بررسی عددی رفتار اتصال صلب فلنجی با عمق کاهش یافته و فیوز قابل تعویض

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه عمران، واحد سنندج، دانشگاه آزاد اسلامی، سنندج، ایران

2 دانشیار، گروه عمران، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

3 دانشیار، پژوهشکده مهندسی سازه، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

چکیده

در اتصالات RBS به دلیل تغییر شکل‌های پلاستیک قابل‌توجه پس از وقوع زلزله‌های متوسط و قوی خسارت در مقطع کاهش یافته متمرکز می‌گردد، درحالی‌که تعویض آن پس از زلزله دشوار است. هدف این مقاله بررسی عددی اتصال تیر با عمق کاهش یافته به‌عنوان یک فیوز قابل تعویض است. در این راستا مدل­های عددی در نرم‌افزار المان محدود آباکوس برای هر سه نوع اتصال صلب معمول با مقطع کاهش یافته در بال (RBS)، فیوز قابل تعویض با مقطع کاهش یافته در بال (RBS-F) و فیوز قابل تعویض با مقطع کاهش یافته در جان (RWS-F)، مطابق تست­های آزمایشگاهی قبلی، مدل‌سازی و بررسی شدند. نتایج بیش از 28 تحلیل عددی نشان داد که در نمونه‌های RBS و RBS-F با افزایش سایز تیر، شکل‌پذیری کاهش می‌یابد. درحالی‌که برای نمونه RWS-F نه‌تنها با تغییر سایز تیر شکل‌پذیری ثابت می‌ماند بلکه شکل‌پذیری آن به‌طور محسوسی نسبت به دو نمونه دیگر بیشتر است، گرچه مقاومت نهایی آن نسبت به دو نمونه دیگر کمتر است. با افزایش ضخامت جان و اساس مقطع پلاستیک آن، می‌توان به مقاومت نهایی برابر با نمونه‌های دیگر دست یافت؛ بنابراین نمونه RWS-F اصلاح شده می‌تواند جایگزینی مناسب برای اتصالات RBS باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


1. Engelhardt, M.D. and Husain, A.S. (1993) Cyclic-loading performance of welded flange-bolted web connections. Journal of Structural Engineering, 119(12), 3537-50.
2. Miller, D.K. (1998) Lessons learned from the Northridge earthquake. Engineering Structures, 20(4-6), 249-60.
3. Mahin, S.A. (1998) Lessons from damage to steel buildings during the Northridge earthquake. Engineering Structures. 20(4-6), 261-70.
4. American Institute of Steel Construction (2016) Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications. (ANSI/AISC 358–16) Chicago, Illinois.
5. Sofias, C.E., Kalfas, C.N., and Pachoumis, D.T. (2014) Experimental and FEM analysis of reduced beam section moment endplate connections under cyclic loading. Engineering Structures, 59, 320-329.
6. Swati, Ajay Kulkarni, and Vesmawala Gaurang (2014) Study of steel moment connection with and without reduced beam section. Case Studies in Structural Engineering, 1, 26-31.
7. Oh, K., Lee, K., Chen, L., Hong, S.B., and Yang, Y. (2015) Seismic performance evaluation of weak axis column-tree moment connections with reduced beam section. Journal of Constructional Steel Research, 105, 28-38.
8. Deylami, A. and Tabar, A.M. (2013) Promotion of cyclic behavior of reduced beam section connections restraining beam web to local buckling. Thin-Walled Structures, 73, 112-20.
9. Tahamouli, R.M., Abdollahi, F., Salimi, H., Azizi, S., and Khosravi, A.R., (2015) The effect of stiffener on behavior of reduced beam section connections in steel moment-resisting frames. International Journal of Steel Structures, 15(4), 827-834.
10. Tahamouli Roudsari, M., Jamshidi, H.K., and Mohebi Zangeneh, M. (2016) Experimental and Numerical Investigation of IPE Reduced Beam Sections with Diagonal Web Stiffeners. Journal of Earthquake Engineering, 1-20.
11. Hedayat, A.A. and Celikag, M. (2009) Post-Northridge connection with modified beam end configuration to enhance strength and ductility. Journal of Constructional Steel Research, 65(7), 1413-30.
12. Hassanien, S.H., Ramadan, H.M., Abdel-Salam, M.N., and Mourad, S.A. (2014) Experimental study of prequalified status of flush end plate connections. HBRC Journal.
13. Tsavdaridis, K.D. and Papadopoulos, T. (2016) A FE parametric study of RWS beam-to-column bolted connections with cellular beams. Journal of Constructional Steel Research, 116, 92-113.
14. Maleki, S. and Tabbakhha, M. (2012) Numerical study of Slotted-Web-Reduced-Flange moment connection. Journal of Constructional Steel Research, 69(1), 1-7.
15. Rahnavard, R., Hassanipour, A., and Siahpolo, N. (2015) Analytical study on new types of reduced beam section moment connections affecting cyclic behavior. Case Studies in Structural Engineering, 3, 33-51.
16. Tsavdaridis, K.D., Faghih, F., and Nikitas, N. (2014) Assessment of perforated steel beam-to-column connections subjected to cyclic loading. Journal of Earthquake Engineering, 18(8), 1302-25.
17. Wilkinson, S., Hurdman, G., and Crowther, A. (2006) A moment resisting connection for earthquake resistant structures. Journal of Constructional Steel Research, 62(3), 295-302.
18. Garoosi, A.M., TahamouliRoudsari, M., and Hashemi, B.H. (2018) Experimental evaluation of rigid connection with reduced section and replaceable fuse. Bulletin of Earthquake Science and Engineering, 125-137 (in Persian).
19. FEMA (2000) Recommended Seismic Design Provisions for New Moment Frame Buildings Report. FEMA 350, Federal Emergency Management Agency, Washington DC.
20. FEMA (2005) Improvement of Nonlinear Static Seismic Analysis Procedures. FEMA- 440, Federal Emergency Management Agency, Redwood City.
21. Shi, G., Wang, M., Bai, Y., Wang, F., Shi, Y.J., and Wang, Y.Q. (2012) Experimental and modeling study of high-strength structural steel under cyclic loading. Engineering Structures, 37, 1-13.