بررسی اثر سخت کننده قائم در اتصالات صلب شکاف‌دار تحت بارهای چرخه‌ای

میرشکار, حمید; موسوی, سید روح الله

doi:10.22065/jsce.2018.108469.1392

بررسی اثر سخت کننده قائم در اتصالات صلب شکاف‌دار تحت بارهای چرخه‌ای

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان

² گروه مهندسی عمران، دانشگاه سیستان و بلوچستان

10.22065/jsce.2018.108469.1392

چکیده

پس از زلزله نورثریج سال 1994 و خرابی سازه‌هایی با سیستم قاب خمشی فولادی به علت عملکرد نامناسب و شکست ترد اتصالات صلب خمشی رایج، اتصالات شکاف‌دار SW به منظور افزایش شکل ‌پذیری و بهبود عملکرد لرزه‌ای اتصال معرفی شد. ماهیت این اتصال بر اساس انتقال برش موجود در بال تیر به جان آن و جلوگیری از شکست ترد اتصال می‌باشد. این اتصال با کاهش افت مقاومت در مقایسه با اتصال صلب جوشی و همچنین افزایش کارایی اتصال به عنوان یک اتصال قابل قبول و مطمئن در ساز‌‌ه‌های قاب خمشی فولادی بکار برده می‌شود. با توجه به کمانش بال‌های تیر و جلوگیری از افت سختی اتصال در سیکل‌ های بالاتر در بارگذاری چرخه‌ای، سخت‌ کننده‌های قائمی به بال بالا و پایین تیر جوش داده شد که طبق نتایج بدست آمده از تحلیل و مدل‌ سازی اتصال، وجود این سخت ‌کننده‌ها باعث افزایش سختی اتصال و پایداری بیشتر و افت مقاومت کمتر در سیکل ‌های بارگذاری بالاتر می‌باشد و با توجه به اینکه شکل‌پذیری اتصال شکاف‌دار همراه با سخت‌کننده قائم بیشتر از حالت معمول اتصال شکاف‌‌دار گردید، این نتیجه بدست آمد که وجود سخت ‌کننده قائم با طولی به اندازه یک و نیم برابر ارتفاع آن، باعث بهبود عملکرد لرزه‌ای اتصال و افزایش شکل‌پذیری خواهد گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مهندسی سازه و زلزله

عنوان مقاله [English]

Investigation on using stiffness in Slotted web connection under cyclic load

نویسندگان [English]

Hamid Mirshekar ¹
Seyed Roohollah Mousavi ²

¹ Dept. of Civil Engineering, Univ. of semnan

² Associate Professor, Dept. of Civil Engineering, Univ. of Sistan and Baluchestan

چکیده [English]

A lot of moment resisting steel frames were damaged, after Northridge earthquake. In these building, the usual rigid weld connection didn’t work properly and fielded. In the rigid weld connections, available Shear force in the flanges and lateral torsional buckling are the main reason for weld fracture.
Slotted web connections, by improving many weaknesses present in moment connections were introduced by Seismic Structural Design Associates (SSDA), and has been classified as a special moment connection in the American Institute of Steel Construction (AISC), managed to qualify for the Federal Emergency Management Agency (FEMA) regulations.
The Slotted Web connection design rationale that sizes the beam slot length, shear plate, and connection weldments, is based upon successful FEMA/AISC ATC-24 protocol test results and extensive inelastic finite element analyses of the beam and column stress and strain distributions. Incorporated in this rationale, which has been accepted by numerous departments of building and safety, are the UBC and AISC Load and Resistance Factor Design (LRFD) Specifications and the 1997 AISC Seismic Design Provisions for Steel Buildings and its supplements.
In this connection, the separation of beam flanges removes the shear force from beam flange and it causes to transfer it on beam web. This connection is using moment resisting steel frame structure with proper behaviour and good seismic performance One of disadvantage of this connection is fast buckling of beam flange, to revise this problem in Slotted web connection we add a couple of vertical stiffness up and down the beam flange. Using of these stiffness, not only prevent fast buckling but also increase ductility and seismic performance and when we use these stiffness we will see, the absorbing of energy in hysteric loop will be more than the usual Slotted web connection.

کلیدواژه‌ها [English]

Slotted Web connection
stiffness
Ductility
hysteresis loop
energy absorbing

مراجع

[1] Mele, E. Sarno, L. De Luca, A. (2004). Seismic Behaviour of Perimeter and Spatial Steel Frames. Journal of Earthquake Engineering, 8(3), p. 457-496.
[2] Allen, J. Richard, R. Partridge, J. (1998). Seismic connection designs for new and existing steel moment frame structures. Journal of Constructional Steel Research, 46(1-3), p. 454-462.
[3] Seismic Structural Design Associates (SSDA). (1998). Beam slott connection design manual. Laguna Niguel, California.
[4] FEMA (2000b). Recommended Seismic Design Criteria for New Steel Moment-Frame Buildings, FEMA 350, Federal Emergency Management Agency, Washington. DC.
[5] Ghaffari, F. Vetr, M.G. (2014). The Importance Of Beam Web Weld Shear Strain Reduction In Slotted Web Exclusive Connection With Change Of Shear Strength Of The Panel Zone Through Experimental studies. SCRO Research Annual Report, 2, pp. 108-115.
[6] AISC 358-10, American Institute of Steel Construction. (2010). Seismic Provisions For Structural Steel Buildings. Chicago. Illinois.
[7] Adlparvar, M. Vetr, M.G. and GHaffari, F. (2017). The Importance of Panel Zone Shear Strength on Seismic Behavior of Improved Slotted-web Beam Connections. International Journal of Steel Structures, 17(1), pp. 1-12.
[8] کافی، م . ع. طریقی، پ. ) 1395 (. بررسی استفاده از ورقهای لچکی به عنوان ورقهای پیوستگی ستون قوطی دراتصالات از پیش تایید
شده جوشی تحت بارگذاری چرخه ای. نشریه مهندسی سازه و ساخت، 3 ( 4 (، ص 120 تا 138 .
[9] دیلمی، ا. قلی پور، م . ( 1390 ) . بررسی آزمایشگاهی و تحلیلی اتصال خمشی اصلاح شده تیر به ستون دوبل . نشریه مهندسی عمران و
نقشه برداری دانشکده فنی، 45 ( 6 ،) ص 643 تا 657.
[10] Naaman, A. E. Jeong, S. M. )1999). Structural Ductility of Concrete Beams Pre-stressed with FRP Tendons, Non-metalic (FRP) Reinforcement for Concrete Structures. Proceeding of the Second International RILEM Symposium (FRPRCS-2), London, UK, p. 379-385.