calculated based on the dimensions of beam and tube. So bending strength of the remaining tubular web would be proportional with square of the thickness of tube and inversely related with the thickness of flat web and the diameter of tube. The optimal location of the tubular web is determined due to the length of beam and the plastic modulus ratio at the plastic hinge to the total cross section. Also shear control at tubular web according to local and global shear buckling are other points of this study. The results show that TAW-RBS reduces flexural stiffness about 14 to 19% in the plastic hinge locations that is equal with the RBS20%. Also the proposed connection, depending on the size of the beam, reduces bending strength between 22 to 28% in the plastic hinge location that is intermediate between RBS20% and RBS50%.
_||_