بررسی اتصالات استخوانی و تاثیر آن بر رفتار لرزه ای قاب های خمشی ویژه

یکی از روش‌های بهبود رفتار لرزه‌ای قاب‌های خمشی و ممانعت از ترد شکنی اتصالات آنها، استفاده از اتصالات استخوانی می‌باشد.در این مقاله با ایجاد مدل‌های المان محدود اتصالات استخوانی و ارزیابی دقت آنها با نتایج آزمایشگاهی موجود، توزیع تنش و مکانیزم‌های شکست این اتصالات بحث شده است. همچنین توصیه آیین نامه fema در هندسه اتصالات استخوانی مد نظر قرار گرفته است. در ادامه تحقیق رفتار لرزه‌ای سیستم قاب‌های خمشی با اتصالات استخوانی، از طریق محاسبه و آنالیز عددی چندین نمونه بررسی و برای بیان برتری این سیستم، پارامترهای لرزه‌ای آن محاسبه و با پارامترهای لرزه‌ای سیستم قاب خمشی ویژه با اتصالات متعارف استفاده شده در چند سازه متعارف مقایسه شده است. بر اساس نتایج حاصله، ضریب رفتار سازه تابع زمان تناوب اصلی سازه بوده و با افزایش آن افزوده می‌شود. افزایش نرخ ضریب رفتار سیستم با مقاطع کاهش یافته بر مبنای زنام تناوب، بیشتر از قاب خمشی ویژه است. ضریب رفتار سازه شکل پذیر با اتصالات کاهش یافته تقریباً 20 درصد بیشتر از سازه‌های مشابه با اتصالات متعارف است. بررسی اتصالات متعارف تیر به ستون در سازه‌های فولادی نشان دهنده عدم توزیع تنش یکنواخت تنش و تمرکز شدید آن در محل جوش می‌باشد که منجر به تسلیم اتصال در بارگذاری‌های شدید لرزه‌ای می‌شود. در اتصالات با مقطع کاهش یافته نسبت ماکزیمم تنش بال تیر به تنش تسلیم در حدود 80 درصد می‌باشد. استفاده از این اتصالات باعث بازپخش تنش در بال تیر و افزایش ضخامت موثر تیر و افزایش شکل پذیری اتصال می‌گردد. مقایسه دو سیستم نشان دهنده افزایش زمان تناوب 3 درصدی در استفاده از مقاطع کاهش یافته می باشد.در مرحله الاستیک رفتار دو سیستم تقریباً یکسان بوده ولی در مرحله پلاستیک ضریب کاهش مقاومت سیستم با مقاطع کاهش یافته 23 درصد بیشتر از سیستم‌های متعارف است. نتایج حاصله نشان داده است که استهلاک انرژی در سازه‌های ساخته شده با اتصالات کاهش یافته بیشتر است.