سید رضا سیدزاده اطاقسرایی، سید محمد سیدپور، مجتبی جعفری صمیمی، سعید فلاحیان،
دوره 12، شماره 24 - ( 10-1397 )
چکیده
یکی از انواع گسیختگی ها در اعضای کششی سازه های فولادی، گسیختگی برش قالبی است که با ایجاد تنش کششی و برشی در محدوده اتصال، بخشی از قطعه کنده می شود و موجب از دست رفتن استحکام قطعه می گردد. هدف از این مقاله، مطالعه آزمایشگاهی و تحلیل اجزای محدود گسیختگی برش قالبی در اتصالات اعضای کششی فولادی گرم نورد شده دارای خروج از مرکزیت میباشد. بدین منظور 8 نمونه آزمایشگاهی از صفحه اتصال با الگوی سوراخ مورب و اتصال دارای خروج از مرکزیت با فولاد نرمه ساختمانی تحت بارگذاری محوری کششی قرار گرفتند. متغییرهای اصلی برای نمونه های آزمایش شامل تعداد پیچهای اتصال، فواصل پیچها در راستای موازی و عمود بر امتداد بارگذاری بودند. نتایج مطالعات آزمایشگاهی با نتایج حاصل از پیش بینی روابط موجود (مبتنی بر قاعده ) و همچنین روش تصویر سطوح صمیمی و همکاران (2016)، مقایسه گردید و نقاط ضعف و قوت هر یک شناسایی شد. همچنین نتایج تحلیل های عددی انجام گرفته به روش اجزای محدود که با نتایج آزمایشگاهی نیز همخوانی خوبی داشته است، اساس روش تصویر سطوح را تایید میکند. با توجه به نتایج توزیع تنشهای کششی حقیقی در سطوح مورب موجود در محدوده گسیختگی برش قالبی اتصالات دارای خروج از مرکزیت، اثرات بارگذاری خارج از مرکز نمایان شده است که نیاز به عامل توزیع تنشهای کششی غیر یکنواخت را توجیه میکند.
علی یگانه فر، بهنام مهرپرور، حمیدرضا غلامیان، فرزان حداد شرق،
دوره 13، شماره 26 - ( 7-1398 )
چکیده
استفاده از مقاطع قوطی در قابهای خمشی فولادی، به لحاظ شکل هندسی و دارا بودن مقاومت خمشی مناسب در دوجهت و نیز تامین سطح مناسب برای اتصال تیر، بسیار متداول می باشد. با توجه به تولید محدود مقاطع قوطی نورد شده در ایران، عموما از مقاطع جعبه ای ساخته شده با اتصال چهار ورق فولادی به یکدیگر با استفاده از جوش استفاده میشود. مطابق الزامات طرح لرزه ای، در ستونهای قوطی شکل ساخته شده از ورق در محدوده اطراف محل اتصال تیر به ستون، جوشکاری جان به بالهای مقطع باید با نفوذ کامل انجام شود. با توجه به دشواریها و هزینه بالای انجام جوشکاری شیاری و نگرانی از عدم دستیابی به نفوذ کامل در این نوع جوش در مقاطع جعبه‌ای و نیز روش ساخت متداول این نوع مقاطع در ایران با استفاده از جوش گوشه در اتصال کنج بیرونی ورقها، در پژوهش حاضر به مطالعه آزمایشگاهی عملکرد لرزهای اتصال خمشی تیر I شکل به ستونهای جعبه‌ای شکل ساخته شده با اتصال کنج جوشی پرداخته شده است. بدین منظور 2 نمونه آزمایشگاهی معرف اتصال تیر به ستون قاب خمشی ویژه و 2 نمونه آزمایشگاهی معرف قاب خمشی متوسط با ستون جعبه‌ای شکل ساخته شده با جوش گوشه و شیاری با نفوذ کامل طراحی و مورد ارزیابی قرار گرفت. ارزیابی لرزهای نمونه ها با اعمال الگوی بار رفت و برگشتی مطابق آیین‌نامه AISC 341-16 انجام پذیرفته است. نتایج بررسی های صورت گرفته نشان داد هر 4 نمونه ساخته شده قادر به گذراندن سیکل‌های بارگذاری تا حداکثر تغییرمکان نسبی مورد نیاز مطابق با الگوی آیین‌نامه می‌باشند.
قاسم پاچیده، مجید قلهکی، امین مشتاق،
دوره 14، شماره 27 - ( 2-1399 )
چکیده
در این مقاله به بررسی عملکرد لرزه ای ستونهای فولادی دوجداره پرشده با بتن با هندسه منشوری پرداخته شد. بدین منظور تعدادی ستون با هسته داخلی مربع، لوزی و دایره‌ای شکل و هندسه خارجی منشوری شکل با سطح مقطع مربعی که با شیب 1/2 درجه از بالا به پایین افزایش یافته است، ساخته شد. کلیه ستون‌ها تحت بار چرخهای با پروتکل بارگذاری ATC-24 قرار گرفته و بارگذاری تا مرحله گسیختگی ستون ادامه یافت. نتایج حاکی از آن است که با وجود اینکه مود خرابی ستون های با مقطع داخلی مربع و لوزی مشابه یکدیگر بوده اما ستون های با مقطع داخلی دایره آثار تخریبی و گسیختگی نامناسب‌تری نسبت به ستون های با مقطع داخلی مربع و لوزی داشته اند. همچنین مود گسیختگی پای ستون ها پس از 20 سیکل بصورت کمربند قطری با زاویه 45 درجه گسترش پیدا کرده است. سختی اولیه و ضریب شکل‌پذیری ستون های با مقطع داخلی لوزی تا حدود 2 برابر سایر ستون ها می باشند. نکته دیگر این است که بعلت نرم‌تر شکستن ستون با مقطع داخلی دایره نسبت به سایر ستون ها، افت انرژی آن به یکباره نبوده است
حمید محمدی گرفمی، امید رضائی فر،
دوره 14، شماره 30 - ( 10-1399 )
چکیده
المانهای Tشکل به دلیل مزایای زیادی که دارند، از جمل سهولت اجرا، صرفه اقتصادی و شکل‌پذیری مناسب یکی از پرکاربردترین المانهای اتصال تیر به ستون میباشد. استفاده از بولتهای میانگذر برای برقراری اتصال بین بال سپری و بال ستون متداول است. اما انتقال مستقیم تنشها به بدنه ستون، باعث تضعیف عملکرد پیچ ها تحت بارگذاری چرخهای میشود. به همین جهت در این پژوهش در اقدامی نوآورانه از دیافراگم خارجی ستون به همراه بولتهای میانگذر استفاده گردید و عملکرد مشترک و توأمان آنها موردبررسی قرار گرفت. بر مبنای نمونه صحتسنجیشده در نرم افزار آباکوس، یک نمونه اتصال با بولت میانگذر و دیگری به همراه دیافراگم خارجی طراحی و ساخته شدند سپس عملکرد آنها در آزمایشگاه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تحقیقات نشان میدهد عملکرد کلی هر دو اتصال کاملاً مطلوب بوده و ضوابط پذیرش اتصالات صلب در قابهای خمشی ویژه را برمبنای آییننامههای AISC و FEMA به خوبی میگذرانند. هر دو نمونه آزمایشگاهی بدون زوال مقاومت به دوران نسبی 06/0 رادیان دست یافتند. شکست نهایی در نمونه فاقد دیافراگم خارجی در سیکل نخست دوران نسبی 07/0 رادیان و با جداشدگی مهره از بولتهای میانگذر اتفاق افتاد درحالیکه این موضوع در نمونه دارای دیافراگم خارجی به صورت شکلپذیر و همراه با تغییرشکل در بال و جان تیر میباشد.
مهدی قاسمیه، محمد حسنی سوخته سرایی، سید رسول میرقادری،
دوره 14، شماره 30 - ( 10-1399 )
چکیده
در این مطالعه و برای تدوین پروتکل بارگذاری پیشنهادی برای ایران؛ مطالعات لرزهای، عددی، آماری، اجزا محدودی و بررسیهای دقیق آزمایشگاهی متناسب با شرایط منطقه صورت گرفتهاست. در نهایت پروتکل بارگذاری پیشنهادی شده است که شبیهسازی مناسبی از تقاضای لرزهای منطقه در اختیار قرار دادهاست؛ همچنین منطبق با شرایط ساخت و طراحی سازهها در منطقه نیز بودهاست و قابلیت اعمال به مولفههای خمشی سازهای علیالخصوص اتصالات خمشی را در حالت کلی و آزمایشگاهی را دارا است. شایان ذکر است که پروتکل بارگذاری پیشنهادی منطقه ضوابطی برای ارزیابی عملکرد اتصالات خمشی در مقادیر هدف، شرایط پذیرش و کنترل آستانهی فروریزش اتصالات خمشی ارائه کردهاست. برای دستیابی به اهداف مطالعه و به منظور بررسی و تطبیق شرایط عملکردی پروتکل بارگذاری پیشنهادی، دو جفت نمونههای مشابه و یکسان از اتصالات خمشی جوشی WUF-W و RBS در آزمایشگاه تحت پروتکل بارگذاری پیشنهادی منطقه و SAC مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفتند. شایان ذکر است در بررسیهای آزمایشگاهی و اجزا محدودی این مطالعه ضمن تطبیق و کنترل شرایط و ضوابط ارائه شده در پروتکل بارگذاری پیشنهادی، پارامترهای خسارتی و تقاضای اعمالی ناشی از هر دو پروتکل بارگذاری نیز مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتهاست. لازم به ذکر است که اتصالات خمشی جوشی این مطالعه شرایط و ضوابط عملکردی پروتکل بارگذاری پیشنهادی و SAC را به خوبی ارضا کردند و تطبیق مناسبی بین ضوابط و توصیههای عملکردی پروتکل بارگذاری پیشنهادی با رفتار اتصالات خمشی جوشی مشاهده گردیدهاست.
دکتر غلامرضا نوری، خانم لیلا توکلی، دکتر سید حسین حسینی لواسانی، آقای مصطفی نصیری،
دوره 15، شماره 33 - ( 10-1400 )
چکیده
استفاده از جان موجدار به دلیل افزایش سختی خارج از صفحه و مقاومت کمانشی آن در طرح و ساخت تیرهای عمیق (تیر ورق) مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه رفتار و عملکرد اتصال خمشی مقطع کاهش یافته در بال (RBS) با جان موجدار ذوزنقهای به صورت آزمایشگاهی تحت بارگذاری سیکلی مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای متغیر در مدل‌های ساخته شده، زاویه موج جان و میزان کاهشیافتگی بال تیر در اتصال خمشی تعریف شده‌است. دو نمونه آزمایشگاهی با زاویه جان ورق 45 و 30 درجه ساخته شدند. همچنین در نمونه دیگری مشخصات کاهشیافتگی در بال تیر با رعایت ضوابط طراحی تغییر داده شد. از پروتکل بارگذاری سیکلی AISC جهت آزمایش استفاده و حداکثر 40 سیکل تا شکست نهایی اتصال بارگذاری گردید. نتایج نشان از پایداری نمونه‌ها از نظر کاهش سختی و افت مقاومت و قابل پذیرش بودن آنها مطابق ضوابط آیین‌نامه‌ای دارد. کاهش سختی و افت مقاومت قابل توجهی در منحنی‌های هیسترزیس تا مرحله گسیختگی اتصال‌ها مشاهده نگردید. براساس نتایج آزمایش‌ها، با کاهش زاویه موج جان، ظرفیت خمشی اتصال حدود 10 درصد و میزان جذب انرژی نیز حدود 27% کاهش می یابد. همچنین با کاهش شعاع انحنا و فاصله ابتدای کاهشیافتگی تا بر ستون حداکثر ظرفیت خمشی اتصال 5 درصد کاهش می‌یابد. براساس مشاهدات و همچنین منحنی‌های هیسترزیس نیرو-جابجایی ثبت شده، در هر سه نمونه چشمه اتصال رفتار خطی از خود نشان داد.
علیرضا گرایلی، عبدالرضا سروقد مقدم، احسان درویشیان، همایون کوثریه،
دوره 16، شماره 35 - ( 5-1401 )
چکیده
با بررسی نتایج مربوط به زلزله‌های نورثریج در سال 1994 و زلزله‌های مخرب دیگر، مشاهده گردید که قوی کردن اعضا سازهای و افزایش طول خط جوش اتصالات تیر به ستون در سازه‌های فولادی عملکرد مناسب لرزهای نداشته‌اند. پس از آن برای جلوگیری از شکست ترد اتصالات، نحوه تشکیل مفصل پلاستیک در خارج از ناحیه اتصال مورد بررسی قرار گرفت و تیرها با مقطع کاهش یافته پیشنهاد گردید. اما در استفاده از مستهلک کننده‌ها در قابهای خمشی کمتر توجه شده است. اتصال پیشنهادی پین فیوز (pin-fuse SBC)، یکی از اتصالاتی است که می‌تواند از طریق لغزش و اصطکاک نیروهای وارده را در نزدیکی اتصال مستهلک کند. پین فیوزها در هنگام وقوع بارهای لرزهای، از طریق لغزش دورانی سطوح فولادی نسبت به یکدیگر عمل نموده و نیروی اصطکاک بین صفحات فیوز، موجب استهلاک انرژی زلزله خواهد شد. قابهای موردنظر، قابلیت جذب انرژی بالایی از طریق فیوزهای مزبور داشته که می‌تواند در مناطق با فعالیت لرزه‌خیزی شدید مورداستفاده قرار گیرد. در مدل پیشنهادی در این پژوهش، اتصال مورد نظر یک مفصل واقعی در نزدیکی اتصال تیر به ستون با سوراخ‌هایی لوبیایی طراحی شده است که پس از رسیدن به لنگری کمتر از لنگر اتصال، قابلیت چرخش و حرکت پیدا میکند. از این‌رو نتایج آزمایشگاهی مدل پیشنهادی تحت بارهای چرخهای با نتایج عددی اجزای محدود بررسی و مورد مقایسه قرار گرفته است. این نتایج نشان میدهد که اتصال پین فیوز پس از رسیدن به حد لازم و به دلیل حذف سهم جان از مقاومت خمشی و عدم وقوع کمانش پیچشی در جان تیر و با ایجاد فیوزی مطمئن دور از اتصال تیر و ستون، علاوه بر آن‌که مقاومت اتصال پین فیوز و شکل پذیری به ترتیب 11 و 6 درصد افزایش داده است، توانسته است به تغییر مکان نسبی تا 9 درصد برسد که این میزان بیشتر از حد آیین نامه در قابهای خمشی ویژه است.
مهندس مسعود محمدی، دکتر محمد علی کافی، دکتر مجید قلهکی،
دوره 16، شماره 37 - ( 11-1401 )
چکیده
در سال های اخیر احداث سازه های فولادی بلند مرتبه در جهان افزایش چشمگیری پیدا نموده است. یکی از چالش‌های مهم مهندسی سازه احداث سازه هایی با مقاطع مختلف براساس این ویژگی می باشد. لذا در بین مقاطع فولادی موجود، مقطع صلیبی شکل به علت تقارن دو محوره و امکان اتصال پذیری مناسب، در این تحقیق مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. بدلیل بهبود فرآیند طراحی و ساخت اعضای باربر صلیبی در کشور، مطالعات و بررسی های آزمایشگاهی و عددی حاضر با هدف نشان دادن رفتار و خصوصیات اینگونه ستون ها انجام پذیرفته است. جهت بررسی و نتیجه گیری بهتر استفاده از این نوع مقاطع در این تحقیق، ابتدا سعی شده مطالعه ای پارامتریک بر روی رفتار اینگونه ستون ها انجام گیرد. سپس چگونگی ابعاد و مشخصات هندسی و تخمین ظرفیت باربری ستون مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. پس از آن مدل عددی نمونه در نرم افزار اجزای محدود آباکوس شبیه سازی و نمونه ی آزمایشگاهی آن ساخته گردید. نهایتاً نتایج حاصل، در قالب منحنی های بار-تغییر مکان و نسبت نیرو-کرنش ارائه گردید. لذا نتایج تحقیق نشان می دهد که تعبیه ی لینک های الصاقی در این نمونه ها می تواند باعث بهبود عملکرد این ستون ها در خصوص میزان ظرفیت باربری، افزایش سختی و نحوه ی تسلیم و کمانش در این اعضا گردد.
دکتر علیرضا حبیبی، دکتر نادر فنائی، دکتر شهریار شهبازپناهی،
دوره 17، شماره 42 - ( 11-1402 )
چکیده
ستونهای CFT، گزینه‌ای مطلوب و اقتصادی برای طراحی ساختمان‌های با ارتفاع متوسط و بلند هستند. با این وجود، عدم امکان اجرای ورق پیوستگی داخلی مانند قابهای خمشی متداول به‌علت وجود بتن درون مقطع ستون فولادی، باعث ضعیف‌شدن چشمۀ اتصال خواهد شد. در اثر سوراخ‌کاری ورق پیوستگی، توزیع تنش در این ورق نسبت به حالت بدون سوراخ، تغییر کرده و مقاومت و سختی آن کاهش می‌یابد. روش پیشنهادی در این مطالعه جهت بهبود ضعف ناشی از سوراخ‌کاری در ورق پیوستگی، تقویت ورق‌های پیوستگی با گلمیخ است تا قسمتی از نیروی بسیار زیاد ورق پیوستگی به بتن منتقل گردد. جهت بررسی اثر تقویت انجام‌شده روی ورق پیوستگی، دو نمونه اتصال صلب تیر I شکل به ستون CFTبا مقیاس کامل، تحت بار چرخهای مورد آزمایش قرار گرفته است. در بخش دیگر با استفاده از روش اجزای محدود در نرم‌افزار آباکوس، نمونههای آزمایشگاهی مدل‌سازی و تحلیل شده است. نتایج نشان داد استفاده از تقویت گلمیخ باعث افزایش ظرفیت خمشی اتصال و انرژی تلف‌شدۀ تجمعی به میزان 7% و %4 نسبت به حالت ورق پیوستگی بدون تقویت میشود. به‌علاوه این تقویت باعث جابه‌جایی محل متناظر شاخص گسیختگی حداکثر، از لبۀ بیرونی بالهای تیر، به اندازۀ 20 درصد عرض بال، به سمت محور طولی تیر خواهد شد. اتصال پیشنهادی با ورق پیوستگی تقویت‌شده، شرایط استفاده در قابهای خمشی متوسط در مناطق لرزهای را دارا است.
مهندس مجید طاهری، دکتر سیامک ایپکچی،
دوره 19، شماره 44 - ( 5-1403 )
چکیده
مد شکست برشی عناصر سازهای مانند تیرها و ستون‌ها از مدهای شکست ترد محسوب میشود. بر این اساس، آییننامههای طراحی روابط محافظه‌کارانه‌ای را برای تعیین مقاومت برشی ارائه کرده‌اند تا از عدم وقوع این شکست ناگهانی اطمینان حاصل شود. در این راستا، آیین‌نامۀ AISC 360 روابطی را برای تعیین مقاومت برشی اعضای مختلط محاط در بتن با درنظرگرفتن مقاومت برشی فولاد به تنهایی، مقاومت برشی بخش بتن مسلح و مقاومت مقطع فولادی در ترکیب با میلگردهای عرضی ارائه کرده است. آیین‌نامۀ AISC 360 به‌طور محافظه‌کارانه‌ای استفاده از مجموع مقاومت برشی مقطع فولادی و بتن مسلح را برای تعیین مقاومت برشی اعضای مختلط محاط در بتن به‌دلیل تحقیقات ناکافی نادیده گرفته است. این مطالعه رفتار برشی ستونهای مختلط محاط در بتن را به‌صورت مطالعات آزمایشگاهی و عددی بررسی میکند. در این پژوهش، ستونهای مختلط محاط در بتن با طول کوتاه که رفتار آنها توسط برش کنترل میشود، با درنظرگرفتن چندین پارامتر مهم طراحی، ازجمله مقاومت فشاری بتن، نسبت فولاد و شکل هستۀ فولادی، نسبت میلگردهای طولی، فاصلۀ میلگردهای عرضی و نسبت عملکرد مختلط مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. مدهای شکست، الگوی گسترش ترک، پاسخ نیرو-تغییرشکل، مقاومت برشی اسمی ستونهای مختلط محاط در بتن و اثرات متغیرهای کلیدی بر مقاومت برشی ستونهای مختلط محاط در بتن ارائه و مورد بحث قرار گرفته‌اند. نتایج این مطالعه نشان میدهد که حذف بخش فولادی یا سهم بتن مسلح منجربه نادیده‌گرفتن بخش قابل‌توجهی از مقاومت برشی اعضای مختلط محاط در بتن میشود. از بین پارامترهای کلیدی طراحی درنظرگرفته‌شده، نسبت میلگرد عرضی، مقاومت فشاری بتن و نسبت هستۀ فولادی تأثیرگذارترین متغیرهایی هستند که بر رفتار برشی ستونهای مختلط محاط در بتن تأثیر می‌گذارند.
دکتر سید علی رضوی طباطبایی،
دوره 19، شماره 44 - ( 5-1403 )
چکیده
مهاربندهای کمانش‌تاب به‌دلیل داشتن شکل‌پذیری بالا و عملکرد تقریباً یکسان در حالت‌های کششی و فشاری، از سیستم‌های مرسوم در کشورهای پیشرفته هستند. یکی از قابلیت‌های مهم این نوع مهاربندها، انعطاف در انتخاب طول هستۀ مهاربند است. مزیت تغییر در طول مهاربند این است که امکان انتخاب مستقل دو پارامتر سختی و مقاومت را فراهم میکند. در این پژوهش، از الیاف پلیمری کربن به‌عنوان یک نوع غلافِ جایگزین غلاف فولادی در مهاربند کمانش‌تاب طول کوتاه استفاده شده است. در جزئیات پیشنهادی، مهاربند کمانش‌تاب طول کوتاه مانند یک میراگر فلزی در انتهای مهاربند در قاب قرار می‌گیرد. قسمت الاستیک به‌گونه‌ای طراحی شده است که با لحاظ‌نمودن یک ضریب اطمینان، در کشش تسلیم نشود و در فشار هم کمانش کلی در کل مهاربند رخ ندهد. با کاهش طول مهاربند کمانش‌تاب، سختی آن افزایش یافته و سختیِ بعد از تسلیم مهاربند نیز به‌طور قابل‌توجهی بیشتر از مهاربند کمانش‌تاب معمولی میشود. برای ارزیابی عملکرد این مهاربند، دو نوع آزمایش انجام شده است. در آزمایش اول، یک نمونه مهاربند کمانش‌تاب طول کوتاه با غلاف بتنی و الیاف پلیمری کربن تحت بارگذاری تک‌محوری قرار گرفته است. در آزمایش دوم، یک نمونه مهاربند کامل با قطعۀ کمانش‌تاب و ادامۀ آن تحت بارگذاری رفت و برگشتی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که استفاده از الیاف پلیمری کربن به‌جای غلاف فولادی باعث تسهیل پیش‌ساختگی این نوع مهاربندها و حصول رفتار لرزهای و جذب انرژی مناسب در این نوع مهاربندها میشود.
