مطالعه رفتار چرخه ای اتصال قابهای خمشی فولادی ویژه با استفاده از فیوز کمانی شکل دوبل و معکوس در بال تیر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد تفرش

2 دانشیار دانشکده عمران دانشگاه تهران

3 استادیار دانشکده عمران دانشگاه تهران

چکیده

بروز گسیختگی های ترد غیر قابل انتظار در اتصالات قاب خمشی ویژه طی زلزله های نرثریج(1994) و کوبه(1995) خواص شکل پذیری و قابلیت جذب و استهلاک انرژی القایی، ناشی از زلزله را در این نوع سیستم سازه ای با چالش مواجه نمود، بطوریکه ایجاد شکل پذیری و توانایی مقاومت در برابر تغییر شکلهای بزرگ چرخهای مورد اهمیت قرار گرفت. عوامل خرابی در این اتصالات، تنشهای بزرگ متمرکز در نواحی جوشی اتصال و آسیب پذیری اتصال در تقاضاهای شکل پذیری زیاد، مطرح گردید و استانداردهای طراحی با فرض ایجاد ناحیه مستهلک کننده انرژی، بر روی تیر و در نزدیکی محل اتصال تیر به ستون همراه گردید. لذا در همین  راستا، در طرح حاضر دو اتصال نوین خمشی تیر به ستون با مقطع کاهش یافته که با ایجاد برش در بال و بخشی از جان تیر و  با بکارگیری قطعات کمانی شکل بعنوان بال تیر در  این قسمت بدست می آید در دو حالت، استفاده از کمان دوبل (DAFS) و  استفاده از کمان معکوس (AFS) مورد بررسی قرار می گیرد و با انجام چهار مدل عددی از اتصالات معرفی شده، به کمک نرم افزار ABAQUS6.10 پرداخته و نتایج عددی مورد مطالعه قرارمی گیرد. نتایج بررسی نشان می دهد که استفاده از قطعات کمانی شکل در نزدیکی محل اتصال تیر به ستون در بال تیر، با تضعیف مقطع در این ناحیه و مستهلک نمودن انرژی زلزله، ضمن ایجاد فیوز شکل پذیر می تواند تا 8% تغییر مکان نسبی در تیر را، بدون کاهش مقاومت خمشی در وجه اتصال، تجربه نماید. در این بین استفاده از قطعه کمانی شکل معکوس، از نقطه نظر مقاومت خمشی الاستیک و  معیار سختی تیر نیز گزینه مناسبتری است بطوریکه در این خصوص با مدلهای RBS برابری می نماید. بدلیل عدم مناسب بودن اتصال RBS در تیر ورقها و تیرهای بال پهن، بخاطر تشدید پارامترهای ناپایداری در این نوع اتصال، استفاده از ایده بکارگیری کمان معکوس در بال تیر ضمن برقراری شرایط پذیرش اتصال صلب بر اساس AISC2010 ، مقاومت در برابر کمانش جانبی-پیچشی جان و کمانش موضعی جان و بال را بهبود می بخشد و می تواند بعنوان گزینه مناسب در  تیر ورقها مطرح گردد..
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Study of the Seismic Behavior of Special Steel Moment Resistancewith the Use ofDouble and Reverse Arc-Shaped Fuse on the Beam Flange

نویسندگان [English]

  • Aboozar saleh 1
  • seyyed mehdi zahraei 2
  • seyyed rasool Mir ghaderi 3
چکیده [English]

Unexpected brittle failure in steel rigid frameconnectionsby concentrated tensions on the welded area and connectionvulnerability in high ductility demands as occurred during the Northridge (1994) and Kobe (1995)has challenged ductility properties and ability to absorbseismic energy in this type of structural system. So in design of this type of structural system, creating ductility and ability to withstand cyclic large deformations is important. On this basis, in present study two new beam-to-column moment connections with reduced beam section by double orreverse arc-shaped fuseare studied in capacity design approach. The arc-shaped fuse, by removing flange and a part of web and replacing double orreverse arc-shapedin the section bending of the beam, resulted in a ductile fuse away from beam-to-column connections components, which prevents connection vulnerability in high ductility demands. The purpose has been numerically studied byfournumericalmodelsunder cyclic load using ABAQUS 6.10 finite element software. Obtained numerical results were compared with those of other studies. The numerical results show that arc-shapedfuse creates ductile fuses faraway from beam-to-column connectioncomponents and can satisfy acceptance conditions of special moment resistance connection based on AISC and FEMA. The arc-shaped fusecan increase drift story capacity up to 8% without any significant strength loss through increasing the out-of-plane stiffness of the beam longitudinal axis against lateral-torsional buckling.According toelasticflexural strengthandstiffnessof beam criteria,the reversearc-shaped fuseisabetter choicethan double arc-shaped fuse.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Steel Moment Frames Connection
  • Reduced beam section
  • Double and Reverse Arc-Shaped Fuse
  • numerical study