مدلسازی پیشرفته در مهندسی عمران
مطالعه عددی تأثیر شکل شکاف با هندسه جدید در میراگرهای شکافدار بر عملکرد لرزهای اتصالات تیر به ستون
نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران.
2 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
چکیده
با توجه به شکست ترد بسیاری از اتصالات گیردار تیر به ستون در زلزلههای نورثریج و کوبه، این تحقیق به منظور بهبود عملکرد لرزهای اتصالات و جلوگیری از آسیب به اعضای اصلی سازه، به بررسی و بهینهسازی میراگرهای شکافدار فولادی پرداخته است. نوآوری اصلی این پژوهش، استفاده از شکل شکاف نیمبیضی به جای شکافهای مرسوم است که منجر به توزیع یکنواختتر تنش در سطح میراگر و افزایش قابل توجه مشارکت نواحی میانی در جذب انرژی میشود. تحلیلهای المان محدود نشان میدهد که میراگرهای با شکاف نیم بیضی، جذب انرژی را تا ۴۴.۹ درصد نسبت به میراگرهای با شکاف مرسوم افزایش میدهند. با کاهش عرض نوارها، تمرکز تنش به سمت میراگر منتقل شده و با تغییر توزیع تنش و افزایش تنش قسمت میانی نوار، جذب انرژی را بهبود میبخشد. از سوی دیگر، افزایش عرض نوارها تا حدی که اعضای اصلی سازه وارد ناحیه پلاستیک نشوند، مقاومت کلی اتصال را افزایش میدهد. توزیع ارتفاع شکافها نیز نقش بسزایی در عملکرد میراگر ایفا میکند و پیکربندی بهینه، حالتی است که بیشترین ارتفاع شکاف در مرکز میراگر قرار گیرد. این حالت، منجر به توزیع بهینه تنش شده و علاوه بر تحمل بالاترین لنگر حداکثر اتلاف انرژی را باعث میشود. در نمونههای بررسی شده تغییر محل شکاف نیم بیضی بلندتر به شکلی که شکاف بلند تر از مرکز فاصله بگیرد تا 22/7 درصد مقاومت را کاهش میدهد که نشاندهنده حساسیت طراحی به جزئیات هندسی است. در مجموع، این تحقیق نشان میدهد که استفاده از شکاف نیمبیضی و بهینهسازی پارامترهای هندسی نظیر عرض نوارها و توزیع ارتفاع شکافها، راهکار مؤثری برای افزایش چشمگیر مقاومت و جذب انرژی اتصالات تیر به ستون در برابر نیروهای لرزهای است.
کلیدواژهها
موضوعات
)