رفتار لرزه‌ای صفحات اتصال انتهایی در قاب‌های فولادی با مهاربندی همگرا

نوع مقاله: یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار،دانشکده فنی مهندسی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

قاب مهاربندی همگرا یکی از سیستم‌های باربر جانبی پرکاربرد می‌باشد. مهم ترین ضابطه در طراحی اتصالات قاب مهاربند همگرای ویژه که آن را از سیستم معمولی متمایز می‌سازد، ضابطه خط آزاد خمش می‌باشد. مطابق این ضابطه، به منظور فراهم آمدن امکان چرخش آزادانه در انتهای مهاربند و در نتیجه افزایش شکل‌پذیری قاب، رعایت فاصله آزاد از انتهای مهاربند به اندازه 2 برابر ضخامت ورق اتصال الزامی است. رفتار لرزه‌ای این نوع اتصال بصورت تک و دوبل جای بحث و بررسی فراوانی دارد. در این تحقیق مدل‌سازی رفتار لرزه‌ای ورق‌های اتصال باریک شونده مربوط به یک قاب با مهاربندی همگرای ویژه در نرم افزار آباکوس انجام گرفته است. نمونه ها تحت بارگذاری تغییرشکل سیکلی غیرخطی با توجه به پروتکل آزمایش ATC-24 قرار گرفتند. رفتار لرزه‌ای اتصالات مورد بررسی از لحاظ ضریب شکل‌پذیری، تعداد سیکل قبل از گسیختکی، دریفت قبل از گسیختگی و مقاومت کششی و فشاری مورد مقایسه قرار گرفته است. پارمترهای اصلی که که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است عبارتند از فاصله آزاد خمش، ورق دوبل یا ورق تک و زاویه باریک شوندگی. از جمله نتایج به دست آمده این است که استفاده از ورق اتصال دوبل به جای ورق اتصال تک در قاب های مهاربندی همگرا توصیه نمی‌شود. ورق‌های اتصال دارای زاویه باریک شوندگی 15 درجه دارای ظرفیت شکل پذیری و رفتار لرزه‌ای بهتری نسبت به ورق‌های اتصال دارای زاویه باریک شوندگی 25 درجه هستند. برای ورق‌های اتصال تک با زاویه باریک شوندگی 15 درجه فاصله آزاد خمش مناسب با توجه به نمونه‌های مورد مطالعه برابر) ( -2t به دست آمده است که منطبق بر مبحث 10 نیست. برای ورق‌های اتصال تک با زاویه باریک شوندگی 25 درجه فاصله آزاد خمش مناسب با توجه به نمونه‌های مورد مطالعه برابر 2t به دست آمده است که منطبق بر مبحث 10 می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Seismic Behavior of End Connection Plates in Concentrically Steel Braced Frame

نویسندگان [English]

  • Mohammad Reza Adib Ramezani 1
  • Alireza Ghelichkhani 2
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 Department of Civil Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

The aim of this study was to investigate the length of the gusset-plate hinge zone proposed by Iranian National Building Code (Part 10) for Special concentrically braced frames (SCBF).
For this purpose, numerical studies were done on the seismic behavior of this frames using ABAQUS software. Numerical modelling procedure is validated using the reproduction of the results of an experimental study. A five story building with Special diagonal concentrically braced frames was modeled in ETABS software and a portal frame from the first story of the building was considered for investigation. The detailing of the frame was designed for tension and compression based on Iranian code.
Seismic behavior of single and double tapered gusset plates with various connection angles and dimensions as well as various length of the hinge zones including -3t, -2t, -t, 0t, t, 2t and 3t were investigated using nonlinear cyclic deformation loading to the ATC-24 test protocol.
Seismic behavior of the connections were studied based on ductility, number of cycles before failure, drift before failure and tension and compression strength.
Evaluation of the failure limit of the models was carried out using the concept of equivalent plastic strain. Based on the results of the investigated models it can be said that: It is not recommended to use double gusset plates instead of single ones for SCBFs. Gusset plates with a 15 degree angle of inclination have higher ductility capacity and better seismic behavior than ones with a 25 degree angle of inclination. For single gusset plates with a 15 degree angle of inclination, the appropriate length of the hinge zone is -2t, which is not consistent with Iranian code. For single gusset plates with a 25 degree angle of inclination, the appropriate length of the hinge zone is 2t, which is consistent with the Iranian code.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Special concentrically braced frame
  • single and double gusset plate
  • tapered gusset plate
  • length of the gusset-plate hinge zone
  • Ductility Capacity
  • Static cyclic loading
  • Iranian National Building Code (Part 10)

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 09 آذر 1397
  • تاریخ دریافت: 18 خرداد 1397
  • تاریخ بازنگری: 18 مهر 1397
  • تاریخ پذیرش: 09 آذر 1397