ارزيابي عملكرد انواع اتصالات خمشي در جلوگيري از خرابي پيشرونده‌ي قابهاي خمشي فولادي

Performance Evaluation of Moment Connections of Moment Resisting Frames Against Progressive Collapse

گسيختگي پيشرونده حالتي از خرابي مي‌باشد كه در آن خرابي موضعي يك عضو ‌‌سازه‌اي (مثل ستون)، موجب خرابي اعضاي مجاور، در اثر بارهاي ناگهاني مثل انفجار مي‌گردد. روش طراحي اتصالات گيردار در قاب‌هاي خمشي براي مقابله با بار ناشي از زلزله با روش طراحي همين اتصالات در مقابل خرابي پيشرونده ناشي از تخريب ستون متفاوت است. زيرا در اين حالت، نيروي محوري نيز در اتصالات ايجاد مي‌شود كه رفتار آن را متفاوت مي‌سازد. علي‌رغم اهميت بسيار بالاي اتصالات گيردار در خرابي پيشرونده، تحقيقات موجود در اين زمينه از جايگاه مناسبي برخوردار نيست. هدف اين مقاله، ارزيابي عملكرد انواع اتصالات گيردار در جلوگيري از خرابي‌هاي پيشرونده قاب‌هاي خمشي فولادي است. براي نيل به اين هدف، سه نوع اتصال گيردار از پيش تائيد شده‌ي لرزه‌اي مطابق با آيين نامه‌ي AISC 358 10  طراحي گرديد. اتصالات فوق عبارتند از اتصال فلنجي چهار پيچي بدون استفاده از ورق لچكي (BUEEP)، اتصال پيچي به كمك ورق‌هاي روسري و زيرسري (BFP) و اتصال مستقيم تقويت نشده جوشي (WUFW). سه اتصال مذكور با استفاده از مدل‌سازي‌هاي عددي در نرم‌افزار ABAQUS مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج نشان مي‌دهد كه اتصال BFP به دليل استفاده از ورق‌هاي روسري و زيرسري در محل اتصال تير به ستون، بار قابل تحمل بسيار بيشتري از ديگر اتصالات دارد و شكست در اتصال نسبتا نرم است. اين امر براي جلوگيري از خرابي‌هاي پيشرونده بسيار مناسب است.

When a primary structural element fails due to sudden load such as explosion, the building undergoes progressive collapse. The method for design of moment connections during progressive collapse is different to seismic design of moment connections. Because in this case, the axial force on the connections makes it behave differently. The purpose of this paper is to evaluate the performance of a variety of moment connections in preventing progressive collapse in steel moment frames. To achieve this goal, three prequalified moment connections (BSEEP, BFP and WUPW) were designed according seismic codes. These moment connections were analyzed numerically using ABAQUS software for progressive collapse. The results show that the BFP connection (bolted flange plate) has capacity much more than other connections because of the use of plates at the junction of beamcolumn.