بررسی رفتار لرزه‌ای اتصالات ورق انتهایی دارای مواد حافظه‌دار شکلی پایه آهن

doi
چکیده

در زلزله 1994 نورثریج و 1995 کوبه، تعداد زیادی از قاب‌های خمشی جوشی مرسوم، متحمل شکست ترد در محل اتصال تیر به ستون شدند. پژوهشگران دریافتند که شکل‌پذیری اجزاء سیستم‌های سازه ­­ای، در مهار انرژی ناشی از بار­های دینامیکی و به‌ویژه بارهای زلزله و انفجار، بسیار موثر می­باشند.­­­­ در سال­های اخیر، آلیاژ­­های حافظه ­دار شکلی پایه ­آهن (­Fe-based SMA ها)، که دارای دو ویژگی مهم خاصیت فوق‌ ارتجاعی و رفتار حافظه شکلی می ­باشند، برای بهبود عملکرد لرزه­­ای سیستم ­­های سازه­ای مورد استفاده قرار گرفته­ اند. این پژوهش به ارزیابی قابلیت اتلاف انرژی و دیگر خصوصیات اتصالات خمشی با ورق انتهایی گسترش‌یافته و دارای پیچ­ هایی از جنس آلیاژ­های حافظه­ دار شکلی سوپرالاستیک پایه­آهنی می­ پردازد. مدل­های سه­ بعدی اتصال، با استفاده از نرم ­افزار اجزاء محدود ABAQUS ساخته شده‌اند. با اعمال بارهای چرخه‌ای به انتهای تیر اتصال، رفتار آن­ها مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش دو نوع اتصال ورق انتهایی چهارپیچی، یکی با رفتار صفحه ضخیم و دیگری با رفتار صفحه نازک، مدل‌سازی شده است و در مورد هرکدام، رفتار اتصال با استفاده از مصالح حافظه‌دار شکلی و بدون آن­ها مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. استفاده از این مصالح در مورد اتصال با رفتار صفحه ضخیم باعث افزایش شکل‌پذیری اتصال به میزان 35 درصد شده است و اتصال 93 درصد تغییرشکل ایجادشده را جبران کرده و به حالت اولیه بازگشته است. در اتصال با رفتار صفحه نازک افزایش شکل‌پذیری اتصال 54 درصد بوده و 85 درصد دوران تحمل‌شده نیز به حالت اولیه بازگشته است.