اتصالات تیرآهن

4.1 خواص هیسترتیک نمونه ها

شکل 8 منحنی هیسترتیک زاویه چرخش بار اتصالات تیرآهن نوع S و D را نشان می دهد، که در آن F بار افقی در بالای تیر، و θ زاویه چرخش تیر مربوطه است. همانطور که در شکل 8 نشان داده شده است، منحنی های هیسترتیک هر دو نمونه دوکی شکل هستند، که نشان می دهد ظرفیت جذب انرژی عالی و عملکرد هیسترتیک پایدار دارند. در مرحله بارگذاری اولیه، نمونه در مرحله الاستیک است، تغییر زاویه چرخش بار اساساً خطی است و ناحیه احاطه شده توسط حلقه پسماند حداقل است. با افزایش شرایط کار، منحنی هیسترتیک کامل می شود و ویژگی های مصرف انرژی زیادی را نشان می دهد زیرا هسته داخلی BRB بازده می کند. با توجه به مهار لوله های داخلی و خارجی، هسته داخلی بدون شکست کمانش برای جذب بهتر انرژی به تغییر شکل ادامه می دهد. در دامنه بارگذاری یکسان، منحنی‌های هیسترتیک هر چرخه اساساً منطبق می‌شوند، بنابراین می‌توان مشاهده کرد که نمونه تحت بار چرخه‌ای هیچ کاهش مقاومتی ندارد.

 

 

شکل 8. منحنی هیسترزیس.

 

منحنی هیسترتیک نوع S دارای نوسان بار جزئی است اما تأثیر قابل توجهی بر عملکرد کلی هیسترتیک ندارد. این ناشی از اصطکاک بین هسته داخلی و لوله داخلی پس از تغییر شکل فشاری است. در عین حال، لغزش پیچ با مقاومت بالا پس از تنش نیز تأثیر خاصی بر پایداری بار خواهد داشت. منحنی هیسترتیک نوع D پرتر از اتصال S است، که نشان می دهد ساختار میرایی تنظیم در هر دو طرف فلنج تیر می تواند باعث شود سیستم اتصال جدید ظرفیت اتلاف انرژی قابل توجهی داشته باشد.

 

منحنی های اسکلت اتصالات نوع S و D در شکل 9 نشان داده شده است. طبق مدل نظری بالا، منحنی اسکلت نظری اتصال رسم شده و با نتایج آزمون مقایسه شده است (جدول 2). میانگین خطای مقایسه تنها 945/7 درصد است که نشان می‌دهد مدل نظری از دقت بالایی برخوردار است. در مرحله بارگذاری اولیه، منحنی اسکلت اساساً یک خط مستقیم است و نمونه در مرحله الاستیک قرار دارد. هنگامی که نمونه وارد مرحله تسلیم می شود، شیب منحنی اسکلت به طور مداوم کاهش می یابد و تغییر شکل سریعتر از بار ایجاد می شود. با توجه به منحنی های اسکلت دو نمونه، تحت یک جابجایی، بار منفی کمی بزرگتر از بار مثبت است که به دلیل اصطکاک ایجاد شده در اثر تماس با دیواره لوله داخلی پس از تغییر شکل فشاری هسته داخلی BRB است. . به دلیل وجود اتصال فولادی زاویه دار در سمت چپ فلنج تیر، نیروهای مثبت و منفی نوع D نیز نامتقارن بودند و تغییر شکل BRB سمت چپ کمتر از سمت راست بود. شایان ذکر است که بار تسلیم نوع D دو برابر نوع S نیست زیرا فولادهای نبشی بخشی از بار را جذب می کنند. این نیز در بار تسلیم نظری در نظر گرفته می شود.

 

 

 

4.2 تجزیه و تحلیل کرنش

پس از آزمایش شبه استاتیک بارگذاری رفت و برگشتی، اعضای تیر و ستون اتصالات نوع S و D الاستیک باقی ماندند. بنابراین، این بخش فقط پاسخ کرنش محوری BRB را که یک عنصر اتلاف انرژی است، تجزیه و تحلیل می‌کند. شکل 10 نسبت توزیع کرنش فشاری BRB را نشان می دهد. آبسیسا زاویه چرخش تیر را نشان می‌دهد و اردینات نشان‌دهنده نسبت کرنش نسبی هسته داخلی، لوله داخلی گرد و لوله مربع بیرونی در هر شرایط کاری است. تمام داده های کرنش از مقدار متوسط اندازه گیری شده توسط کرنش سنج در بخش 2 به دست آمد (شکل 6). هنگامی که زاویه چرخش در 0.00398 بود، هسته های داخلی سه مهاربند تسلیم شدند. همانطور که در شکل نشان داده شده است، زمانی که زاویه چرخش دو اتصال 0.01 بود، کرنش هسته داخلی مهاربند به 90 درصد رسید که نشان می دهد مهاربند پس از تسلیم همچنان دارای قابلیت تغییر شکل پلاستیک پایدار است. هنگامی که بارگذاری ادامه یافت، هسته داخلی به طور مداوم تغییر شکل داده و به لوله داخلی فشرده می شد، بنابراین نسبت کرنش لوله داخلی و لوله بیرونی بزرگتر شد. هنگامی که زاویه چرخش پرتو به حداکثر 0.04 می رسد، کل کرنش فشاری لوله داخلی و لوله بیرونی از 25٪ تجاوز نمی کند. یعنی سویه های اصلی در هسته داخلی متمرکز شدند. این نشان می دهد که هسته داخلی، به عنوان جزء اصلی باربر، انرژی را از طریق تغییر شکل جذب می کند، که ظرفیت اتلاف انرژی BRB را تأیید می کند.