بررسی تحلیلی رفتار اتصالات صلب تیر به ستون مرکب تحت بار جانبی زمین‌لرزه/وثوقی اشکان

در ایران به علت محدودیت تولید نیمرخهای نورد شده، اغلب از ترکیب دو نیمرخ IPE که به وسیله ورق تقویتی سراسری یا تعدادی تسمه با فاصله مشخص به یکدیگر متصل شده اند، استفاده می گردد. اگر برای اتصال تیر به اینگونه ستونها از اتصال صلب استفاده شود، تیرها معمولا به وسیله ورقهای اتصال بال و ورق اتصال جان به ورق تقویتی سراسری ستون یا ورق پوششی در ناحیه اتصال متصل می شوند که این ورقها نیز به وسیله دو خط جوش گوشه در کناره‌های خود به پروفیلهای ستون متصل می گردند. بنابراین رفتار این نوع از اتصالات با اتصال صلب تیر به ستون با مقطع IPB که بالهای تیر به وسیله ورق اتصال ویا به صورت مستقیم به بال ستون متصل شده اند، متفاوت می باشد. در مبحث دهم مقررات ملی ساختمانی ایران و نیز سایر کتب طراحی، اغلب ضوابط ارائه شده برای اتصالات صلب مربوط به ستونهای دارای مقطع IPB می باشد. بنابراین لازم است که در زمینه اتصالات صلب تیر به ستونهای مرکب و رفتار لرزه ای آنها، تحقیقات جامعی صورت گیرد. در این پایان‌نامه اتصال صلب یکطرفه تیر به ستون مرکب تحت بار جانبی زلزله(دونیمرخ IPE و تعدادی تسمه با فاصله مشخص) به وسیله تحلیل استاتیکی غیر خطی به روش اجزاء محدود مورد بررسی قرارگرفته است. برای حصول اطمینان از فرضیات مورد استفاده ر تحلیل یکی از ‎۷ نمونه آزمایش در سال ‎۱۳۷۳ در بخش سازه مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مورد تحلیل قرارگرفته و نتایج آن با نتایج آزمایش مقایسه شده است. پس از آن چندین مدل تحلیل ساخته شده که در هریک از آنها با تغییردادن یکی از مشخصات هندسی اتصال، اثر آن بر سه مشخصه اصلی اتصال یعنی مقاومت، سختی(صلبیت) وشکل پذیری و همچنین نحوه تسلیم چشمه اتصال در طول بارگذاری ارزیابی شده است. به عنوان یک طرح جدید در بعضی از مدلها از یک سخت کننده قائم با ضخامتهای مختلف استفاده شده واثر آن بررفتار اتصال و نحوه تعیین ضخامت تشریح شده است. از دیگر مشخصات هندسی اتصال که مدنظر قرارگرفته اند، عرض وضخامت ورق پوششی در محل اتصال و وجود و یا عدم وجود سخت کننده‌های افقی و ضخامت آنها می باشد. برای بررسی مقاومت هریک از نمونه‌ها از منحنی لنگر- دوران، و برای بررسی سختی(صلبیت) هر یک از نمونه‌ها ازتقاطع منحنی لنگر- دوران و خط تیر استفاده شده است. برای بررسی شکل پذیری هر یک از نمونه‌ها از چند شاخص تنش و کرنش استفاده شده که با توجه به نحوه توزیع آنها در مسایرهای بحرانی(جوشها)، پتانسیل گسیختگی هر نمونه مورد ارزیابی قرارگرفته است. برای ارزیابی نحوه تسلیم چشمه اتصال نیز از منحنی تغییرات بعضی از شاخصهای مذکور در مرکز چشمه اتصال در طول بارگذاری استفاده شده است. در مجموع با بررسی نتایج، استفاده از سخت کننده قائم به خاطر بهبود بخشیدن به رفتار اینگونه اتصالات، توصیه می شود و استفاده از سخت کننده‌های افقی به خاطر بی اثر بودن آنها و بعضا افزایش پتانسیل گسیختگی¬در اینگونه اتصالات توصیه نمی¬شود. همچنین توصیه‌هایی نیز برای تعیین عرض و ضخامت مناسب برای ورق پوششی در محل اتصال ارائه شده است.