مقاله تحلیلی: انواع اتصالات تیر به ستون در سازه‌های فولادی

اتصالات المان‌هایی فولادی هستند که اعضای مختلف یک سازه را به هم وصل می‌کنند. سازه‌های فولادی بااتصال مناسب مقاطع استاندارد به هم ساخته می‌شوند.

آنالیز سازه‌های فولادی گسترده است. به همین دلیل طراحی و آنالیز اتصالات تیر به ستون هم با پیچیدگی همراه است.

وقتی یک عضو از سازه به دلیل بارگذاری بیش‌ازحد دچار شکست شود، ترجیح بر این است که المان‌ها را به‌صورت تکی تغییر دهیم تا اتصالات را و همین بر دیگر المان‌های سازه‌ای تأثیر می‌گذارد. بخش مهمی از هزینه‌ها در سازه‌های فولادی به اتصالات تیر و ستون تعلق دارد؛ بنابراین برای اینکه یک سازه ایمن و مقرون‌به‌صرفه داشته باشیم باید اهمیت زیادی به طراحی اتصالات داد.

 در این مقاله به بحث درباره انواع مختلف اتصالات تیر به ستون و فرآیند طراحی آن‌ها در سازه‌های فولادی می‌پردازیم.

طبق تعریف جک موهل نویسنده کتاب طراحی لرزه‌ای ساختمان‌های بتن مسلح؛ یک اتصال تیر به ستون علاوه بر درز اتصال شامل قسمت‌هایی از تیر، ستون و دال که در مجاورت این درز قرار دارند هم می‌شود.

دسته‌بندی اتصالات تیر به ستون بر اساس صلبیت اتصال

۱- اتصال انعطاف‌پذیر/ ساده/ مفصلی/ برشی

در این نوع اتصال فرض می‌شود هیچ انتقال لنگری بین اعضای به هم متصل اتفاق نمی‌افتد. به این اتصال، اتصال مفصلی هم گفته می‌شود. در این اتصال حرکت دورانی زیاد است. در این اتصال نیروی برشی و محوری انتقال داده می‌شود ولی هیچ لنگری منتقل نمی‌شود. درواقع مقدار لنگر در این اتصال آن‌قدر کم است که از آن چشم‌پوشی می‌شود.

بر اساس استاندارد هند، اتصالات ساده معمولاً در سازه‌های تا ۵ طبقه استفاده می‌شوند که در آن‌ها طراحی بیشتر بر مبنای مقاومت و نه سختی انجام می‌شود. در چنین سازه‌هایی باید سیستم مقاوم جانبی به شکل دیوار برشی یا سیستم مهاربند در نظر گرفته شود.

۲- اتصال صلب/ خمشی

در یک اتصال صلب یا خمشی نیروی محوری، نیروی برشی و لنگر منتقل می‌شود. در این اتصال زاویه اصلی بین اعضا حفظ می‌شود و این یعنی دوران و چرخش در این اتصال بسیار کم است. اتصالات کاملاً جوشی را می‌توان به‌عنوان اتصال صلب تیر به ستون در نظر گرفت.

بر اساس استاندارد هندی، اتصال صلب در ساختمان‌های بلند و باریک که بیشتر سختی مدنظر است استفاده می‌شود.

۳- اتصالات نیمه صلب

این دسته از اتصالات بین اتصالات انعطاف‌پذیر و صلب قرار دارند. در حقیقت هر اتصالی نیروی برشی و محوری را به‌طور کامل و لنگر را تا حدودی منتقل می‌کند.

درصورتی‌که الزامات طراحی لرزه‌ای رعایت شوند، اتصالات نیمه صلب مزیت‌های زیادی در مقاومت در برابر زلزله و بارهای لرزه‌ای خواهند داشت.

منبع

 نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

 اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۱۰۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.