پورتال مهندسین عمران

مفصل پلاستیک چیست؟

وقتی تو یک عضو سازه ای (تیر یا کلا تیرستون) لنگر خمشی اینقدر زیاد شه که دورترین تار مقطع در این نقطه به حد تنش جاری شدن (σy) برسه، به لنگر این نقطه لنگر آستانه جاری شدن می گن (σy=My/S ==> My = S*σy). حالا اگه مقدار لنگر خمشی بیشتر از My باشه چه اتفاقی می افته؟ کم کم تارهای خارجی مقطع از بالا به پایین و از پایین به سمت بالا شروع به جاری شدن می کنن (یعنی فقط یه قسمت وسط مقطع در حالت الاستیک باقی مونده -که بهش هسته الاستیک می گن- و خارج از اون جاری شده -یا پلاستیک شده). حالا اگه مقدار لنگر اینقدر افزایش پیدا کنه که کل تارهای مقطع جاری شن ، این نقطه دیگه لنگر بیشتری رو نمیتونه تحمل کنه و مثل یه مفصل در مقابل اضافه لنگر خمشی عمل می کنه. که تو این حالت به این نقطه مفصل پلاستیک و به لنگری که باعث تشکیل این مفصل میشه لنگر پلاستیک Mp میگن (Mp=Z*σy، که Z اساس مقطع پلاستیک هستش و Z=ΣAi*yi). به طور خلاصه مفصل پلاستیک در اثر رسیدن یک نقطه از عضو به Mp تشکیل می شه و کاربردها و پیامدهای متنوعی می تونه داشته باشه. البته مفصل پلاستیک فقط تحت اثر خمش یک محوره به وجود نمیاد بلکه میتونه به واسطه وجود خمش دو محوره، نیروی محوری ، برش و یا ترکیبی از اینها هم تشکیل شه. یکی از پیامدهای تشکیل مفصل پلاستیک در سازه تغییر در مقدار لنگر خمشی در طول عضو هستش که در سازه های بتنی بهش باز توزیع لنگر خمشی می گن. یعنی با تشکیل هر مفصل پلاستیک در سازه لنگرها به یه جای دیگه منتقل می شه و توزیع لنگرهای داخلی تغییر خواهد کرد. از دیگر بحثهای مربوط به مفاصل پلاستیک، میشه به طراحی بر اساس ظرفیت (Capacity design)، طراحی بر اساس سطح عملکرد (Performance based design) اشاره کرد .