تحلیل اجزای محدود اتصالات پیچ کور ورقهای انتهایی توسعه یافته و هم تراز تیر فولادی به ستون با مقطع توخالی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران

2 گروه مهندسی عمران، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران

چکیده

اعضا با مقاطع توخالی HSS به خاطر عملکرد سازه ای و ظاهر مناسب در بسیاری از برنامه های سازه ای مورد استفاده قرار می گیرند. با این وجود به علت نبود دسترسی به داخل ستون HSS برای اهداف پیچ کردن، توسعه اتصالات خمشی کاربردی بسیار مشکل می‌باشد. بنابراین اتصالات تیرهای جوش داده شده به ستون HSS تنها روش ممکن بود. اخیراً برخی اتصال دهنده های کور به این منظور برای استفاده در اتصال شکل گرفته اند که در آن برنامه دسترسی برای نصب را فقط از یک طرف اتصال ممکن می سازند. در حال حاضر پیچ-های کور مختلفی جهت استفاده در اتصالات طراحی شده اند. در این مقاله مقایسه نتایج آزمایشگاهی مقاله ای با اتصال پیچ کور تیر فولادی به ستون مربعی پر شده با بتن توسط پیچ کور لینداپتر (Hollo-Bolt) تحت بارگذاری یک طرفه با مدل سازی اجزای محدود سه بعدی نشان داد که می توان از تجزیه و تحلیل اجزای محدود برای پیش بینی رفتار اتصال با صحت کافی استفاده نمود. پس از آن پارامترهایی چون ضخامت ورقهای انتهایی، قطر پیچ و نیروی پیش تنیدگی پیچ را برای اتصال پیچ کور ورق های انتهایی توسعه یافته و هم-تراز تیر فولادی به ستون توخالی تحت بارگذاری چرخه ای با نرم افزار ABAQUS مورد ارزیابی قرار داده و منحنی هیسترزیس لنگر- دوران هر کدام از آن ها بدست آمدند. نتایج نشان دادند که ضخامت ورق انتهایی، قطر پیچ و نیروی پیش تنیدگی پیچ در رفتار اتصال تأثیر گذار هستند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Finite Element Analysis of Blind Bolted Extended and Flush End Plate Connections of Steel Beams to Hollow Section Columns

نویسندگان [English]

  • Mohsen Izadinia 1
  • Nima Riahy 2
1 structure department, civil engineering faculty, islamic azad university najafabad branch, najafabad, iran
2 Department of Civil Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
چکیده [English]

Hollow structural sections (HSS) have been used in many structural applications, owing to their efficient structural performance and suitable appearance. However, due to the lack of access inside the HSS column for bolting purposes, it has been difficult to develop a practical bolted moment connection. Thus, field welded beam-to-HSS column connections have been the only viable method. Recently some blind fasteners are developed to be used in application which access for installation is only from one side of the connection. At the moment different blind bolts were designed for use in one side connections. In this project, comparison of the test result of an article and three dimensional finite element modeling of the blind bolted end plate joint with concrete-filled square hollow section columns to steel beam and Lindapter blind bolt (Hollo-Bolt) under monotonic loading indicates that the finite element analyses can be used to predict the connection behavior with sufficient accuracy. After that studied parametric investigation under cyclic loading into the end plates thickness, bolt diameter and bolt pretension force for the blind bolted extended and flush end plate connections of steel beams to hollow section column with ABAQUS and got moment-rotation hysteretic curve of each ones. Results have shown that the end plates thickness, bolt diameter and bolt pretension force have influenced on the connection behavior.

کلیدواژه‌ها [English]

  • blind bolt
  • Flush end plate
  • Extended end plate
  • cyclic loading
  • Finite element modelling
[1] Wang ZY, Tizani W, Wang QY. “Strength and initial stiffness of a blind-bolt connection based on the T-stub model”. Engineering Structures, 2010, No. 32, pp. 2505-2517.
[2] Tizani W, Al-Mughairi A, Owen J, Pitrakkos T. “Rotational stiffness of a blind-bolted connection to concrete-filled tubes using modified Hollo-bolt”. Journal of Constructional Steel Research, 2013, No. 80, pp. 317-331.
[3] Elghazouli AY, Malaga-Chuquitaype C, Castro JM, Orton AH. “Experimental monotonic and cyclic behavior of blind bolted angle connections”. Engineering Structures, 2009, No. 31, pp. 2540-2553.
[4] Wang J, Gue Sh. “Structural performance of blind bolted end plate joints to concrete-filled thin-walled steel tubular columns”. Thin-Walled Structures, 2012, No. 60, pp. 54-68.
[5] Tizani W, Pitrakkos T. “Performance of T-stub to CFT joints using blind bolts with headed anchors”. Journal of Structural Engineering, 2015. 141(10): 04015001
[6] Pascual AM, Romero ML, Tizani W. “Thermal behavior of blind-bolted connections to hollow and concrete-filled steel tubular columns”. Journal of Constructional Steel Research, 2015, No. 107, pp. 137-149.
[7] Wang Zh, Tao Zh, De-Shan Li, Han L. “Cyclic behavior of novel blind bolted joints with different stiffening elements”. Thin-Walled Structures, 2016, No. 101, pp. 157-168.
[8] Wang J, Beibei Li, Jinchao Li. “Experimental and analytical investigation of semi-rigid CFST frames with external SCWPs”. Journal of Constructional Steel Research, 2017, No. 128, pp. 289-304.
[9] Wang J, Spencer BF. “Experimental and analytical behavior of blind bolted moment connections”. Journal of Constructional Steel Research, 2013, No. 82, pp. 33-47.
[10] Design of steel structures (Eurocode 3), Part 1-8: Design of joints, 2005.
[11] Lindapter. Type HB-Hollo-Bolt. Cavity fixings 2, product brochure. UK: Lindapter International, 2016.
[12] SAC/BD-97/02 Version 1.1, “Protocol for fabrication, inspection, testing, and documentation of beam-column connection tests and other experimental specimens”. SAC report, 2002.