مدل تحلیلی برای اعمال اثر نیروی اهرمی در طراحی اتصالات پیچی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری سازه، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
2 استاد دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
3 دانشیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
doi
10.22065/jsce.2021.299927.2533چکیده
عملکرد اهرمی در اتصالات پیچی تیر به ستون، با افزایش نیروی پیچ به مقداری بیشتر از مقاومت طرح آن، میتواند باعث خرابی ترد اتصال شود. در روش مرسوم طراحی، نیروی اهرمی پیچ با استفاده از مدلهای تحلیلی تعیین میشود. مدلهای تحلیلی موجود، بر اساس تحقیقات روی اتصالات پیچی با قطعات T شکل نورد شده ایجاد شدهاند. در اتصالات گیردار پیچی با ورق انتهایی، قطعه T با جوش نفوذی ورقهای فولادی ایجاد میشود. در این تحقیق مدلی تحلیلی برای تعیین نیروی اهرمی در اجزای T شکل ساخته شده از ورق فولادی پیشنهاد شده است. به این منظور با ساخت و انجام آزمایش بر روی نمونههای اتصالات با اجزای T ساخته شده از ورق با مودهای گسیختگی شکلپذیر، رابطه نیرو- جابجایی، توزیع کرنش و ظرفیت اتصالات تعیین شد. با ایجاد مدل اجزای محدود اتصالات مورد بررسی و اعتبارسنجی آن با استفاده از دادههای تجربی پژوهش، مطالعه پارامتریک برای ارزیابی تاثیر مشخصات هندسی و مکانیکی اتصال در مقدار و موقعیت برآیند نیروی اهرمی، خروج از مرکزیت نیروی پیچ و موقعیت مفصلهای پلاستیک انجام گرفت. رابطهای برای تعیین موقعیت برآیند نیروی اهرمی تعیین شد. نشان داده شد که مفصل پلاستیک در فاصله حدود 10 میلیمتر از محل اتصال جان به بال T، شکل میگیرد. همچنین با تعیین مقدار میانگین برای خروج از مرکزیت نیروی پیچ، کاهش ظرفیت اسمی پیچ در حدود 35 درصد به دست آمد. با این دادهها، مدل تحلیلی ساده شده برای پیشبینی ظرفیت اتصال با فرض موقعیت تعیین شده برای نیروی پیچ، نیروی اهرمی و مفصل پلاستیک، ایجاد شد. با استفاده از این مدل، مقدار نیروی اهرمی و ظرفیت اتصال پیچی تعیین گردید. نتایج بررسی نشان داد که با استفاده از مدل پیشنهادی، علاوه بر ساده نمودن فرآیند طراحی، به طور میانگین 10.6 درصد بهبود در دقت روش تعیین ظرفیت اتصال پیچی حاصل میشود.