فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

ورق‌های پیوستگی در ستون‌های جعبه‌ای نقش کلیدی در انتقال بار از تیر به ستون را ایفا می‌نماید. بر اساس الزامات آیین‌نامه‌ای لرزه‌ای، این ورق‌ها اغلب با استفاده از جوش شیاری با نفوذ کامل به بال ستون متصل می‌شوند. جوش شیاری با نفوذ کامل ورق پیوستگی به ستون مشکلاتی نظیر عدم نفوذ کامل در گوشه‌ها، دشواری ترمیم جوش‌های معیوب، لزوم استفاده از وجه چهارم یا الکترواسلگ، پتانسیل وقوع تورق در ورق ستون و... را به همراه دارد. این مشکلات می‌توانند به کاهش کارایی و ایمنی سازه منجر شوند. در این مقاله، به‌منظور رفع چالش‌های تعبیه و نصب ورق‌های پیوستگی افقی در داخل ستون‌های جعبه‌ای که در مواردی به دلیل صعوبت دسترسی و هندسه و چیدمان خاص آن‌ها، ارضای صحیح و مناسب ضوابط طراحی لرزه‌ای را با چالش‌های بسیاری روبه‌رو می‌کند، اقدام به پیشنهاد اتصالاتی جدید و راهبردی با استفاده از تحلیل عددی شده‌است. این تحلیل‌ها با استفاده از نرم‌افزارهای پیشرفته اجزای محدود انجام شده و نتایج آن‌ها با اتصالات رایج مقایسه شده است. به‌منظور دستیابی به یک مسیر انتقال بار مناسب از تیر به ستون در ناحیه چشمه اتصال و همچنین سهولت مونتاژ و اجرای المان‌های قاب خمشی در ناحیه چشمه اتصال، استفاده از سخت‌کننده قائم داخلی به‌جای ورق‌های پیوستگی افقی رایج و تعریض بال‌های تیر به‌عنوان یک راهکار مناسب پیشنهاد و بررسی شده است. این راهکارها نه تنها به بهبود عملکرد سازه‌ای کمک می‌کنند، بلکه فرآیند ساخت و نصب را نیز ساده‌تر می‌سازند. علاوه بر این، در تکمیل این رویکرد اتصالاتی، استفاده از سخت‌کننده‌های قائم خارجی بر روی بال تیر در ناحیه اتصال تیر به ستون به همراه به‌کارگیری سخت‌کننده قائم داخلی به‌جای ورق پیوستگی افقی در ناحیه چشمه اتصال پیشنهاد شده‌است. از طرفی، تأثیر استفاده همزمان از تعریض بال‌های تیر، حضور سخت‌کننده‌های قائم خارجی بر روی بال تیر و جایگزین کردن سخت‌کننده قائم داخلی به‌جای ورق پیوستگی افقی در ناحیه چشمه اتصال نیز مورد بررسی قرار گرفته ‌است. بررسی‌های صورت گرفته با استفاده از تحلیل اجزای محدود بر روی نمونه‌های پیشنهادی انجام شده است. نتایج حاصل‌شده از تحلیل عددی اتصالات پیشنهادی نمایانگر کفایت مناسب اتصالات در قیاس با اتصالات رایج خمشی می‌باشد. اتصالاتی که با استفاده از تعریض بال‌های تیر ساخته شده‌اند، دارای ظرفیت جذب انرژی 18% بالاتر از اتصال رایج خمشی تا حداکثر جابه‌جایی 6% رادیان بوده‌اند، بدون آن که افت مقاومت شدیدی از خود نشان دهند. این درصد در اتصالات با به‌کارگیری سخت‌کننده قائم خارجی بر روی بال تیر و اتصالاتی که با استفاده از حضور همزمان تعریض بال‌های تیر و سخت‌کننده قائم خارجی بر روی بال‌های تیر ساخته شده‌اند، به‌ترتیب 14% و 28% بالاتر از نمونه رایج خمشی گزارش شده است. همچنین شاخص پارگی جوش در حالات مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نهایی نشانگر آن است که استفاده همزمان از تعریض بال‌های تیر و سخت‌کننده‌های قائم خارجی بر روی بال تیر در راستای جان تیر منجر به ایجاد یک مسیر انتقال بار مناسب از تیر به ستون در ناحیه چشمه اتصال می‌گردد. همچنین مکانیزم دورشدن مفصل پلاستیک از بر ستون در این ایده به خوبی محقق شده و امکان بروز شکست‌های ترد جوش نفوذی در محل اتصال تیر به ستون تقلیل می‌یابد