بررسی رفتار دینامیکی غیرخطی اتصال صلب، با مقطع کاهش یافته تیر( rbs) با روش اجزاء محدود

تاثیر جزییات اتصالات در خود اتصالات و در رفتار آنها و مقادیر جابجایی ها و عکس العمل های سازه ها،الزام طراحی بهینه اتصالات را امری ضروری قلمداد می کند . تغییر قابل توجه در رفتار اتصال، چشمه اتصال و رفتار و سطح عملکرد لرزه ای قاب های خمشی از جمله فواید این بهینه سازی می باشد.تحقیقات نشان داده اند که خرابی های اتصالات به دلیل کمانش بال و جان ، تغییرشکل چشمه اتصال و شکست جوش در ناحیه اتصال تیر به ستون می باشد. این خرابی ها، تاثیر زیادی درویژگی های رفتاری قاب های خمشی فولادی، مثل سختی، شکل پذیری و سطح عملکرد لرز ه ای قاب ها دارند . تلاش های انجام شده برای اصلاح رفتار اتصالات خمشی رایج به دو راهکار اصلاحی کلی قابل تقسیم بندی است. یکی از روش ها،سخت کردن اتصال و دیگری نرم کردن تیر در مجاورت ستون می باشد. این دو روش اصلاح اتصالات اگرچه در ظاهر با یکدیگر متفاوت هستند، ولیکن هدف مشترک آنهاسوق دادن مفصل پلاستیک به ناحیه ای دور از بر ستون، یعنی دور کردن مفصل پلاستیک از نقطه ای که مستعد برای شکست ناگهانی به علت معایب احتمالی در جوش، تمرکز تنش به علت وجود سوراخ های دسترسی و ورق پشتبند، گیرداری قابل توجه در محل جوش تیر به ستون و وجود تنش های سه محوره می باشد. در واقع در اتصالات سخت شده با قوی کردن اتصال، تشکیل مفصل پلاستیک به دور از بال ستون، جایی که شرایط بحرانی فوق الذکر وجود ندارد، تشکیل شود، در حالی که در اتصالات نرم شده باضعیف کردن ناحیه ای دور از بر ستون، مفصل پلاستیک به داخل تیر هدایت می شود. در راهکار دوم یکی از اتصالاتی که امروزه استفاده عملی دارد و مطابق آیین نامه aisc 358-2005 دارای شرایط لازم برای استفاده در قاب های خمشی می باشد، اتصال تیر با مقطع کاهش یافته و یا اتصالrbs (reduced beam section) است. در این تحقیق به بررسی اثر مشخصات اتصالات تیر با مقطع کاهش یافته، در خرابی های فوق، توزیع تنش درناحیه بریده شده، سختی و مقاومت اتصال پرداخته می شود وسعی می شود با تغییر در مشخصات اتصال از خرابی های فوق جلوگیری شود و یا وقوع خرابی ها به تاخیربیفتد. در این نوع اتصال با ایجاد کاهش در مقطع بال تیر در ناحیه ای مشخص، که در حدود نصف ارتفاع تیر از برستون قرار دارد، لولای پلاستیک را از منطقه گره اتصال و ستون دور نموده و به تیر انتقال می دهند. این امر باعث می شود در شرایط بحرانی اصل تیر ضعیف و ستون قوی رعایت و تیر قبل از ستون به تنش بحرانی برسد . در ادامه سه نوع متداول اتصال rbs شامل کاهش مقطع در بال تیر بصورت دایره ای، ذوذنقه ای و مثلثی به همراه تیر بدون کاهش در مقطع بال بصورت دینامیکی تحلیل و رفتار انها با نرم افزار ansys مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است .نتایج بدست آمده نشان می دهد که کاهش در مقطع بال تیر باعث کم شدن تنش در ناحیه اتصال و افزایش شکل پذیری اتصال شده است. در این خصوص بیشترین تاثیر از نظر کاهش میزان سختی را، تیر با کاهش در مقطع بال بصورت ذوذنقه ای نسبت به سایر مقاطع دارد و از نظر کرنش در ناحیه پلاستیک ، تیر با مقطع ذوذنقه دارای کمترین مقدار کرنش پلاستیک نسبت به سایر مقاطع دارد.