تحليل اتصال تير فولادي به ستون توخالي به وسيله نبشي با پيچ كور به روش اجزاي محدود

Finite element analysis of steel beam-hollow column angle connection with blind bolts

به منظور بر طرف نمودن مشكل دسترسي به داخل ستون‌هاي توخالي براي سفت نمودن مهره پيچ ها در اتصالات پيچي و رسيدن به يك اتصال مناسب چه از نظر صلبيت و سختي و چه از لحاظ نحوه رفتار مناسب راه حل‌هاي متفاوتي توسط محققان مختلف پيشنهاد گرديده كه از اين ميان ميتوان به اتصال تير فولادي به ستون توخالي به وسيله نبشي با پيچ كور اشاره نمود.اين اتصال با انواع مختلف با تعداد پيچ هاي كور و نبشي اتصال مختلف قابل اجرا مي باشد. از اين ميان اتصال با نبشي بال و اتصال آن به وسيله پيچ كور به ستون توخالي با رفتار مناسب خود اتصال را به سمت يك اتصال نيمه صلب هدايت خواهد نمود. در اين تحقيق اثر تغيير پارامترهاي مختلف در رفتار اتصال تير فولادي به ستون توخالي به وسيله نبشي با پيچ كور تحت بارگذاري يكنوا مورد بررسي قرار گرفته است. از روش اجزاي محدود غير خطي و نرم افزارABAQUS و همچنين براي مدل سازي اتصال داراي پيچ كور از المان-هاي سه بعدي solid استفاده گرديد كه از نوع المان‌هاي محيط پيوسته مي باشد و كل حجم سه بعدي سازه را مدل مي‌كنند. رفتار اتصال با تغيير پارامترهاي مختلف از جمله ارتفاع تير، ضخامت ستون، طول بال نبشي و تعداد پيچ هاي كور مورد بررسي گرفت. نتايج بدست آمده حاكي از آن است كه افزايش ارتفاع تير، افزايش ضخامت ستون ، افزايش طول بال نبشي باعث افزايش درصد گيرداري اتصال مي شوند. همچنين با بررسي مدلسازي‌هاي انجام گرفته درصد گيرداري اكثر مدل ها به جز چند عدد از آنها كه كمتر از 20% بود، بين 20 % و 90 % مي باشد، بنابراين با توجه به محدودة درصد گيرداري براي اتصالات نيمه صلب، اين مدلها به صورت اتصال نيمه صلب رفتار كرده اند.

In order to solve the problem of access to inside of hollow columns for tightening bolts and achieving a suitable connection both in terms of rigidity and stiffness and in terms of the proper behavior, various solutions have been suggested by researchers. One of these solutions is steel beam to hollow column connection by an angle and blind bolts. This connection can be made in different types with different number of blind bolts. Connection with flange angle and blind bolts have showed proper and semi-rigid behaviour.In this research, the effect of changing various parameters on the behavior of steel beam-hollow column connection with angle and blind bolts was investigated under monotonic loading. The nonlinear finite elements method and Abaqus software was considered and solid three-dimensional elements as continuum elements was supplied in connection models. The behavior of connection was studied by changing various parameters such as beam height, column thickness, length of angle leg and number of blind bolts. The results show that increasing height of the beam, thickness of the column and length of angle leg raises the connection’s rigidity. Also, increasing the above mentioned parameters leads a simple connection toward semi-rigid connection. Also, by studying the models, the rigidity degree of most models except a few of them, which is less than 20%, is between 20% and 90%. Considering the rigidity degree, studied models behaved as semi-rigid connections.