ارائه دیتایل اتصال صلب با ورق انتهایی بدون استفاده از جوشکاری در ستون

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

2 دانشیار گروه عمران، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

3 پژوهشگاه بین المللی مهندسی زلزله و لرزه شناسی، تهران

10.22065/jsce.2021.269887.2346

چکیده

اتصالات یکی از ارکان مهم در رفتار سازه‌ها‌ می‌باشند. برای اتصالات سازه‌های فولادی دیتایل‌های متعددی ارائه شده است که بیشتر آنها جوشی هستند. استفاده از ورق‌های پیوستگی و مضاعف در بسیاری از اتصالات صلب جهت بهتر شدن رفتار چشمه اتصال الزامی است. هر چند این اقدام باعث بهبود رفتار اتصال می‌شود ولی بخاطر عملیات جوشکاری معایبی نیز دارد. هدف این مقاله بررسی عددی و آزمایشگاهی دیتایل جدید برای اتصال صلب با ورق انتهایی می باشد. در این دیتایل جوشکاری بر روی ستون در چشمه اتصال بطور کامل حذف شده است. وظایف ورق‌های پیوستگی و مضاعف توسط یک ناودانی سخت‌‌شده انجام می‌گیرد. ناودانی سخت‌شده با پیچ و مهره به ستون وصل می‌شود. در ابتدا چندین مدل پیشنهادی، با نرم‌افزار ABAQUS تحلیل عددی شدند. پس از ارزیابی نتایج تحلیل بارافزون، عملکرد و رفتار آنها مقایسه و گزینه های مناسب از بین مدل‌های اولیه شناسایی شدند. با توجه به نتایج مطالعات عددی دو نمونه آزمایشگاهی با مقیاس کامل ساخته شد و تحت بارگذاری هیسترزیس قرار گرفتند و تا مرحله افت نمودار هیسترزیس بارگذاری ادامه داشت. نمونه اول مدل اصلی و استاندارد می‌باشد که بر اساس جزییات اتصال از پیش تایید شده BSEEP-4ES آیین‌نامه AISC 358-16 ساخته شد تا مبنایی برای مقایسه و ارزیابی نمونه دیگر‌ باشد. نمونه دوم همان مدل برگزیده در مطالعات عددی بود که با استفاده از یک قطعه اتصال ناودانی شکل با دو سخت‌کننده ساخته شد تا جا‌یگزینی برای مدل استاندارد باشد. پس از دریافت نتایج و ارزیابی دقیق آنان مشخص گردید هر دو نمونه تحت اثر بارگذاری، ضوابط طرح لرزه‌ای برای اتصال خمشی ویژه را برآورده می‌کنند. دیتایل جدید در عملکرد خصوصیات لرزه‌ای رفتار بهتری نسبت به مدل استاندارد داشت و از نظر اجرایی نیز استفاده از آن ساده‌تر می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Proposing a New Detailing Scheme for Rigid Connection with Endplate without the Need for Welding in Column

نویسندگان [English]

  • arash Solhmirzaei 1
  • mehrzad TahamouliRoudsari 2
  • Behrokh Hosseini Hashemi 3
1 Department of Civil Engineering, College of Engineering, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, Iran.
2 Associate Professor, Department of Civil Engineering, College of Engineering, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, Iran.
3 Structural Eng. Research Center, The International Institute of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES), Tehran, Iran
چکیده [English]

Connections are among the most important elements in the behavior of a structure. Numerous detailing schemes have been proposed for steel connections, many of which involve welding. In many rigid connections, using continuity and double plates enhances the behavior of the panel zone. Although this leads to an improvement in the behavior of the connection, welding procedure associated with it offers some disadvantages. The aim of this study is to present a numerical and experimental assessment of a new detailing scheme for rigid connections endplates. In this detail, the welding on the column of the structure and the panel zone has been completely removed. A stiffened channel carries out the responsibilities of continuity and double plates. This stiffened channel is fixed to the column using bolts and nuts. First, multiple numerical models were constructed in ABAQUS and after pushover and hysteretic analyses, the best model was identified. Then, based on the results of the numerical models, two full-scale experimental models were built and subjected to hysteretic loading until the hysteretic curves experienced degradation. The first sample was the principal and standard model which was built based on the specifications of the BSEEP-4ES and AISC 358-16 guidelines for pre-qualified connections so that it can serve as a basis of comparison for the other sample. The second sample was the preferred model selected based on the numerical results, which was made by attaching a channel profile to two stiffeners and was meant to be a replacement for the standard model. Assessment of the obtained results showed that under loading, both models satisfied the seismic criteria for the special moment resisting connection. The proposed detailing exhibited a better behavior in terms of seismic parameters compared to the standard sample and was also easier to implement.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Special moment resisting frame
  • Rigid connection with endplate
  • Panel zone
  • Continuity plate
  • Double plate
  • Stiffened channel