قاب های فولادی دارای بادبند و اتصالات نیمه صلب

اتصالات به سه دسته اتصالات مفصلی، صلب و نیمه صلب تقسیم می شوند. در طراحی پلاستیک، اتصالات ممکن است به دو دسته اتصالات با مقاومت بالا و اتصالات با مقاومت پائین تقسیم شوند. در اتصالات با مقاومت بالا، مقاومت اتصال بیشتر از مقاومت تیر وابسته است و به هنگام ایجاد مفصل پلاستیک، این مفصل در تیر تشکیل می شود. در حالی که در اتصالات با مقاومت پایین، مفصل در اتصال ایجاد می شود. بنابراین می توان گفت به استثناء حالت اتصال مفصلی که در قاب های مقاوم خمشی کاربرد ندارند.

اتصالات صلب

چهار حالت اتصال صلب با مقاومت بالا، اتصال نیمه صلب با مقاومت بالا، اتصال صلب با مقاومت پائین و اتصال نیمه صلب با مقاومت پایین در سازه های مقاوم خمشی می توانند مورد استفاده قرار گیرند. استفاده از اتصالات نیمه صلب در سازه ها، علاوه بر اینکه از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. به خاطر تعدیل در مقادیر نیروهای عضو مربوطه، از نظر رفتار سازه ای و شکل پذیری بسیار بهتر عمل می کنند.

در آئین نامه ها و مراجع موجود، مباحث مربوط به شناخت اتصالات نیمه صلب و تأثیر آن بر خواص و رفتار سازه به اندازه اتصالات مفصلی و صلب گسترده نبوده و در حد تحقیقات و مباحث خاص مطرح شده است. اتصالات نیمه صلب هم بر خواص الاستیک و هم بر خواص پلاستیک سازه تأثیر گذاشته و رفتار سازه را تغییر می دهند. از جمله این تغییرات را می توان تغییر در عکس العمل های انتهایی تیر، ماتریس سختی، ماتریس جرم، زمان تناوب و رفتار لرزه ای سازه را نام برد.

اتصالات صلب، اتصالی که درجه گیرداری آن بیش از 90 ٪ است، درجه گیرداری آن کمتر از 20٪ بوده نام دارد. اتصال نیمه صلب، اتصالی است که درجه گیرداری آن بین 20 ٪الی 90 ٪ است. درجه گیرداری اتصال بنا به تعریف، نسبت لنگر انتقال یافته توسط اتصال به لنگر حالت گیرداری کامل است. اما درجه گیرداری با توجه به اینکه علاوه بر مشخصات خود اتصال به لنگر، حالت گیرداری کامل است، برای تحلیل سازه ها با اتصالات نیمه گیردار، نمی تواند چندان کاربردی داشته باشد. بنابراین از سختی دورانی که شیب منحنی لنگر - دوران است و کاملاً به مشخصات خود اتصال مربوط است، می توان استفاده نمود.

سختی دورانی اتصال، با توجه به جزئیات اتصال توسط مدل های ریاضی به دست می آید و یا توسط برنامه های کامپیوتری، اتصالات مدل شوند و با آنالیزهای متعدد، رفتار واقعی آنها بررسی شوند. از دیدگاه اقتصادی به صرفه بودن استفاده از اتصالات نیمه گیردار به سادگی اجرا و رفتار مناسب قاب های نیمه گیردار مربوط می شود در تحقیق بر روی قاب های خمشی فولادی نشان داده شده که استفاده از اتصالات نیمه گیردار باعث کاهش در حدود 20 درصد در هزینه های کلی قاب شامل هزینه های اجرا و مصالح شده است. در حالت کلی نیز ثابت شده که جواب مسأله طراحی بهینه مقاوم در برابر زلزله لزوماً یک قاب گیردار نیست.

اتصالات گیردار در مقایسه با اتصالات جوشی گیردار، ظرفیت تحمل لنگر کمتر و در مقابل ظرفیت چرخش پلاستیک بیشتری دار د. این ظرفیت چرخش پلاستیک بیشتری دارد این ظرفیت چرخش بیشتر، آنها را قادر می سازد که به جای ایجاد خرابی به صورت غیرالاستیک تغییر داده و از تمرکز تنش در اتصالات و از انتقال نیروی زیاد از تیربه ستون ها جلوگیری می کند. و این تصور که کاهش سختی اتصالات، باعث افزایش پریود سازه و باعث ایجاد نیروهای داخلی کمتری (برش پایه کمتر) و تغییر مکان نسبی بیشتر می شود، در حالت کلی درست نبوده و تغییر مکان نسبی طبقات نیز کاهش می یابند.