تأثير پديده ي خستگي كم چرخه بر روي قاب هاي خمشي فولادي با اتصالات صلب از پيش تأييد شده ي فلنجي

Effect of low cycle fatigue on steel moment frames with prequalified rigid connections (bolted unstiffened and stiffened extended end-plate moment connections)

اتصالات گيردار تير به ستون شامل آن دسته از اتصالاتي مي‌شوند كه قابليت انتقال لنگر بين تير و ستون را دارا مي‌باشند. از جمله اتصالات گيردار، اتصال فلنجي مي‌باشد. در اين اتصال دو قطعه توسط يك ورق فولادي به همديگر متصل مي‌شوند. اين نوع اتصال كه پس از خرابي‌هاي گسترده‌ي زلزله‌ي نورثريج مورد بررسي و تحقيق قرار گرفت، يكي از اتصالات از پيش تأييد شده‌ي آيين نامه هاست. از آنجا كه خستگي كم چرخه يكي از عوامل خرابي در زلزله‌ي نورثريج بود، نياز است تا رفتار خستگي اين نوع اتصال مورد بررسي قرار گيرد. تا به حال مطالعات كمي بر روي اثر خستگي كم چرخه بر اتصالات فلنجي انجام گرفته است. در مطالعه‌ي حاضر، اطلاعات موجود بر اساس مطالعات نستار براي توسعه‌ي نمودار S-N به ناحيه‌ي خستگي كم چرخه، مورد استفاده قرار گرفت. سپس با استفاده از نمودارهاي S-N به دست آمده به بررسي اثر خستگي كم چرخه بر روي چند سازه با ارتفاع‌ها و ركوردهاي زلزله‌ي مختلف پرداخته شد تا اثر خستگي كم چرخه بر سازه‌هاي داراي اتصالات فلنجي پيچي بررسي گردد. تحليل سازه‌هاي فولادي نشان داد كه در اتصالات فلنجي، در محل‌هاي بحراني، اثر خستگي كم چرخه تجمعي تحت زلزله‌هاي شديد تأثيرگذار مي‌باشد. از آنجايي كه اثرات خستگي تجمعي هستند اين موضوع براي ساختمان‌هاي قديمي كه چندين زلزله را تجربه كرده‌اند، مي‌تواند قابل توجه باشد. از آنجايي كه اثرات خستگي تجمعي هستند اين موضوع براي ساختمان‌هاي قديمي كه چندين زلزله را تجربه كرده‌اند، مي‌تواند قابل توجه باشد.

The moment beam-to-column connections include those connections that can transfer the moment between the beam and the column. Bolted unstiffened and stiffened extended end-plate moment connections are from this category. This type of connection, which was investigated after severe damage to connections in the Northridge earthquake, Due to proper behavior under cyclic loading, was introduced as one of the pre-qualified connections of the AISC code and subsequently by the Iranian Code. Since low cyclic fatigue is another cause of failure in connections under the Northridge earthquake, it is necessary to study the fatigue behavior of this type of connection under the effect of low cycle fatigue. So far little studies have been done on the effect of low cycle fatigue on various types of connections, including end plate connections. In the present study, the S-N fatigue chart (Effective stress to the number of load cycles) that was used to estimate the effect of high cycle fatigue was developed to the low fatigue region for the end plate connections. Then, with using the S-N chart, the effect of low cycle fatigue on a 12-story structure under the influence of various earthquake records was studied to investigate the effect of low-cycle fatigue on structures with end plate moment connections. The analysis of steel structures showed that in end plate moment connections at the plastic hinge position, the effect of the cumulative cyclic fatigue before the plasticization of the connection under severe earthquakes is influential. Since the effects of fatigue are cumulative, it will be significant and destructive for end plate connections of buildings that have experienced several medium and large earthquakes.