مطالعه آزمایشگاهی اتصال RBS با استفاده از پیوند قابل تعویض قوطی شکل در محل تشکیل مفصل

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران - زلزله . دانشکده مهندسی عمران و معماری . دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات . تهران . ایران

2 گروه مهندسی عمران - زلزله. دانشکده مهندسی عمران و معماری. دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات. تهران. ایران

3 کارشناسی ارشد مهندسی عمران زلزله، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

چکیده

تا قبل از زلزله نورت‌ریج باور بر این بود که اتصال متعارف استفاده شده در سازه‌های قاب خمشی فولادی توانایی تحمل دوران‌های بزرگ پلاستیک تا 0.02 رادیان و بالاتر را بدون کاهش قابل توجهی در مقاومت دارند. مشاهده آسیب‌های وارد شده در زلزله سال 1991 نورت‌ریج نشان داد که عمده خرابی در ناحیه اتصالات جوشی بوده است. به همین دلیل و ضعف در اتصالات جوشی ایده استفاده از ناحیه لینک در اتصالات فولادی مطرح شده است که پس از زلزله به راحتی قابل تعویض باشد لذا در این پژوهش المان پیوند قوطی شکل توسعه پیدا کرده است که نسبت به بار وارده عملاً مستقل عمل نموده و یک رفتار هیسترزیس پایدار در کشش و فشار دارد، در این پژوهش به مطالعه عددی آزمایشگاهی اتصال RBS با استفاده از پیوند قابل تعویض قوطی شکل در محل تشکیل مفصل پرداخته شده است. بدین منظور ابتدا یک صحت‌سنجی بر مبنای یک مدل آزمایشگاهی در نرم‌افزار آباکوس انجام شده است. در ادامه مدل‌هایی بر مبنای مقاله صحت‌سنجی توسعه داده شده‌اند و ایده استفاده از پیوند قوطی شکل مطرح شده است. دو مدل در آباکوس و دومدل آزمایشگاهی نیز مورد ساخت و تحلیل قرار گرفته اند. دو پیوند با جزئیات مختلف در قسمت ایجاد مفصل کاهش یافته برای کاهش مقطع تیر قرار داده شد. نتایج نشان می‌دهند که تمرکز تنش بسیار بالایی در ناحیه پیوند قوطی شکل رخ می‌دهد و سایر قسمت‌های المان‌های تیر و ستون سطح تنشها کمتر از حد جاری شدن است و جذب انرژی در ناحیه پیوند قوطی شکل انجام گرفته است. همچنین مشخص گردید با توجه میزان بیشینه دوران ثبت شده در نمونه‌ها و با توجه به آئین نامه AISC ، نمونه A جزو اتصالات مجاز در قاب متوسط است، و نمونه B شرایط لازم برای قرارگیری در اتصالات مجاز در قاب خمشی ویژه (تحمل دوران بالای 0.04 رادیان) را دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Laboratory study of RBS connection using box-shaped replaceable link at the joint formation site

نویسندگان [English]

  • panam zarfam 1
  • Pasha Javadi 2
  • Behrouz Safarizad 3
1 Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Civil Engineering. Islamic azad university, science and research branch. Tehran. Iran
3 Master of science, dept. Civil of Engineering, Islamic Aazad University Science and Research Brach, Tehran, Iran
چکیده [English]

Before the occurrence of Northridge earthquake,it was believed that the conventional connections used in steel moment frame structures were capable of tolerating the great plastic rotation of 0.02 radians and above without a significant reduction in strength.Observation of the applied damages by the 1991 Northridge earthquake showed that the main damage was in the area of welded connections.For this reason and the weakness in welded connections,the idea of using the link area in steel connections has been proposed, which can be easily replaced after an earthquake.Therefore, in this study,the box-shaped linking element has been developed,which acts practically independent of the applied load and has a steady hysteresis behavior under tension and compression.In this research, laboratory numerical study has been conducted RBS connection using the box-shaped replaceable link at the joint formation site.For this purpose,first a validation based on a laboratory model has been performed in Abaqus software.In the following, models based on the validation paper have been developed and the idea of using a box-shaped link has been proposed.Two models have been developed and analyzed in Abaqus and two laboratory models have been examined experimentally.Two links with different details were placed in the area of reduced joint to reduce the beam section.The results show that very high stress concentration occurs in the box-shaped link area and other parts of the beam and column elements of the stress surface are less than the yield point and energy absorption is done in the box-shaped link area.It was also found that according to the maximum rotation recorded in the specimens and according to the AISC regulations, specimen A is one of the allowable connections in the middle frame and, model B has the necessary conditions to be placed in the permitted connections in a special moment frame (tolerating rotation of above 0.04 radians).

کلیدواژه‌ها [English]

  • RBS connection
  • Laboratory study
  • Plastic hinge
  • box-shaped link
  • Energy absorption
  • ABAQUS software
  • تاریخ دریافت: 26 دی 1399
  • تاریخ بازنگری: 29 تیر 1400
  • تاریخ پذیرش: 24 مرداد 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 24 مرداد 1400