بخشی از مقاله
چکیده:
اتصالات پیچی با ورق انتهایی یکی از پرکاربردترین اتصالات است. هرچند نصب این نوع اتصالات بر روي ستونهاي جعبه اي با مشکلاتی نظیر عدم دسترسی به محیط داخلی ستون همراه است. در مطالعه اخیر انجام شده توسط نویسندگان، اتصالی با رویکرد حذف این مشکل ارائه گردید. در این اتصال با اضافه نمودن تیر پیوند نیاز به ورق پیوستگی ستون و همچنین مشکل بستن پیچهاي اتصال به ستون حل شد. استفاده از اتصالات جدید نیازمند بررسی جامعی میباشد. لذا از پارامترهاي مهمی که باید در اتصالات پیچی با ورق انتهایی مورد بررسی قرار گیرد محل تشکیل مفصل است.
در این مقاله ابتدا مدل عددي اتصال پیشنهادي با استفاده از نرم افزار ABAQUS مدلسازي شد. سپس محل تشکیل مفصل پلاستیک در اتصال پیشنهادي تعیین و با محل مورد انتظار آیین نامه AISC مقایسه شده است. به علاوه رشد ترك در اتصالات میتواند باعث ایجاد اختلال در رفتار اتصالات گردد. در نتیجه بررسی تركخوردگی در اتصال بسیار حائز اهمیت است که در این مقاله مورد ارزیابی قرار گرفته شده است. به همین دلیل مدل آسیب CVGM با استفاده از کدنویسی به نرم افزار ABAQUS اضافه گردید و توزیع کانتور آسیب دیدگی جهت بررسی احتمال ترك- خوردگی مورد ارزیابی قرار گرفت.
-1 مقدمه
از مشکلات استفاده ستونهاي جعبهاي به عنوان یکی از مقاطع پرکاربرد، عدم دسترسی آسان به درون آنها جهت اتصال تیر به ستون است. در اتصال پیچی تیر به ستون، جوشکاري ورق پیوستگی به داخل ستون و همچنین بستن پیچها نیاز دسترسی به داخل ستون را ضروري میسازد. تا کنون راه حلهایی نظیر استفاده از انواع سخت کنندهها و یا استفاده از ستونهاي درختی ساخته شده در کارخانه جهت برطرف نمودن این مشکل ارائه شده است .[2 ,1] عرفانی و همکاران [3] نیز در مطالعات عددي خود نوعی اتصال جدید را پیشنهاد نمودند که در آن دیگر نیازي به دسترسی داخل ستون جهت بستن پیچها نیست. به علاوه در اتصال پیشنهاد شده الزام استفاده از ورق پیوستگی نیز برطرف شده است.
در این مقاله به بررسی بیشتر رفتار اتصال پیشنهاد شده توسط عرفانی و همکاران پرداخته میشود. با توجه به اینکه محل مفصل پلاستیک در اتصالات از لحاظ آیین نامه از اهمیت بالایی برخوردار است، لذا محل تشکیل مفصل پلاستیک در اتصال پیشنهادي مورد بررسی قرار گرفت. از دیگر پارامترهاي تأثیرگذار بر رفتار یک اتصال ایجاد تركخوردگی در آن است. در اتصالات با افزایش تغییرشکل پلاستیک در محل اتصال احتمال وقوع شکست نرم بسیار بالا میباشد. در این مقاله به منظور بررسی آسیب در اتصال پیشنهاد شده، مدل CVGM بکارگرفته شده است. مدل CVGM با محاسبه اندیس خرابی احتمال گسیختگی نرم در اتصال را مورد ارزیابی قرار میدهد.
-2 اعتبار سنجی مدل عددي
پیش از مدلسازي اتصال پیشنهادي، عملکرد نرمافزار در شبیهسازي رفتار اتصال پیچی باید مورد ارزیابی قرار گیرد. به همین منظور در این مطالعه ابتدا به اعتبار سنجی نتایج آزمایشگاهی ارائه شده توسط سامنر [4] که مطالعات آن نیز بر روي اتصالات پیچی بود پرداخته میشود. مشخصات کامل نمونه بررسی شده در مرجع [4] آورده شده است. نتایج تحلیل عددي بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی در شکل1 با هم مقایسه شدهاند.
-3 مدلسازي اتصال پیشنهادي - M2 -
این بخش به مدلسازي اتصال پیشنهادي عرفانی و همکاران [3]می پردازد. به منظور شبیهسازي دقیق رفتار اتصال پیشنهادي، سعی شده است تمامی جزئیات اتصال در مدلسازي لحاظ گردد. تمامی المان هاي بکار گرفته شده مطابق شکل 2 از نوع C3D8R هستند. همچنین بهمنظور بهینه شدن نتایج و زمان تحلیل مدل توسط نرمافزار، در محل چشمه اتصال، محل قرارگیري پیچها و محل تماس ورق انتهایی با بال ستون مشبندي ریزتر و با دور شدن از چشمه اتصال مشبندي بزرگتري دارند. در شکل 2 مش-بندي بخشهایی از اتصالهاي پیشنهادي مشاهده میشود.
-4 تسلیم تیر و محل تشکیل مفصل پلاستیک
در این بخش به بررسی تسلیم تیر و محل تشکیل مفصل پلاستیک در نمونههاي تحت بررسی، خواهیم پرداخت. آییننامه AISC انتظار دارد که در اتصالات پیچی با ورق انتهایی، تغییر شکلهاي غیر الاستیک، در تیر رخ دهد .[5] مشاهده خواهد شد که در تمامی نمونهها، مفصل پلاستیک و به دنبال آن خرابی در تیر اصلی رخ داده است.
