مدل تحليلي براي اعمال اثر نيروي اهرمي در طراحي اتصالات پيچي

عملكرد اهرمي در اتصالات پيچي تير به ستون، با افزايش نيروي پيچ به مقداري بيشتر از مقاومت طرح آن، مي‌تواند باعث خرابي ترد اتصال شود. در روش مرسوم طراحي، نيروي اهرمي پيچ با استفاده از مدل‌هاي تحليلي تعيين مي‌شود. مدل‌هاي تحليلي موجود، بر اساس تحقيقات روي اتصالات پيچي با قطعات T شكل نورد شده ايجاد شده‌اند. در اتصالات گيردار پيچي با ورق انتهايي، قطعه T با جوش نفوذي ورق‌هاي فولادي ايجاد مي‌شود. در اين تحقيق مدلي تحليلي براي تعيين نيروي اهرمي در اجزاي T شكل ساخته شده از ورق فولادي پيشنهاد شده است. به اين منظور با ساخت و انجام آزمايش بر روي نمونه‌هاي اتصالات با اجزاي T ساخته شده از ورق با مودهاي گسيختگي شكل‌پذير، رابطه نيرو- جابجايي، توزيع كرنش و ظرفيت اتصالات تعيين شد. با ايجاد مدل اجزاي محدود اتصالات مورد بررسي و اعتبارسنجي آن با استفاده از داده‌هاي تجربي پژوهش، مطالعه پارامتريك براي ارزيابي تاثير مشخصات هندسي و مكانيكي اتصال در مقدار و موقعيت برآيند نيروي اهرمي، خروج از مركزيت نيروي پيچ و موقعيت مفصل‌هاي پلاستيك انجام گرفت. رابطه‌اي براي تعيين موقعيت برآيند نيروي اهرمي تعيين شد. نشان داده شد كه مفصل پلاستيك در فاصله حدود 10 ميلي‌متر از محل اتصال جان به بال T، شكل مي‌گيرد. همچنين با تعيين مقدار ميانگين براي خروج از مركزيت نيروي پيچ، كاهش ظرفيت اسمي پيچ در حدود 35 درصد به دست آمد. با اين داده‌ها، مدل تحليلي ساده شده براي پيش‌بيني ظرفيت اتصال با فرض موقعيت تعيين شده براي نيروي پيچ، نيروي اهرمي و مفصل پلاستيك، ايجاد شد. با استفاده از اين مدل، مقدار نيروي اهرمي و ظرفيت اتصال پيچي تعيين گرديد. نتايج بررسي نشان داد كه با استفاده از مدل پيشنهادي، علاوه بر ساده نمودن فرآيند طراحي، به طور ميانگين 10.6 درصد بهبود در دقت روش تعيين ظرفيت اتصال پيچي حاصل مي‌شود.