ارزیابی مکانیزم‏های شکست اتصالات تیر فلزی به ستون بتن آرمه پیوسته و مبانی طراحی

سامانه‏های مختلط rcs (reinforced columns & steel beam) به طور معمول از تیر‏های فولادی و ستون بتن آرمه تشکیل شده‏اند و بدلیل راندمان و قابلیت شکل پذیری بالا از محبوبیت زیادی برخوردار شده‏اند. در این سامانه‏ها از مقاطع و پروفیل‏های فولادی و بتنی به نحوی استفاده می‏گردد که فوائد ذاتی هر ماده در برابر بار‏های وارده بهینه شود. به دلیل سهولت ساخت و اجرا در تعدادی از سامانه‏های مختلط، می‏توان کیفیت ساخت را ارتقا و زمان ساخت را کاهش داد. استفاده از تیر‏های فولادی در هر طبقه، سبب کاهش ارتفاع و وزن کلی ساختمان می‏گردد و نیز با کاهش جرم ساختمان موجب اقتصادی‏تر شدن فونداسیون‏ها می‏شود بعلاوه استفاده از سامانه مختلط rcs باعث افزایش میرایی و سختی جانبی سازه می‏گردد. الگو‏های شکست مربوط به این نوع اتصالات در سامانه مختلط rcs موارد متعددی می‏تواند باشد ازجمله شکست ستون بتنی، اعوجاج کاورپلیت‏ها و تشکیل مفصل پلاستیک در تیر‏های فولادی است. این اتصالات دارای رفتار لرزه‏ای مناسب با قابلیت استهلاک انرژی بالا خصوصا در هنگام تشکیل مفصل پلاستیک در تیر است که به بررسی الگو‏های شکست و نواحی تشکیل تنش بحرانی پرداخته می‏شود. هدف اصلی این تحقیق، بررسی مکانیزم های شکست و انتقال نیرو در اتصالات rcs و ارائه تمهیدات طراحی لرزه‏ای برای سامانه‏های rcs و مشخص نمودن نقاط بحرانی اتصالات که اکثر شکست‏ها در آن نواحی رخ می‏دهند و ارائه راهکار‏هایی برای بهبود سامانه های rcs است. برای مدل‏سازی قاب rcs، نرم افزار قدرتمند abaqus انتخاب شده تا بتوان رفتار قاب شامل نحوه توزیع تنش و جابجایی را در اثر بارهای اعمال شده مشاهده نمود. دو نتیجه مهمی که از بررسی قاب‏های rcs حاصل شد این است که ضخامت کاورپلیت‏ها و سخت کننده‏ها برای تیرهای نورد شده استاندارد باید حدود 2 برابر ضخامت تیری که به قاب اتصال جوش می‏شود باشد و ارتفاع قاب باید برابر ارتفاع تیر به‏اضافه 10 سانتی‏متر برای نصب لچکی و جوش‏کاری باشد.