پایان نامه پایداری و محدودیت

(3-20)
(3-21)
که در آن به ترتیب تنش تسلیم در ارتفاع جان،‌ضخامت بال، عرض بال و ضخامت جان از عضو زانویی می‌باشد. به منظور تأمین معادله (3-19) می‌بایست از مقاطع با نسبت بالای ممان اینرسی مقطع به مساحت برشی استفاده نمود. همچنین مقاطع تیر و ستون مهاربند زانویی باید به گونه‌ای طراحی شوند که تمامی آن‌ها در حالت الاستیک باقی بمانند به طوری که نیاز به هیچ تعمیری حتی در بارگذاری‌های منجر به گیسختگی نداشته باشند.
در واقع عضو زانویی در عملکرد، بسیار مشابه به تیر پیوند در مهاربندهای واگرا می‌باشد امّا در روابط تسلیم در برش و خمش تفاوت محسوسی دارند.
شکل (3-14) قاب مهاربندی زانویی در آزمایش بالندرا[17]
کمانش مهاربند زانویی می‌تواند ظرفیت اتلاف انرژی را به دلیل پدیده پانچ منحنی هیسترزیس به طور قابل توجهی کاهش دهد. بنابراین مهاربندها بدون داشتن کمانش طراحی می‌شوند. مهاربند طراحی شده در آزمایش بلندرا شامل دو مقطع C شکل می‌باشد که به صورت پشت به پشت به هم متصل شده‌اند.
با استفاده از روابط (3-20) تا (3-22) مقدار محدود شده Lk برای آنکه عضو زانویی دارای تسلیم برشی باشد برابر230 میلی‌متر تعیین می‌گردد. برای انتخاب اندازه قاب نمونه طول قطعه بین نقاط زانویی – مهاربند و زانویی – ستون با توجه به محدودیت مقدار Lk برابر 180 میلی‌متر تعیین می‌شود و این در حالی است که طول قطعه بین نقاط زانویی- مهاربند و زانویی- تیر برابر 130 میلی‌متر در آزمایش بلندرا می‌باشد. باید توجه داشت که با تغییر ابعاد قاب و همچنین مقاطع این مقادیر قطعاً قابل تغییر و اصلاح می‌باشد.
به منظور توسعه تسلیم پلاستیک به طور کامل به همراه ظرفیت شکل‌پذیری کافی باید از کمانش موضعی عضو زانوئی با محدودیت‌های نسبت عرض به ضخامت هر یک از ورق‌های مقطع عرضی، تحت فشار ناشی از خمش یا نیروی محوری پرهیز گردد. مقطع انتخابی برای عضو زانویی باید دارای نسبت عرض به ضخامت مناسب برای بال و جان باشد. این مهم با داشتن این نکته که مقدار بیشینه(حداکثر) برای نسبت عرض به ضخامت بال و جان به ترتیب برابر 11.7 و 16 می‌باشد عملی می‌شود.
دیگر مد ممکن گسیختگی، کمانش جانبی عضو زانویی می‌باشد که منجر به گسیختگی زودرس این المان فیوزی به همراه اثر قابل توجه به روی شکل‌پذیری گردد. همان طور که مهار جانبی گره مهاربند – زانویی به طور کلی مشکل است، عضو زانویی به گونه‌ای باید طراحی گردد که نیاز به هیچ مهار جانبی نداشته باشد. فاصله‌ مهار نشده جانبی Lcr مطابق معادله (1-N9) از آیین‌نامه AISC به صورت زیر تعیین می‌گردد:
(3-22)
که ry برابر شعاع ژیراسیون عضو زانویی حول محور ضعیف و برابر تنش حد تسلیم می‌باشد. برای در آزمایش بلندرا مشخص شد که فاصله مهار جانبی حداقل Lcr، برابر 669/0 می‌باشد و این در حالی است که طول عضو زانویی میان گره‌های زانویی- ستون و زانویی- تیر برابر m51/0 است که باعث تضمین پایداری جانبی برای عضو زانویی می‌باشد.
اتصالات تیر – ستون، تیر – زانویی و ستون – زانویی به صورت مقاوم خمشی (گیردار) می‌باشد.
3-9- اندرکنش V-M المان‌های زانویی:
معمولاً از اندرکنش بین ممان خمشی و نیروی برشی در بررسی رفتار پس از الاستیک سازه‌های فولادی صرف نظر می‌شود. زیرا در اکثر سازه‌های رایج، یکی از دو نیروی داخلی، حاکم بر شرایط تسلیم و مقاومت نهایی سازه می‌باشد. با این حال، سازه‌هایی برای ساختمان‌های مقاوم لرزه‌ای وجود دارد که بسته به المان مستهلک کننده، رفتارهای متفاوتی از خود نشان می‌دهند. به خصوص با شروع از حالت المان زانویی بلند تا جایی که طول المان زانویی کاهش می‌یابد رفتار پلاستیک عضو توسط خمش خالص،‌ اندرکنش ممان-برش و در نهایت توسط برش خالص حاکم می‌گردد. این تأثیر در حالت‌های پیوندهای موجود در سیستم EBF یا همان قاب‌های مهاربندی شده واگرا شناخته شده است. بنابراین در رفتار المان زانویی تقریباً مشابه با پیوندهای موجود در سیستم EBF می‌باشد. به خصوص در حالتی که عضو مهاربند قطری، المان زانویی را به دو بخش مختلف تقسیم می‌کند. عضو کلی مستهلک کننده می‌تواند با دو پیوند مقایسه شود. هر یک از طول‌ها برابر اگر مفصل در وسط دهانه باشد‌. با در نظر گرفتن این تئوری مسائل مرتبط با اندرکنش ممان-برش برای پیوندهای میانی در حالت زانویی میانی در حالت گسترش می‌باشد. به عنوان مثال المان زانویی برای حالتی که است، مشابه با پیشنهاد kasai & Popov (1986) برای پیوندها می‌باشد. Vp, Mp مقاومت ممان پلاستیک و مقاومت برش پلاستیک مقطع عرضی می‌باشد[32]. همچنین حوزه اندرکنش ارائه شده توسط نیل1961 به صورت زیر می‌باشد: [35]
(3-24)
(3-25)
که Mf سهم بال ها از ممان پلاستیک مقطع می‌باشد.
تأثیرات سخت شوندگی کرنش بر اساس تست‌های آزمایشگاهی تهیه شده توسط Celement 2002 یک افزایش 70 درصدی در مقاومت پلاستیک را آشکار می‌سازد ]36[. بنابراین رابطه زیر می‌تواند برای حوزه نهایی اندرکنش V-M از المان‌های زانویی ارائه گردد که مشابه روابط ارائه شده توسط نیل می‌باشد.[34]
(3-26)
(3-27)
که در آن می‌باشد. این نوع روش قبلاً استفاده شده و توسط نویسندگان در مورد پیوندهای EBF اعتبار یافت[34].
3-10- الزامات المان‌های زانویی:
این نوشته در علمی ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.