استفاده از سیستم اتصال تیر فولادی به ستون بتن مسلح به عنوان جایگزینی برای قاب خمشی فولادی در ساختمان های متوسط و بلند مرتبه بکار رفته است. در ساختمان های بلند مرتبه به دلیل اینکه سختی سازه، کنترل کننده طراحی است، استفاده از ستون بتنی با سختی بیشتر در مقایسه با ستون فولادی باعث اقتصادی شدن طرح می شود. در این تحقیق رفتار لرزه ای و اتلاف انرژی اتصال تیر فولادی به ستون بتن مسلح با لوله های فولادی دو پوسته با استفاده از روش های عددی بررسی شده است. این سیستم رفتار هیسترزیس و عملکرد تیرهای فولادی سنتی به اتصال ستون بتن مسلح را بهبود می بخشد. برای ارزیابی رفتار هیسترزیس تیر فولادی و جذب انرژی به اتصال ستون بتن مسلح با سیستم لوله ای فولادی دو پوسته، مطالعات پارامتریک انجام شد. مطالعات پارامتری با استفاده از روش المان محدود غیرخطی برای بررسی مدل های بهبودیافته انجام شده است. مطالعات پارامتریک شامل بررسی پارامترهای ضخامت و شکل مقطع یک لوله داخلی است. همچنین، دقت مدل های اجزای محدود با مقایسه نتایج آزمون که دقت خوب مدل های اجزای محدود را در پیش بینی رفتار پسماند و حالت های شکست نمونه ها نشان می دهد، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ضخامت لوله داخلی مدل های بهبودیافته تاثیر قابل توجهی بر تعیین ظرفیت نهایی، عملکرد و اتلاف انرژی دارد. همچنین، نتایج نشان می دهد که جزییات ساخت لوله داخلی تاثیر قابل توجهی بر عملکرد و رفتار پسماند اتصال تیر فولادی به ستون بتن مسلح با لوله های فولادی دو پوسته داشته است.

بسیاری از قاب های خمشی فولادی، در اثر بارهای لرزه ای به علت خراب شدن اتصالات آسیب می بینند. استفاده از سیستم-های کنترل غیرفعال در سازه ها به منظور عدم آسیب به اجزای اصلی سازه، در دهه های اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این تحقیق، عملکرد میراگر شکافدار فولادی (SSD) در اتصالات تیر به ستون فولادی به روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفته است. این میراگر از یک ورق فولادی که بر روی آن تعدادی شکاف با انتهایی دایره ای شکل ایجاد شده، ساخته می شود. به منظور شناخت رفتار این میراگر، عملکرد آن دریک اتصال تیر به ستون فولادی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تاثیر اندازه شعاع شکاف ها بر روی اتصال، و اشکال دیگری از این نوع میراگر با شکاف های بیضی و لوزی شکل در اتصالات تیر به ستون فولادی بررسی شده است. پس از مدل سازی این دو نوع جدید از میراگر به روش المان محدود، منحنی هیسترزیک مدل ها و کرنش های پلاستیک با هم مقایسه شده است. بر پایه نتایج، میراگر شکافدار فولادی می تواند تعداد زیادی از چرخه بارگذاری را تحمل کند. حداکثر لنگر و نیروی وارده به اتصال، تغییر شکل و اعوجاج در میراگر با شکاف های مختلف مقایسه شده است. همچنین مقایسه برش پایه وارد شده به قاب فولادی تحت جابجایی جانبی و انرژی جذب شده توسط قاب با میراگر SSD و میراگر بیضی شکل انجام شده است. که نتایجی برای استفاده از اندازه یا اشکال بهینه این میراگرها را به دست می دهد.

با مطالعه تجربیات به دست آمده از عملکرد اتصالات خمشی در زلزله های گذشته، با نوعی از خرابی روبه رو می شویم که با شکست ترد جوش در محل اتصال بال تیر به ستون به وجود می آیند. تحقیقات متعدد در زمینه علل وقوع این خرابی نشان دهنده تاثیر قابل توجه تقید جانبی مصالح جوش در محل بیشترین تلاشهای مقطع (در کنار سایر عوامل موثر) است که رفتار شکل پذیر این مصالح را در برخی از اتصالات ناممکن می سازد. راه حلهای متعددی برای بر طرف ساختن این نقص از طرف محققان ارایه شده که یکی از آنها استفاده از اتصالات با مقاطع کاهش یافته است. در این روش با انتقال مفصل پلاستیک از محل اتصال جوشی در مرز مشترک تیر و بال ستون به سمت مقطع کاهش مقاومت یافته ای در دهانه داخلی تیر، بروز تنش های بزرگ در اتصال جوش و شکست های ناگهانی در آن محدود شده و علاوه بر آن عملکرد رفتار غیرخطی المان تیر بهبود می یابد. در همین زمینه در تحقیق حاضر طرحی ارایه شده تا لنگر پلاستیک در اتصال تیر و ستون، از محدوده جوشکاری شده تیر و ستون دور شده و در محدوده ای با حفظ پیوستگی در ورقهای فولادی تشکیل شود. نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی در این تحقیق نشان داد که طرح ارایه شده علاوه بر پایایی رفتار غیرخطی از بروز شکست های ترد در محل اتصالات جوشی به جهت شکل هندسی قطعه و کاهش تنش های این محدوده، جلوگیری می کند.

نقش اصلی اتصال، انتقال نیروها بین اعضاء سازه ای و حفظ یکپارچگی سازه تحت اثر بارهای وارده می باشد. بسیاری از خرابی های سازه ای صرفا بعلت نقص در طراحی و آنالیز اعضاء سازه ای اتفاق نمی افتد بلکه بیشتر بخاطر اهمیت ندادن به رفتار و طراحی اتصالات صورت می گیرد. حتی هنگامی که نیروهای اعضاء سازه ای بطور دقیق شناخته شده است، شناخت کاملی از رفتار اتصالات صورت نمی گیرد به همین دلیل در این تحقیق ابتدا یک اتصال K شکل تحت اثر بارگذاری یکنواخت توسط نرم افزار آباکوس مدل سازی شده و با نتایج آزمایشگاهی تحقیقات گذشته اعتبارسنجی گردیده است. سپس 8 مدل عددی تحلیلی با متغیرهای متفاوت شامل تنش تسلیم فولاد، مقاومت فشاری بتن، زاویه قرارگیری لوله فولادی و وجود گل میخ توسعه یافته اند تا ویژگی های متفاوت پاسخ ها را پیش بینی کنند. نتایج کلی آن ها نشان داد، استفاده از گل میخ در لوله اصلی که با بتن پر شده بود، مقدار تنش فون میزس مصالح فولادی و تنش فشاری بتن پرکننده را افزایش داد. افزایش 25 و 50 درصدی تنش تسلیم لوله های فولادی فرعی، مقدار بار نهایی اتصال را به ترتیب 22.9 درصد و 74.6 درصد و شکل پذیری آن را 24.9 درصد و 52.1 درصد افزایش داده است. کاهش زاویه مابین لوله های فرعی و لوله اصلی در اتصال K شکل لوله فولادی نشان داد که با کاهش زاویه مابین لوله های فرعی و لوله اصلی، مقداربار نهایی و سختی اولیه کاهش می یابد ولی شکل پذیری سازه افزایش می یابد. در کل می توان نتیجه گرفت که افزایش تنش تسلیم لوله های فرعی بیشترین تاثیر را در بهبود رفتار اتصال K شکل داشت.

در این مقاله ستون های دوجداره فولادی که با بتن پر می شوند و از خانواده ستون های CFT به شمار می روند، مورد ارزیابی قرار گرفته است. ستون های CFDST مزایایی از قبیل عدم نیاز به قالب بندی برای بتن ریزی، حمل و مونتاژ سریع و حفاظت سطح بتن از آسیب دارند. در مطالعه حاضر رفتار این نوع جدید از ستون ها با استفاده از روش عناصر محدود بررسی شده است. برای اطمینان از درستی مدلسازی عناصر محدود، نتایج تحلیل های عددی ستون های (CFDST) با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه شده و از درستی مدلسازی، اطمینان حاصل شده است. همچنین اثر عوامل مختلف موثر از جمله لاغری ستون، مشخصه های هندسی مقطع، مشخصه های مکانیکی- مقاومتی مصالح به کار رفته مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحقیق حاضر نشان می دهند که این ستون ها نسبت به ستون های CFT دارای شکل پذیری و ظرفیت تحمل بار بیشتری بوده و همچنین اثر تنش تسلیم جداره ها و مقاومت فشاری بتن بر رفتار این ستون ها قابل ملاحظه است و همچنین مشخص شد که نسبت به ستون های CFT سبک تر و اقتصادی تر هستند.

به دلیل عدم تولید پروفیل های H شکل (IPB) در ایران، برای طرح ستون از مقاطع مرکب مزدوج I شکل استفاده می گردد. عملکرد ستون های مرکب در سازه های موجود مبهم است. در این مقاله به کمک تحلیل های غیر خطی سه بعدی رفتار ستون های مرکب مزدوج I شکل بررسی می گردد. رفتار یکنواخت شش نمونه تحت بار محوری و رفتار هیسترزیس شش نمونه دیگر تحت بارگذاری چرخه ای بدست آمده است. تعداد نصف نمونه ها دارای جوشکاری متعارف، متناظر با شرایط اجرایی کارگاه های ساختمانی در ایران و شش نمونه دیگر با جوشکاری ایده آل در نظر گرفته شده است. در خاتمه رفتار دو دسته نمونه از نظر میزان مقاومت محوری و خمشی، تمرکز تنش ها و مکانیزم گسیختگی مقایسه و نتیجه گیری شده است.

ستون های فولادی دوجداره پر شده با بتن (Concrete- Filled Double Skin steel Tubular) جزء خانواده ستون های فولادی پر شده با بتن (CFST) به شمار می روند، در ستون های CFDST جداره فولادی و بتن موجود بر رفتار یکدیگر تاثیرگذاراند، به نحوی که بتن مانع از کمانش جداره های فولادی داخلی و بیرونی می شود و دو جداره فولادی تحت اثر بارگذاری موجب ایجاد نیروی دورگیر (Confinement Force) می گردد و از همین رو موجب افزایش شکل پذیری و مانع از ترد شکنندگی بتن می گردد. برای اطمینان از درستی مدل سازی در نرم افزار عناصر محدود، نتایج آزمایشگاهی با نتایج عناصر محدود مقایسه، و از صحت و درستی مدل سازی اطمینان حاصل گردیده است. در این مقاله به بررسی مشخصات هندسه مقطع، تحت بارگذاری مونوتونیک و بارگذاری چرخه ای پرداخته شده، که نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد ستون های CFDST دارای شکل پذیری بالا، جذب انرژی بشتر در زلزله، بهبود رفتار ستون های CFDST تحت بارگذاری رفت و برگشی و همچنین کاهش وزن ستون در مقایسه با ستون های CFST اشاره کرد.