بررسی عددی اتصال تیر فولادی پیوستۀ میان گذر و ستون CFT دایره‌ای

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی ، بخش مهندسی سازه، مرکز تحقیقات راه مسکن و شهرسازی

2 دانشجوی دکترا، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی

چکیده

ستون‌های فولادی متشکل از مقاطع توخالی سازه‌ای پر شده با بتن یکی از بهترین گزینه‌ها برای تامین مقاومت و سختی مورد نیاز از طریق عملکرد مرکب بتن و فولاد هستند. از طرف دیگر، اتصالات ستون لوله‌ای HSS و تیر فولادی که تاکنون پیشنهاد شده در اکثر موارد شامل جزئیات و جوشکاری پیچیده بوده است که رفتار و اجرای اتصال را پیچیده می‌کند. لذا در این تحقیق تلاش شده است که از این اتصالات پیچیده پرهیز گردد و از اتصالی با کارایی بالا و نحوۀ اجرای راحت‌تر بهره گرفته شود. در مقاله حاضر، با مدل‌سازی عددی اتصال تیر فولادی پیوستۀ میان‌گذر در ستونهای CFT لوله‌ای شکل توسط نرم‌افزار اجزاء محدود، تاثیر قطر لوله فولادی، ضخامت لوله فولادی، ضخامت بال و جان تیر و همچنین میزان بار محوری اعمالی به ستون مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحلیل‌های بار افزون نشان داد که نسبت ظرفیت لنگر خمشی ستون به ظرفیت لنگر خمشی تیر (Mpc/Mpb) نقش عمده‌ای در میزان تاثیر سایر پارامترهای مورد مطالعه دارد. در محدوده Mpc/Mpb  0.6 لنگر نهایی و شکل پذیری اتصال رابطه مستقیم با تغییرات ضخامت جداره لوله فولادی دارد. در محدوده Mpc/Mpb  0.6 لنگر نهایی و شکل پذیری اتصال رابطه مستقیم با تغییرات ضخامت بال و جان تیر فولادی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical investigation of connection of continuous steel beam and CFT circular column

نویسندگان [English]

  • Sohail Majid Zamani 1
  • Ahmad Sabzei 2
1 Faculty Member, Structural Engineering Dept., Road, Housing and Urban Development Research Center
2 PhD candidate, Road Housing and Urban Development Research Center
چکیده [English]

Steel columns composed of hollow structural section filled with concrete are one of the best solutions for providing the required strength and stiffness through the composite action of steel and concrete. The HSS column and steel beam connections proposed so far have included complex details and extensive welding in most cases, which complicates the construction of the connection and also its behavior. Hence, in this research, an attempt is made to avoid these complexities and to employ a connection with high efficiency and easier implementation by passing a continuous steel beam through tubular CFT columns. The influence of the steel tube diameter, the thickness of the steel tube, the thickness of the beam flange and web and also the amount of axial load applied to the column are investigated by numerical modeling using finite element method. The results of the pushover analysis show that the ratio between the bending moment capacity of the column and that of the beam (Mpc/Mpb) plays a significant role in the effect of the other studied parameters. In the range of Mpc / Mpb‌ < 0.6, variation of the the steel tube wall thickness directly influences the ultimate moment of the connection and its ductility. On the other hand, in the range of Mpc / Mpb > 0.6, the ultimate moment and ductility of the connection are directly linked to the thicknesses of the flange and web of the steel beam.

کلیدواژه‌ها [English]

  • composite column
  • steel tube
  • bearing capacity
  • ductility
  • connection