بررسی رفتار چرخه ای اتصال خمشی تیر به ستون قوطی با استفاده از ورقهای بال جوش شده و لچکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

در این مقاله رفتار اتصال خمشی تیر I-شکل به ستون قوطی مورد بررسی قرار گرفته است. اتصال تیر به ستون قوطی با استفاده از ورق های بال جوش شده است. در این اتصال تیر مستقیما به بال ستون متصل نمی شود. ورقهای بال توسط جوش گوشه به بالهای تیر متصل می شوند و بوسیله جوش شیاری با نفوذ کامل به بال ستون متصل می شوند. برای بررسی رفتار چرخه ای این اتصال از نرم افزار اجزای محدود غیر خطی ABAQUS 6.8.1 استفاده شده است. نتایج نشان می دهد در جوش شیاری متصل کننده ورقهای بال تیر به بال ستون تنش زیادی وجود دارد و احتمال شکست ترد و در نتیجه رفتار غیر شکل پذیر اتصال وجود دارد. برای کاهش تنش در جوش شیاری از ورقهای لچکی روی هر یک از ورقهای بال تیر استفاده شده است. ورقهای لچکی توسط جوش شیاری به بال ستون و توسط جوش گوشه به ورقهای بال تیر متصل شده اند. نتایج تحلیل اجزای محدود نشان می دهد استفاده از لچکی موجب کاهش تنش در جوش شیاری متصل کننده ورقهای بال تیر به بال ستون می شود. همچنین ورقهای لچکی تاثیر مهمی در رفتار کلی اتصال نمی گذارند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study of Cyclic Behavior of Moment Connection of Beam to Built-up Box Column with Welded Flange Plates and Vertical Rib Plates

نویسندگان [English]

  • ardeshir deylami 1
  • Alireza Tolou Kian 2
1 Associate Professer, Department of Civil & Environmental Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran
2 M.Sc. Student, Department of Civil & Environmental Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran
چکیده [English]

This paper presents a study on moment connection of I-beam to built-up box column using flange plates. In this type of connection, the beam flanges are not connected to the column flange directly. The flange plates are fillet welded to the beam top and bottom flanges and CJP groove welded to the column flange. To investigate the cyclic behavior of the connection, nonlinear finite element program ABAQUS 6.8.1 is used. Results show that stress in the groove weld between beam flange plates and column flange is high which results in potential of brittle fracture and non-ductile behavior of the connection. To reduce the stress in the groove weld, single and double trapezoidal rib plates are installed on each beam flange plates. The rib plates are groove welded to the column flange and fillet welded to beam flange plates. Results of finite element analysis show that use of the rib plates although have no significant effect on global behavior of the connection but they result in reduction in the stress in the groove weld between beam flange plates and column flange.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Moment connection
  • I-beam
  • Built-up box column
  • cyclic behavior
  • Brittle fracture
  • Trapezoidal rib plates

مراجع

[1] Chen, C. C.; Lin, C. C.; Tsai, C. L.; “Evaluation of reinforced connections between steel beams and box columns”, Engineering Structures, vol. 26, pp. 1889–1904, 2004.
[2] Miller, D. K.; “Lessons learned from the Northridge earthquake”, Engineering Structures, vol. 20, pp. 249-260, 1998.
[3] Lee, C. H.; “Seismic design of rib-reinforced steel moment connections based on equivalent  strut model”, Structural Engineering, vol. 128,pp. 1121-1129, 2002.
[4]Engelhardt, M. D.; Sabol, T. A.; “Reinforcing of steel moment connections with cover plates: benefits and limitations”, Engineering Structures, vol. 20, pp. 510-520, 1998.
[5] Federal Emergency Management Agency, FEMA-355D: State of the art report on connection performance, SAC Joint Venture, Sacramento, California, 2000.
[6] Chen, C. C.; Chen, S. W.; Chung, M. D.; Lin, M. C.; “Cyclic behavior of unreinforced and rib-reinforced moment connections”,Constructional Steel Research, vol. 61, pp. 1–21, 2005.
[7]Federal Emergency Management Agency, FEMA-350: Recommended seismic design criteria for new steel moment-frame buildings,SAC Joint Venture, Sacramento, California,2000.
[8]AISC, American Institute of Steel Construction, Specification for structural steel buildings, Chicago, 2005.
[9] Hibbit; Karlsson; Sorenson; ABAQUS Theory Manual, Pawtucket, RI, 2008.
[10]AISC, American Institute of Steel Construction, Seismic provisions for structural
steel buildings, Chicago, 2005.
[11]Ghobadi, M. S.; Mazroi, A.; Ghassemieh, M.; “Cyclic response characteristics of retrofitted moment resisting connections”, Constructional Steel Research, vol. 65, pp. 586–598, 2009.
[12] Kim, Taejin; Experimental and analytical performance evaluation of welded steel moment connections to box or deep W-shape columns, PhD dissertation, Engineering-civil and environmental engineering , University of California, Berkeley, 2003.
[13] Goswami, R.; Murty, C. V. R.; “Improved configuration of I-beam to box columnconnections in seismic steel moment
frames”, Fourteenth World Conference on Earthquake Engineering (14WCEE), China, October 2008.
[14] Mazzolani, F. M.; Moment Resistant Design of Steel Frames in Seismic Areas, 1st Edition, E & SPON, 2000.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار