در حالت کلی دو نوع مفصل قابل توصیف است. مفصل مکانیکی و مفصل پلاستیک. در رابطه با اتصالات مفصلی با مفصل مکانیکی در ادامه توضیح خواهم داد اما بحث مفصل پلاستیک می تواند بسیار گسترده بررسی شود.
یک عضو خمشی مثل تیر- ستون یا تیر را در نظر بگیرید. با افزایش مقدار لنگر تارهای بالایی و پایینی مقطع که تحت اثر بیشترین مقدار لنگر هستند، شروع به جاری شدن می کنند و به عبارتی از حالت کشسان به مومسان تبدیل میشوند. با افزایش مقدار لنگر، کم کم کلیه تارهای مقطع جاری میشوند. از اینجا به بعد مقطع توانایی تحمل لنگر بیشتری را ندارد و در حقیقت مقطع درست مثل یک مفصل عمل میکند. که به آن مفصل پلاستیک گفته میشود و به لنگری که موجب ایجاد مفصل پلاستیک شده است، لنگر پلاستیک گفته می شود.
اگر بخواهیم بیشتر توضیح داده باشیم مراحل زیر را باید تصور کنیم:
اعضایی سازه ای اصلی که لنگر تحمل می کنند مانند تیر و ستون ها در سازه بتنی و فولادی با قاب خمشی زمانی که لنگر آنقدر اضافه شود که دورترین تارهای مقطع در حد جاری شدن باشند، به این نقطه لنگر آستانه جاری شدن می گویند. به تدریج با افزایش میزان لنگر وارده تحت بارگذاری بیشتر، تارهای بیشتری از مقطع جاری می شوند. این تارها از بالای مقطع به پایین و بلعکس ( پایین به بالا) شروع به جاری شدن می کنند. -این حالت در واقع زمانی اتفاق می افتد که مقدار لنگر وارده بیش از My می باشد-در این مرحله تمام مقطع فعلا جاری نشده و بخش میانی یا وسط مقطع در حالت ارتجاعی ( هسته الاستیک) باقی مانده است و تاکنون پلاستیک نشده است.
با افزایش مجدد لنگر بخش میانی نیز قدرت تحمل لنگر را از دست داده و در واقع مانند یک مفصل عمل می کند. این حالت همان مفصل پلاستیک است که به طرق وسیعی از آن در علم عمران بهره برداری شده و سطوح مختلف عملکردی سازه را تعریف می کنند. سطح عملکرد امنیت جانی، بهره برداری بی وقفه و …که در ویرایش چهارم آیین نامه ۲۸۰۰ زله ایران ارائه شده است.
ببینید ، زمانی که در سازه مفصل پلاستیک تشکیل می شود یعنی آسیب وارد شده است. در واقع مفصل پلاستیک با آسیب همراه است. اما سطح خرابی یا آسیب در سازه با ارائه طرح های مهندسی قابل مدیریت و کنترل است. به عنوان مثال روند شکل گیری مفاصل پلاستیک در سازه علاوه بر اینکه سطح عملکردی و ظرفیت سازه را تشریح می کند، پایداری سازه و ترتیب ایجاد خرابی در اعضای سازه طی انجام یک تحلیل غیر خطی قابل پیش بینی است.
در یک مثال ساده می توان گفت در سازه های بتنی محاسبین در تلاشند که مفاصل پلاستیک ابتدا در تیرها ایجاد شده و نهایتا در ستونها شکل بگیرد. برای این منظور بارگذاری و ترکیبات بار خاصی در طراحی اعمال می کنند تا مقطع تیرها از ستونها همواره ضعیف تر باشد یا به عبارتی ستونها قوی تر انتخاب شوند. ( ضابطه تیر ضعیف – ستون قوی)
هرچند از لحاظ تئوریک، شکل گیری مفصل پلاستیک در تمام تیرهای سازه قبل از ایجاد مفصل پلاستیک در ستونها ایده ال می باشد اما نحوه اجرای سازه، دتایلها، مصالح و کیفیت آنها و بسیاری مسائل دیگر دخیل هستند تا این آرمان عملی شود! دقت شود که مفاصل پلاستیک ممکن است تحت انواع نیروها یا تنش ها شکل بگیرند ( خمشی-برشی…)
منبع:
درباره این سایت