پايان نامه براي دريافت درجه كارشناسي ارشد (M.Sc) گرايش :سازه عنوان: بررسي رفتار ممان- دوران اتصالات صلب جوشييکي از مشخصه هاي مهم اتصالات شکل منحني لنگر- چرخش اتصال تير به ستون مي- باشد. زلزله 17 ژانويه سال 1994 نورث ريج که در 20 مايلي شمال غرب لس آنجلس اتفاق افتاد اولين زلزله اي بود که به تعداد زيادي از ساختمانهاي مقاوم خمشي در آمريکا آسيب سازه- اي رساند. اگر چه شدت زلزله 8/6 در مقياس ريشتر بود که بر اساس مقدار انرژي ايي که رها کرد يک زلزله متوسط در نظر گرفته مي شد، تعداد زيادي از اتصالات تير به ستون ساختمانهاي مقاوم خمشي در آن زلزله به شدت آسيب ديدند. اين اتصالات در آيين نامه ي (Uniform Building Code) UBC مورد تأييد قرار گرفته بودند و تصور مي شد که ظرفيت کافي دارند تا تير در خمش به حد تسليم برسد و يا ناحيه ي چشمه ي اتصال ستون دچار تسليم برشي گردد. اما بر خلاف انتظار، اکثريت اتصالات به دلايل مختلفي که ذکر خواهد شد بصورت ترد گسيخته شدند و در موارد کمي رفتار آنها شکل پذير بود. يکسال بعد از زمين لرزه نورث ريج،درست در 17 ژانويه 1995 زلزله اي به بزرگي 9/6 در مقياس ريشتر شهر کوبه در ژاپن را لرزاند که در اين زلزله بسياري از اتصالات قابهاي خمشي آسيب ديدند و حتي بعضي از ساختمانها با قاب خمشي فرو ريختند. کشف آسيب هاي جدي در ساختمان هاي فولادي با قابهاي خمشي جوشي در زلزله هاي ديگر نيز تاييدي بر آسيب هاي اتفاق افتاده در قابهاي خمشي نورث ريج بود و اين نشان دهنده ي اين مطلب بود که آسيب ها فقط به خصوصيات لرزه اي در زلزله نورث ريج مربوط نمي شود و نقص از خود اتصالات آسيب ديده مي باشد.]9[ با توجه به مطالب بالا به نظر مي رسد که بررسي رفتار اتصال صلب با ورق بالائي و پاييني توصيه شده در آئين نامه 2800 زلزله ايران (مشهور به اتصالات کله گاوي ) كه به عنوان اتصال صلب در سازه هاي فولادي ايران کاربرد وافري دارد، ضروري مي باشد. فصل دوم رفتار انواع اتصالات مقدمه به دنبال زلزله 17 ژانويه 1994 در منطقه نورث ريج واقع در ايالات کاليفرنياي آمريکا به دليل تحولاتي که در روند طراحي و ساخت اتصالات گيردار جوشي در سازه هاي فولادي ايجاد کرد نقطه اي عطفي در تاريخ اتصالات سازه هاي فولادي محسوب مي شود. تعدادي از ساختمانهاي فولادي جوشي با قابهاي خمشي (WSMF) ، در ناحيه اتصال تير به ستون دچار شکست شدند. ساختمانهاي آسيب ديده طيف وسيعي از ساختمانها را از نظر ارتفاع و عمر شامل مي شدند. ساختمانهاي با ارتفاع يک تا 26 طيقه ، و سازه هايي که درست در زمان زلزله بر پا شده بودند تا ساختمانهايي با عمر بيش از 30 سال،آسيب ديدند. علاوه بر اين سازه هاي آسيب ديده در منطقه جغراقيايي وسيعي پراکنده شده بودند. اين آسيب ديدگي ها حتي در مناطقي که نکان هاي متوسط زلزله را تجربه کرده بودند، مشاهده مي- شدند.]16[ کشف آسيب در ساختمانها هشدار دهنده بود.کشف اين آسيب ها اين انديشه را تقويت کرد که در زلزله هاي قبلي هم، آسيب هايي بوجود آمده است،که مخفي مانده اند. تحقيقات بعدي به درستي تأييد کرد که چنين آسيب هايي در زلزله 1992 «لندرز بيگ بير» و زلزله 1989 «لوماپريتا» اتفاق افتاده است. سازه هاي فولادي جوشي با قابهاي خمشي به طور معمول در ايالات متحده و جهان،مخصوصاً براي ساخت سازه هاي متوسط تا بلند، مورد استفاده قرار مي گيرند. قبل از زلزله نورث ريج چنين تصور مي شد که اين نوع ساختمانها بسيار شکل پذيرند و از آسيب هايي که ظرفيت سازه را کاهش مي دهد مصون اند،چرا که آسيب هاي بسيار جدي به اين نوع سازه ها در زلزله هاي گذشته به ندرت گزارش شده بود وحتي هيچگونه گزارشي از فروريختن چنين سازه هايي وجود نداشت. کشف شکست ترد در تعدادي از ساختمانها تحت اثر زلزله نورث ريج، نياز آزمايش مجدد اين نوع اتصال را مسجل ساخت. به هر حال ساختمانها آن طوري که انتظار مي رفت رفتار نکردند و به دليل آسيب هاي اتصالات ضررهاي اقتصادي قابل ملاحظه اي به وجود آمد. اين ضررها را مي توان به دوقسمت هزينه هاي مستقيم، شامل تحقيقات و تعميرات اين گونه اتصالات و همچنين هزينه هاي غير مستقيم،مربوط به عدم استفاده موقت و يا در بعضي موارد طولاني مدت از فضاي داخل اين ساختمانها تقسيم بندي کرد. ساختمانهاي فولادي جوشي با قابهاي مقاوم خمشي، براي مقابله با تکانهاي زمين لرزه، بر اين اساس طراحي مي شوند که بدون از دست دادن مقاومت، قابليت تسليم و تغيير شکل خميري زيادي را دارا باشند. تغيير شکل خميري مورد نظر، دورانهاي پلاستيک درون تيرها در محل اتصالاتشان به ستون ها را شامل مي شود، که از نظر تئوري انرژي داده شده به ساختمانها را جذب مي کند. بدين ترتيب انتظار مي رود آسيب هايي مثل تسليم و کمانش ها ي موضعي در المانهاي فولادي اتفاق بيفتد، نه اينکه اتصال دچار شکست تردشود. بر اساس اين رفتار مورد انتظار، آئين نامه هاي ساختماني اجازه مي دادند که سازه هاي فولادي جوشي با قابهاي خمشي براي قسمتي از مقاومت لازم براي پاسخ به تکانهاي زمين لرزه حد طراحي،در محدوده پلاستيک طرح شوند. مشاهده آسيب هاي بوجود آمده در زلزله نورث ريج مشخص مي سازد که در بسياري از موارد، شکست هاي ترد اتصالات در محدوده هاي پائين خميري بوده اند و در بعضي موارد در حالي اتفاق افتاده اند که ساختمان هنوز در حد الاستيک بوده است.
پايان نامه براي دريافت درجه كارشناسي ارشد (M.Sc) گرايش :سازه عنوان: بررسي رفتار ممان- دوران اتصالات صلب جوشييکي از مشخصه هاي مهم اتصالات شکل منحني لنگر- چرخش اتصال تير به ستون مي- باشد. زلزله 17 ژانويه سال 1994 نورث ريج که در 20 مايلي شمال غرب لس آنجلس اتفاق افتاد اولين زلزله اي بود که به تعداد زيادي از ساختمانهاي مقاوم خمشي در آمريکا آسيب سازه- اي رساند. اگر چه شدت زلزله 8/6 در مقياس ريشتر بود که بر اساس مقدار انرژي ايي که رها کرد يک زلزله متوسط در نظر گرفته مي شد، تعداد زيادي از اتصالات تير به ستون ساختمانهاي مقاوم خمشي در آن زلزله به شدت آسيب ديدند. اين اتصالات در آيين نامه ي (Uniform Building Code) UBC مورد تأييد قرار گرفته بودند و تصور مي شد که ظرفيت کافي دارند تا تير در خمش به حد تسليم برسد و يا ناحيه ي چشمه ي اتصال ستون دچار تسليم برشي گردد. اما بر خلاف انتظار، اکثريت اتصالات به دلايل مختلفي که ذکر خواهد شد بصورت ترد گسيخته شدند و در موارد کمي رفتار آنها شکل پذير بود. يکسال بعد از زمين لرزه نورث ريج،درست در 17 ژانويه 1995 زلزله اي به بزرگي 9/6 در مقياس ريشتر شهر کوبه در ژاپن را لرزاند که در اين زلزله بسياري از اتصالات قابهاي خمشي آسيب ديدند و حتي بعضي از ساختمانها با قاب خمشي فرو ريختند. کشف آسيب هاي جدي در ساختمان هاي فولادي با قابهاي خمشي جوشي در زلزله هاي ديگر نيز تاييدي بر آسيب هاي اتفاق افتاده در قابهاي خمشي نورث ريج بود و اين نشان دهنده ي اين مطلب بود که آسيب ها فقط به خصوصيات لرزه اي در زلزله نورث ريج مربوط نمي شود و نقص از خود اتصالات آسيب ديده مي باشد.]9[ با توجه به مطالب بالا به نظر مي رسد که بررسي رفتار اتصال صلب با ورق بالائي و پاييني توصيه شده در آئين نامه 2800 زلزله ايران (مشهور به اتصالات کله گاوي ) كه به عنوان اتصال صلب در سازه هاي فولادي ايران کاربرد وافري دارد، ضروري مي باشد. فصل دوم رفتار انواع اتصالات مقدمه به دنبال زلزله 17 ژانويه 1994 در منطقه نورث ريج واقع در ايالات کاليفرنياي آمريکا به دليل تحولاتي که در روند طراحي و ساخت اتصالات گيردار جوشي در سازه هاي فولادي ايجاد کرد نقطه اي عطفي در تاريخ اتصالات سازه هاي فولادي محسوب مي شود. تعدادي از ساختمانهاي فولادي جوشي با قابهاي خمشي (WSMF) ، در ناحيه اتصال تير به ستون دچار شکست شدند. ساختمانهاي آسيب ديده طيف وسيعي از ساختمانها را از نظر ارتفاع و عمر شامل مي شدند. ساختمانهاي با ارتفاع يک تا 26 طيقه ، و سازه هايي که درست در زمان زلزله بر پا شده بودند تا ساختمانهايي با عمر بيش از 30 سال،آسيب ديدند. علاوه بر اين سازه هاي آسيب ديده در منطقه جغراقيايي وسيعي پراکنده شده بودند. اين آسيب ديدگي ها حتي در مناطقي که نکان هاي متوسط زلزله را تجربه کرده بودند، مشاهده مي- شدند.]16[ کشف آسيب در ساختمانها هشدار دهنده بود.کشف اين آسيب ها اين انديشه را تقويت کرد که در زلزله هاي قبلي هم، آسيب هايي بوجود آمده است،که مخفي مانده اند. تحقيقات بعدي به درستي تأييد کرد که چنين آسيب هايي در زلزله 1992 «لندرز بيگ بير» و زلزله 1989 «لوماپريتا» اتفاق افتاده است. سازه هاي فولادي جوشي با قابهاي خمشي به طور معمول در ايالات متحده و جهان،مخصوصاً براي ساخت سازه هاي متوسط تا بلند، مورد استفاده قرار مي گيرند. قبل از زلزله نورث ريج چنين تصور مي شد که اين نوع ساختمانها بسيار شکل پذيرند و از آسيب هايي که ظرفيت سازه را کاهش مي دهد مصون اند،چرا که آسيب هاي بسيار جدي به اين نوع سازه ها در زلزله هاي گذشته به ندرت گزارش شده بود وحتي هيچگونه گزارشي از فروريختن چنين سازه هايي وجود نداشت. کشف شکست ترد در تعدادي از ساختمانها تحت اثر زلزله نورث ريج، نياز آزمايش مجدد اين نوع اتصال را مسجل ساخت. به هر حال ساختمانها آن طوري که انتظار مي رفت رفتار نکردند و به دليل آسيب هاي اتصالات ضررهاي اقتصادي قابل ملاحظه اي به وجود آمد. اين ضررها را مي توان به دوقسمت هزينه هاي مستقيم، شامل تحقيقات و تعميرات اين گونه اتصالات و همچنين هزينه هاي غير مستقيم،مربوط به عدم استفاده موقت و يا در بعضي موارد طولاني مدت از فضاي داخل اين ساختمانها تقسيم بندي کرد. ساختمانهاي فولادي جوشي با قابهاي مقاوم خمشي، براي مقابله با تکانهاي زمين لرزه، بر اين اساس طراحي مي شوند که بدون از دست دادن مقاومت، قابليت تسليم و تغيير شکل خميري زيادي را دارا باشند. تغيير شکل خميري مورد نظر، دورانهاي پلاستيک درون تيرها در محل اتصالاتشان به ستون ها را شامل مي شود، که از نظر تئوري انرژي داده شده به ساختمانها را جذب مي کند. بدين ترتيب انتظار مي رود آسيب هايي مثل تسليم و کمانش ها ي موضعي در المانهاي فولادي اتفاق بيفتد، نه اينکه اتصال دچار شکست تردشود. بر اساس اين رفتار مورد انتظار، آئين نامه هاي ساختماني اجازه مي دادند که سازه هاي فولادي جوشي با قابهاي خمشي براي قسمتي از مقاومت لازم براي پاسخ به تکانهاي زمين لرزه حد طراحي،در محدوده پلاستيک طرح شوند. مشاهده آسيب هاي بوجود آمده در زلزله نورث ريج مشخص مي سازد که در بسياري از موارد، شکست هاي ترد اتصالات در محدوده هاي پائين خميري بوده اند و در بعضي موارد در حالي اتفاق افتاده اند که ساختمان هنوز در حد الاستيک بوده است.