تحلیل عددی اتصال گیردار تیر به جان ستون دوبل

بعد از زلزله نورث ریج تحقیقات گسترده ای در ارتباط با اتصالات سازه های فولادی آغاز گردید. این تحقیقات و تشکیل کمیته های فنی همانند گروه sac منجر به ارائه ضوابطی ویژه در ارتباط با اتصالات سازه های فلزی گردید. با توجه به کاربرد وسیع ستون های دوبلipe در ایران، در این تحقیق اتصال گیردار تیر به جان ستون دوبل ipe مورد بررسی قرار گرفته است و سعی شده است تا روشی تقویتی ارائه شود تا شرایط اتصال با گیرداری کامل تحت بارگذاری چرخه ای مطابق با آئین نامه های معتبر احراز شود. مدل سازی عددی اتصالات فوق توسط برنامه abaqus و به روش اجزاءمحدود انجام شده است و بارگذاری چرخه ای مطابق با aisc2005 اعمال شده است. در این پایان نامه نتایج دوازده مدل عددی اتصال ارائه گردیده است که مدل های (m01 و m02 ) اتصال تیر به بال ستون می باشند که به علت در اختیار داشتن نتایج آزمایشگاهی برای این دو مدل از آنها جهت اعتبار سنجی اولیه مدلسازیهای انجام شده استفاده شده است. مدل های اصلی این تحقیق که اتصال تیر به سمت جان ستون دوبل با استفاده از ورق پوششی می باشد از مدل (m03 ) شروع شده و در دو مدل بعدی ( m04 و m05 ) ضخامت ورق پوششی افزایش داده می شود تا بتوان تاثیر ضخامت ورق پوششی بر رفتار اتصال را ارزیابی نمود. در مدل های (m06 و m07 ) با استفاده از لچکی های بالا و پایین سختی اجزاء اتصال افزایش می یابد، لکن هیچکدام از این چهار مدل گیرداری مد نظر آئین نامه ها را احراز نمی نمایند لذا در مدل های ( m08 و m09 ) به تقویت ورق پوششی با استفاده از سخت کننده های افق مبادرت ورزیده شد که باعث افزایش کمی در گیرداری گردید. با استفاده از پیشنهاد انجمن جوش امریکا، مدل هایی با سخت کننده قائم در پشت ورق پوششی ( مدل های m10 و m11 ) مورد بررسی قرار گرفتند که بهبود بیشتری در شرایط گیرداری فراهم نمودند لکن تنها مدل (m12 ) با استفاده از ورق های پیوستگی افقی در سرتاسر مقطع ستون قادر به تامین گیرداری لازم آئین نامه ها گردید. با استفاده از نتایج عددی مدل های اتصالات فوق، منحنی های لنگر-دوران، نیرو-جابجایی، و ممان- دوران چشمه اتصال رسم گردید. همچنین سطح زیر هر چرخه از منحنی چرخه ای ممان-دوران ( انرژی جذب شده در هر چرخه بارگذاری) و نتایج تجمعی آنها بصورت منحنی های جداگانه ترسیم گردیدند. از بررسی و مقایسه و تحلیل نتایج عددی فوق و منحنی های بدست آمده ملاحظه می شود که افزایش ضخامت ورق پوششی در گام اول، تاثیر مثبتی بر رفتار اتصال دارد همچنین افزایش سختی اجزاء اتصال با اینکه تاثیر زیادی روی سختی اتصال ندارد ولی در رفتار اتصال و میزان جذب انرژی اتصال کارآمد می باشد. استفاده از سخت کننده های افقی و قائم نیز با جلوگیری از کمانش ورق پوششی باعث افزایش گیرداری اتصال می گردند . و نهایتاٌ درآخرین مدل تقویتی با ایجاد عملکرد یکپارچه از اجزاء ستون به وسیله ورق پیوستگی افقی در کل مقطع ستون در تراز های ورق های روسری و زیرسری تیر، گیرداری کامل حاصل می شود. همچنین میزان بالای جذب انرژی در این اتصال حاکی از عملکرد مناسب این اتصال تحت بارگذاری چرخه ای می باشد.