‏ بررسی رفتار چرخه‌ای انواع اتصالات خمشی تیر با مقطع کاهش یافته در بال

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه غیرانتفاعی ایوانکی، سمنان، ایران

2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه غیرانتفاعی ایوانکی، سمنان، ایران

3 گروه مهندسی عمران، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

10.22065/jsce.2021.278416.2401

چکیده

امروزه در طراحی اتصالات‌ خمشی سازه‌های فولادی استفاده از روش‌های نوآورانه‌ای همچون روش کاهش مقطع در میان طراحان رواج فراوانی یافته است. روش کاهش مقطع با تضعیف تعمدی تیر در قسمتی نزدیک به محل اتصال تیر و ستون باعث کاهش کرنش‌های پلاستیک اتصال و تشکیل مفصل پلاستیک در تیر می‌شود. در این تحقیق، تأثیر کاهش مقطع بال تیر (RBS) در مقاومت اتصال از طریق دور کردن مفصل پلاستیک از بر ستون و همچنین عملکرد بهینه‌ی اشکال مختلف کاهش مقطع در بال تیر از طریق شاخص‌های مختلف نظیر منحنی هیسترزیس، نمودار بارافزون، استهلاک انرژی توسط اتصال و ... مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق، مدل-سازی و تحلیل غیرخطی 10 نمونه‌ی کاهش مقطع بال تیر بعلاوه یک نمونه بدون کاهش مقطع تیر با استفاده از نرم افزاراجزا محدودی آباکوس تحت بارگذاری چرخه‌ای صورت گرفته است. نتایج نشان داد، تمام مدل‌های دارای کاهش مقاطع، توانایی انتقال محل تشکیل کرنش‌های پلاستیک یا همان مفصل پلاستیک را به داخل تیر و دورتر از بر ستون دارند. در میان همه‌ی روش‌های کاهش مقاطع، روش کاهش مقطع بال تیر با سوراخ‌های نابرابر و بزرگ شونده رو به داخل تیر عملکرد بهتری را نسبت به سایر نمونه‌ها از خود نشان داده است. میزان استهلاک انرژی در نمونه‌ی حاوی این روش کاهش مقطع نسبت به نمونه‌ی مرجع بدون کاهش 68 درصد افزایش داشته است که اختلاف قابل توجهی نسبت به سایر نمونه‌ها داشته است. ظرفیت خمشی نمونه‌ی دارای کاهش مقطع بال تیر با سوراخ‌های نابرابر و بزرگ شونده رو به داخل تیر، عملکرد چرخه‌ای مناسب‌تری را نشان داده است، مقادیر ظرفیت خمشی در نمونه‌‌ی مذکور نسبت به نمونه‌ی مرجع بدون کاهش 33 درصد کاهش یافته است. این موضوع باعث پلاستیک شدگی زودتر و اتلاف انرژی بیشتر نسبت به سایر نمونه‌ها می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of Cyclic Behavior on Types of Reduced Beam Section Moment Connections in Flange

نویسندگان [English]

  • Hamid Saberi 1
  • Vahid Saberi 1
  • Mohammadreza Yazdaninejad 2
  • Abbasali Sadeghi 3
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, University of Eyvanekey, Semnan, Iran
2 M.Sc, Department of Civil Engineering, Eyvanekey University,Semnan, Iran
3 Department of Civil Engineering, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Nowadays, the use of innovative methods such as cross-sectional reduction method in designing moment connections of steel structures has become widespread among designers. The method of reducing the cross section by deliberately weakening the beam in a part close to the connection of the beam and column reduces the plastic strains of the joint and the formation of a plastic hinge in the beam. In this paper, the effect of reduced beam section (RBS) on joint strength by removing the plastic hinge from the column and also the optimal performance of various reduced beam section shapes through different indicators such as hysteresis curve, pushover diagram, energy dissipation of connection and … are checked. In this research, modelling and nonlinear analysis of 10 examples of reduced beam section with and without beam section reduction using ABAQUS software has been investigated under cyclic loading. The results showed that all models with reduced beam section have the ability to transfer the place of formation of plastic strains or the same plastic hinge into the beam and away from the column. Among all the methods of reducing the cross-section, the method of reducing flange beam section with uneven holes and enlarging inward to the beam has shown a better performance than other samples. The energy dissipation of this method is increased 68% versus the reference sample without reduced section. The flexural capacities of sample with reducing flange beam section with uneven holes and enlarging inward to the beam has shown better cyclic performance. The values of flexural capacity in the mentioned sample is decreased 33% versus the reference sample without reduced section. This subject causes plasticization faster and as a result, more energy dissipation is obtained versus other samples.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Moment connection
  • reduced beam section
  • cyclic loading
  • Plastic hinge
  • Energy dissipation
  • ABAQUS software
  • تاریخ دریافت: 06 فروردین 1400
  • تاریخ بازنگری: 12 تیر 1400
  • تاریخ پذیرش: 12 آبان 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 12 آبان 1400