ضوابط تحلیل و طراحی قاب های خمشی فولادی با شکل پذیری متوسط

بررسی های پژوهشگران مهندسی عمران گرایش زلزله دانشگاه تربیت مدرس نشان می دهد اتصال خمشی با شکل پذیری متوسط سازه های فولادی می تواند بدون گسیختگی به زاویه تغییر مکان نسبی 02/0 رادیان برسد.

تا قبل از زلزله سال 1994 نورث ریچ و زلزله 1995 کوبه ی ژاپن فرض بر این بود که ساختمان های قاب خمشی در مقابل زلزله شکل پذیرند، در حالی که در این زلزله ها این ساختمان ها شکست های ترد را در اتصالاتشان تجربه کردند. بنابراین طراحی لرزه ای سازه های فولادی بعد از این زلزله ها دستخوش تغییرات زیادی شد. هانیه رمضان صفت دانش آموخته مهندسی عمران(زلزله) دانشگاه تربیت مدرس که این پژوهش در قالب طرح پایان نامه کارشناسی ارشد وی انجام و ارائه شد در ادامه مطلب فوق افزود: آئین نامه 2800 و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان 3 نوع قاب خمشی با درجات مختلف شکل پذیری را معرفی کرده که عبارتند از قاب خمشی ویژه، متوسط و معمولی. قاب خمشی متوسط سیستم باربری جانبی ای است که در برابر نیروهای جانبی حاصل از زلزله از آن انتظار تغییر شکل های غیر ارتجاعی محدودی می رود. اتصالات تیر به ستون در این قاب ها لازم است تغییر مکان نسبی 02/0 رادیان را تحمل نمایند. در این سازه ها مقاطع باید آنچنان طراحی شوند که از ایمنی کافی در مقابل گسیختگی ترد و کمانش موضعی برخوردار باشند.

وی در اشاره به هدف این پروژه گفت: هدف این تحقیق بررسی ضوابط تحلیل و طراحی این قاب ها، که اخیرا به آئین نامه 2800 و مبحث دهم ایران اضافه شده است، تحت اثر بار جانبی می باشد. بدین منظور ابتدا سه قاب 4، 8 و 12 طبقه بر اساس ضوابط آئین نامه 2800 و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان طراحی و پس از آن نمونه هایی از اتصالات مورد استفاده در این قاب ها در نرم افزار ANSYS مدلسازی و تحلیل استاتیکی شدند.

مهندس رمضان صفت در ادامه تصریح کرد: سپس منحنی های مربوط به تغییر شکل ها در اجزای مختلف این اتصال ترسیم گشتند. این تغییر شکل ها شامل تغییر شکل های ایجاد شده در ناحیه پانلی، تغییر زاویه اتصال در محل اتصال تیر به ستون و نیز تغییر شکل های خمیری ایجاد شده در انتهای ورق اتصال در تیر می باشد. با مطالعه کرنش های ایجاد شده در نقاط مختلف، مجموعه حداکثر ظرفیت چرخشی این اتصال بدست آمد. سپس مدلی ساده در تحلیل قاب های ساخته شده با این نوع اتصالات استفاده شد و رفتار کلی قاب تحت اثر بارهای جانبی بررسی گردید.

وی در پایان در تشریح نتایج گفت: بررسی ها نشان می دهد اتصال خمشی با شکل پذیری متوسط می تواند بدون گسیختگی به زاویه تغییر مکان نسبی 02/0 رادیان برسد. همچنین نتایج تحلیل استاتیکی غیر خطی بر روی قاب های خمشی متوسط نشان می دهد قاب های ساخته شده با این نوع اتصال به سطح عملکردی مورد نظر آئین نامه که ایمنی جانی است می رسند و در واقع هدف آئین نامه 2800 مبنی بر حفظ سطح عملکرد ایمنی جانبی تامین شده است.

این پژوهش با راهنمایی دکتر علی اکبر آقا کوچک و با مشاوره دکتر شریف شاه بیگ از اعضای هیأت علمی دانشکده فنی مهندسی دانشگاه انجام شد.