مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

ارزیابی رفتار چرخه‌ای اتصالات خمشی فولادی تقویت شده با پروفیل های خمیده

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 1- دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
2 استادیار، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، تبریز، ایران مرکز تحقیقات رباتیک و فناوری های نرم، دانشگاه آزاد تبریز
3 استاد، گروه مهندسی سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
10.22065/jsce.2026.593300.4091
چکیده
آسیب‌های مشاهده‌شده در ناحیه اتصالات گیردار تیر به ستون سازه‌های فولادی طی زلزله‌های گذشته، که عمدتاً به‌صورت تسلیم گسترده و کمانش موضعی اجزای اتصال بروز کرده‌اند، نشان می‌دهد این ناحیه به‌عنوان یکی از بحرانی‌ترین بخش‌های قاب خمشی فولادی، نیازمند تأمین همزمان ظرفیت مقاومتی کافی و شکل‌پذیری مناسب است. همچنین بازنگری‌های آیین‌نامه‌های لرزه‌ای و افزایش سطح تقاضا در سازه‌های موجود، ارائه راهکارهای مؤثر برای مقاوم‌سازی این اتصالات را ضروری ساخته است. در پژوهش حاضر، تأثیر یک طرح تقویتی نوین مبتنی بر الحاق پروفیل خمیده به ناحیه اتصال گیردار تیر به ستون با هدف بهبود رفتار لرزه‌ای بررسی شده است. بدین منظور، دو نمونه اتصال فلنجی چهارپیچی، شامل اتصال مبنا و اتصال تقویت‌شده با پروفیل‌های خمیده، تحت بارگذاری چرخه‌ای آزمایش شدند. نمونه نخست با ظرفیتی کمتر از لنگر مورد انتظار طراحی شد و در نمونه دوم این کمبود از طریق الحاق پروفیل خمیده جبران گردید. سپس مدل‌سازی و تحلیل اجزای محدود در نرم‌افزار ABAQUS با لحاظ غیرخطی مصالح، غیرخطی هندسی و اندرکنش تماسی انجام و مدل‌ها پس از صحت‌سنجی برای مطالعات پارامتریک به‌کار گرفته شدند. نتایج تحلیلی نشان می‌دهد استفاده از پروفیل خمیده مقاومت بیشینه گام آخر بارگذاری اتصال را تا ۵۰ درصد و ظرفیت جذب انرژی را تا ۵۱ درصد افزایش داده و با انتقال محل تشکیل مفصل پلاستیک از وجه ستون به داخل دهانه تیر، از تمرکز آسیب در ناحیه بحرانی می‌کاهد. هندسه ساده ناودانی‌شکل این پروفیل نیز اجرای آن را با امکانات متعارف کارگاهی ممکن می‌سازد و آن را به راهکاری عملی برای بهسازی لرزه‌ای اتصالات موجود تبدیل می‌کند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluating the Cyclic Behavior of Steel Moment Connections Reinforced with Curved Profiles

نویسندگان English

Sina Rajabnezhad 1
Adel Ferdousi 2
Yousef Hosseinzadeh 3
Mahdi Nouri 2
1 Ph.D. Candidate, Department of Civil Engineering, Ta. C., Islamic Azad University, Tabriz, Iran
2 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Ta. C., Islamic Azad University, Tabriz, Iran Robotics & Soft Technologies Research Center, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran.
3 Professor,Structural Eng.Dept., Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz, iran
چکیده English

Damage observed in moment resisting beam to column connections of steel structures during past earthquakes, mainly in the form of extensive yielding and local buckling of connection components, indicates that this region, as one of the most critical parts of steel moment frames, must provide adequate strength and ductility simultaneously. In addition, revisions to seismic design provisions and increased demand levels in existing structures have made effective strengthening strategies for these connections essential. This study investigates a novel strengthening scheme based on the attachment of curved profiles to the beam to column joint region in order to enhance seismic performance. Two four bolt flange connection specimens, namely a reference connection and a specimen strengthened with curved profiles, were tested under cyclic loading. The first specimen was designed with a capacity lower than the expected moment at the connection region, whereas in the second specimen this deficiency was compensated by adding the curved profiles. Finite element modeling and analysis were then performed in ABAQUS, considering material and geometric nonlinearities as well as contact interaction, and the validated models were used for parametric studies. Analytical results show that the curved profiles increase the ultimate strength of the connection by up to 50 percent and the energy absorption capacity by up to 51 percent. By shifting plastic hinge formation from the column face into the beam span, damage concentration in the critical region is reduced. The simple channel shaped geometry of the profile also allows implementation using conventional workshop facilities, making it a practical solution for the seismic rehabilitation of existing connections.

کلیدواژه‌ها English

Steel connections
Seismic Retrofitting
Cyclic loading
Curved steel profile
FEM

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 01 مهر 1405

  • تاریخ دریافت 26 مرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 29 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 01 مهر 1405