شماره ركورد :
1228798
عنوان مقاله :
مطالعه آزمايشگاهي و تحليلي رفتار چرخه اي اتصالات سه بعدي خمشي فولادي جوشي تير I به ستون قوطي با استفاده از ديافراگم داخلي و خارجي
عنوان به زبان ديگر :
Experimental and analytical study for evaluating the hysteresis behavior of three-dimensional welded steel moment connection of I beam to box column using inner and outer diaphragm
پديد آورندگان :
فرحبد، فرهنگ مركز تحقيقات راه، مسكن و شهرسازي تهران , محمدي فارساني، آرش پژوهشكده ساختمان و مسكن تهران
تعداد صفحه :
23
از صفحه :
93
از صفحه (ادامه) :
0
تا صفحه :
115
تا صفحه(ادامه) :
0
كليدواژه :
ديافراگم خارجي و داخلي , اتصال خمشي سه بعدي , ستون قوطي سرد شكل داده شده , بار جانبي چرخه اي
چكيده فارسي :
مقاله حاضر، به مطالعه تجربي و تحليلي رفتار اتصالات سه بعدي خمشي جوشي تير I به ستون هاي قوطي شكل فولادي، تحت اثر بار محوري ثابت بر روي ستون، بار جانبي چرخه اي در يك راستاي اتصال و بار ثقلي ثابت در راستاي متعا مد ديگر آن مي پردازد. براي اين منظور، ابتدا آزمايشات متشكل از چهار نمونه شامل دو نمونه اتصال سه بعدي مياني و دو نمونه ي كناري مي باشند. نمونه هاي مياني شامل يكي ستون قوطي سرد شكل داده شده و تيرهاي متصل از چهار طرف همراه با ديافراگم خارجي، و ديگري ستون قوطي ساخته شده از ورق فولادي همراه با ديافراگم داخلي است. نمونه هاي كناري نيز مشابه نمونه هاي مياني داراي دو حالت استفاده از ديافراگم داخلي و ديافراگم خارجي هستند. در اتصالات با ديافراگم خارجي، ورق هاي پوششي فولادي مانند حلقه به دور ستون، با جوش شياري و به بال هاي تير، با جوش گوشه متصل شده اند. سپس بر اساس نتايج آزمايشگاهي، مدل هاي تحليلي اجزاء محدود در نرم افزار ABAQUS توسعه داده شد و تاثير سه پارامتر بار محوري ستون، ضخامت ورق ستون و ضخامت ورق هاي پوششي بر رفتار اتصال مياني با ديافراگم خارجي، به صورت تحليلي مورد بررسي قرار گرفت. در نتايج آزمايشگاهي تمامي نمونه ها ملاحظه شد كه رفتار لرزه اي نمونه هاي با ديافراگم خارجي در حالت كلي، بسيار نزديك به نمونه هاي با ديافراگم داخلي است و با مود گسيختگي تشكيل مفصل پلاستيك در تير و دقيقا در انتهاي ورق هاي پوششي همراه مي باشد ولي تفاوت جزيي به علت تجربه ي كرنش هاي كوچك تر از حد تسليم در چشمه ي اتصال در نمونه ي مياني با ديافراگم خارجي در مقايسه با ديافراگم داخلي مشاهده گرديد. نتايج حاصل از تحليل هاي غيرخطي نيز مطابقت مناسبي با نتايج به دست آمده از آزمايش نشان داد. در بررسي تحليلي پارامتري مشاهده شد كه هر يك از پارامترهاي فوق مي تواند مود گسيختگي و شكل پذيري سيستم را تغيير دهد به طوري كه با افزايش نسبت بار محوري ستون به مقدار حدود 0.42، با وجود افزايش نسبت اتلاف انرژي، مود گسيختگي از محل تير به ستون تغيير مي يابد و براي نسبت هاي بيش تر از 0.58، به كمانش كلي ستون و گسيختگي ترد منتهي خواهد شد.
چكيده لاتين :
The present paper focused on experimental and analytical study for evaluating the behavior of three-dimensional welded steel moment connection of I beam to box column under constant axial load on the column, cyclic loading in one direction and constant gravity load on the other orthogonal direction of the connection. Box columns are suitable sections for bearing loads on buildings because they have the same geometrical properties in two directions due to the symmetry around the two orthogonal axes and on the other hand they facilitate the joining of the orthogonal beams. However, due to the lack of easy access to the inside of the box sections and the need to use continuity plates or stiffeners that can perform the duty of continuity plates, the relevant solutions under different conditions and proper understanding of the behavior of connection components are still under investigation. In this research, first four specimens, including two internal and two external three-dimensional joints, are made and tested. The internal specimens consist of a cold-formed steel box column (HSS) and connected beams from four sides with the external diaphragm, and the other one with a built-up steel column and inner diaphragm. The external specimens are also the same as the internal samples include two types of inner and two types of the outer diaphragm. In all joints with the outer diaphragm, the steel cover plate connected to the column as a collar by groove welding and the web of beams by fillet welding. Then after, based on the experimental results, analytical finite element models are developed using ABAQUS software and the effect of three parameters such as the axial load of the column, the column steel plate thickness, and the thickness of cover plates on the behavior of internal joints with external diaphragm are studied analytically. Generally, experimental results of all specimens showed that the seismic behavior of samples with the external diaphragm is more close to the other one with the inner diaphragm and the failure mode followed by occurring plastic hinge in the beam precisely at the end of cover plate. However, there is a little bit different due to the experience of smaller strains than the yield limit of the panel zone in the internal joint specimen with the outer diaphragm compared to the inner diaphragm. The results extracted from the nonlinear analysis also illustrated suitable accuracy with the experimental results. Each of the parameters mentioned above could change the failure mode and ductility of the connection system. In other words, increasing the ratio of the axial load to the nominal capacity of the column to the value of 0.42, the failure mode transfers from beam to the column despite the growing of ratio of energy dissipation. Meanwhile, for the column bearing load ratio more than 0.58, global buckling of the column and brittle failure will happen. Moreover, by decreasing the plate thickness of the column less than 15 mm, the failure mode transfers from beam to column and the energy dissipation of the specimens reduces. Also, for cover plates, less than 20 mm thick, the mode of failure will take place in the column. However, if higher strength is used for both cover plates and plate thickness of the column, the lower thickness of the cover plate will be required in order to create the failure mechanism in the beam.
سال انتشار :
1399
عنوان نشريه :
مهندسي عمران مدرس
فايل PDF :
8440884
لينک به اين مدرک :
بازگشت