مطالعه آزمايشگاهي و تحليلي رفتار اتصالات در قابهاي خمشي فولادي داراي ستون با مقطع جفت پروفيل

در مبحث دهم مقررات ملي ساختمان ايران نوعي از اتصال بين تير I شكل و ستون با مقطع جفت پروفيل براي استفاده در قابهاي خمشي با شكل پذيري كم و متوسط به رسميت شناخته شده است. در اين مقاله مشخصات رفتاري اجزاي اين نوع اتصال و چشمه آن، با انجام سه آزمايش چرخه اي تمام مقياس و مدلسازي عددي مورد مطالعه قرار گرفته است. يك نمونه تحت اثر بارگذاري چرخه اي جانبي و دو نمونه ديگر علاوه بر بارگذاري جانبي تحت اثر نيروي محوري نيز آزمايش شده-اند. تمامي نمونه ها سختي كافي از خود بروز داده و در رده اتصالات گيردار كامل قرار مي گيرند. اتصالات قابليت تغييرمكان نسبي طبقه اي براي استفاده در قابهاي با شكل پذيري متوسط را نشان داده اند. منحني رفتاري چشمه اتصال در اين اتصالات، عمدتاً به دليل هم صفحه نبودنجانهاي ستون با جان تير، متفاوت با روابط ارايه شده براي اتصالات متعارف تير I به ستون H مي باشد. مطالعات نشان مي دهد رفتار اين نوع اتصال عمدتاً متاثر از رفتار قطعه I شكل مياني متشكل از ورق پوشش ستون و ورق پيوستگي قايم مي باشد كه به دليل تمركز تنش هاي ايجاد شده در جوش هاي نفوذي و گوشه اتصال، در صورت تقدم شكست در آنها، مفاصل پلاستيك در تير به نحو مطلوبي شكل نمي گيرد. لذا ارايه ضوابط دقيق براي طراحي ورق پوششي ستون در محدوده اتصال ضروري است.

Chapter ten of Iranian National Building Code recognizes a certain type of connection between I beam and double section built up column to be used in ordinary and intermediate MR frames. The behavior of this type of connection and its panel zone are studied by testing three full scale specimens under cyclic loading and finite element modeling. The first specimen is tested under cyclic lateral loading and the other two are tested under axial loading in addition to cyclic lateral loading. All specimens have sufficient strength and stiffness and are categorized as rigid connection. They also show sufficient ductility for being used in intermediate MR frames. The panel zoe behavior in this type of connection is different from that of an ordinary connection of I beam to H column, mainly because the webs of beam and column are not in the same plane. The results of this research demonstrate that the behavour of the connection is mainly affected by the I section comprising of column cover plates and vertical continuity plates. Due to high stress concentrations produced in full penetration and fillet welds, if fracture in welds occurs early, full plastic hinge may not form in beams as desired. Hence provision of criteria for design of column cover plates in connection region is a prerequisite for satisfactory performance of the connection for seismic application.