عملكرد لرزه اي اتصالات تيربه ستون با بال سوراخ شده براي قاب هاي فولادي شكل پذير

Seismic Performance of Drilled Flange Beam to Column Connections for Ductile Steel Frames

آسيب هاي بسيار در اتصالات بال جوش شده تقويت نشده Welded Un-reinforced Flange) WUF) در زلزله 1994 نورتريج منجر به توسعه اتصالات خمشي مقطع تير كاهش يافته Reduced Beam Section) RBS) براي جلوگيري از مودهاي گسيختگي ترد زودرس در اتصالات جوشي شدند. اين مقاله، عملكرد لرزه اي اتصالات مقاوم خمشي با بال سوراخ شده Drilled flange connection) DF) را كه اخيراً توسعه يافته اند به عنوان يك جايگزين ساده وكار آمد براي اتصالات RBS در نواحي لرزه اي، مورد مطالعه قرار مي دهد. اتصالات DF به وسيله مجموعه اي از سوراخ هاي تعبيه شده با مته روي بال هاي بالايي و پايئني تير( در امتداد محور اصلي تير) به منظور ايجاد يك نقطه ضعيف كنترل شده مفصل پلاستيك كه ميتواند مانع تمركز هاي تنش در لبه هاي اتصال شود، ايجاد مي شوند. در اين بررسي، مجموعه اي از مطالعات تحليلي، بر مبناي تحقيقات تجربي قبلي، براي ارزيابي رفتار چرخه اي اتصالات تير به ستون DF، WUF وRBS انجام گرفت.تركيبات متفاوت سوراخ ونسبتهاي مقاومت برشي چشمه اتصال استفاده گرديد تا طرح بهينه اي حاصل شود و مودهاي شكست زودرس درجوشهاي شياري با نفوذ كامل اجتناب شود. نتايج نشان مي دهد كه تركيب بهينه سوراخهاي بال در اتصالات DF مقدار شاخص گسيختگي وكرنشهاي پلاستيك نقاط بحراني براتصالات جوش شده را كاهش داده و درمقايسه با اتصالات WUF و RBS عملكرد لرزه اي مناسبي ارائه مي دهد.

Extensive damages in welded unreinforced flange connections (WUF) in the Northridge 1994 earthquake led to the development of reduced beam section (RBS) moment connections to prevent premature brittle failure modes in welded connections. This paper investigates the seismic performance of recently developed drilled flange (DF) moment resisting connections as a simple and efficient alternative to RBS connections in seismic regions. DF connections are established by a series of holes made by drilling on the top and the bottom flanges of the beam (along the main axis) to create an intentional weak point, which can prevent stress concentrations at the connection edges. In this study, a series of analytical studies based on previous experimental researches were carried out to evaluate cyclic behaviour of DF,WUF and RBS beam to column connections. Different drilled flange hole configurations and panel zone shear strength ratios were used to obtain an optimum design and prevent premature failure modes in complete joint penetration groove welds. Results show optimum configuration of drilled flange holes in DF connections reduce the rapture index and equivalent plastic strains of critical points on welded joints and comparing with WUF and RBS connections provide an appropriate seismic performance. The diameter of holes increase by distance from column face for the optimum configuration of DF connections.