بررسی کاربرد آلیاژ حافظه‌دار در اتصال صلب ورق انتهایی

شکست ترد اتصالات گیردار قاب های خمشی فولادی در زلزله های نورثریج (1994) و کوبه (1995) موجب گردید تا اتصالات صلب جدیدی معرفی که مشکلات اتصالات سنتی را مرتفع ساخته و موجب عملکرد مناسب قاب های خمشی می شوند، اما علاوه بر افزایش هزینه ساخت به دلیل تشکیل مفصل پلاستیک در تیرها و ایجاد تغییرشکل های غیرالاستیک وماندگار در زلزله های شدید، هزینه های تعمیرات را بالا می برند. با استفاده از مواد بازگشت پذیر و هوشمندی چون آلیاژهای حافظه دار در این اتصالات می توان تغییرشکل های ماندگار و نیاز به تعمیرات را تا حدود چشمگیری کاهش داد. در این مقاله کاربرد آلیاژ حافظه دار بر پایه آهن و با بازیابی کرنش حدود 5% در اتصال صلب ورق انتهایی و با استفاده از نرم افزار ansys مورد بررسی قرار می گیرد. پس از صحت سنجی رفتار چرخه ای یکی از اتصالات ورق انتهایی مورد آزمایش توسط سامنر که بر اساس تئوری ورق ضخیم طرح شد ه است، کاربرد آلیاژ حافظه دار به عنوان پیچ های متصل کننده ورق انتهایی به ستون و یا ورق در محل تشکیل مفصل پلاستیک مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد در اتصال ورق انتهایی طرح شده بر اساس تئوری ورق ضخیم، استفاده از ورق های آلیاژ حافظه دار نقش موثرتری در کاهش چرخش پسماند اتصال نسبت به استفاده از پیچ های آلیاژ حافظه دار دارد. اتصال هیبریدی مجهز به ورق های نام برده، با حفظ مقاومت و شکل پذیری مناسب، جذب انرژی و کرنش پسماند کمتری نسبت به اتصال فولادی مشابه داشته و هزینه های تعمیرات را کاهش می دهد.

Application of Shape Memory Alloyed Material in End Plate Rigid Connection

As observed in Northridge (1994) and Kobe (1995) earthquakes, brittle failure of rigid connection caused premature collapse of steel moment frames and new rigid connections have been introduced in design guidelines of steel frames. Although the usage of new connections can lead to the appropriate function of steel moment frames, plastic hinges forms in beams which leaves the inelastic and permanent residual deformations after strong ground motions. Since this irremediable deformation increases repair cost, constructing rigid connections from reversible material such as Shape Memory Alloy (SMA) significantly reduce the residual strain and could be a solution to the problem. This paper focuses on the function of end plate connection using Ironbased SMA (possessing 5% of super elastic strain) by numerical study using ANSYS software. Following verification of cyclic behavior of an end plate connection tested by Sumner (designed on the basis of Thick Plate Theory), SMA is used as either connecting bolts for end platetocolumn connection or as plates located at plastic hinges. The result shows that using SMA plates is more efficient than SMA bolt in end plate connection which designed based on thick plate theory. Regarding appropriate weld ability and lower cost of ironbased SMA, hybrid connection equipped with mentioned plates is able to absorb lesser energy compared to steel connection. Moreover, it decrease repair cost whereas lower residual strain is seen.