بررسی عملکرد اتصالات صلب تیر با مقطع کاهش یافته با سخت کننده‌های افقی و قائم در قاب خمشی فولادی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه غیرانتفاعی ایوان‌کی، سمنان، ایران

2 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه غیرانتفاعی ایوان‌کی، سمنان، ایران

3 گروه مهندسی عمران، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

چکیده

در این تحقیق، رفتار اتصالات تیر با مقطع کاهش یافته (RBS) تقویت شده با استفاده از سخت کننده ­های افقی و قائم تحت بارگذاری چرخه ­ای مورد بررسی قرار گرفته و تأثیر سخت کننده­ ها بر بهبود رفتار چرخه ­ای اتصالات مطالعه گردیده است. از نرم افزار اجزا محدودی ABAQUS جهت صحت‌سنجی و شبیه­ سازی رفتار اتصال RBS استفاده شده است. مطالعه ­ی پارامتری با تغییر جنس و نحوه­ ی آرایش سخت ­کننده ­ها در محل اتصال انجام شد. نتایج تحلیل­ های اجزا محدودی انجام شده نشان داد که در حالت استفاده از ترکیب دو سخت ­کننده­ ی افقی و دو سخت کننده ­ی قائم، مقاومت اولیه و نهایی اتصال در مقایسه با اتصال بدون سخت کننده به ترتیب 6/2 و 26/1 درصد افزایش یافته است. در حالت استفاده از سخت کننده ­های افقی و قائم با پیکربندی مستطیلی، با طول برابر با 75 درصد طول ناحیه­ ی کاهش مقطع و ارتفاع برابر با 75 درصد ارتفاع تیر، مقاومت اولیه و نهایی اتصال در مقایسه با حالت بدون تقویت به ترتیب حدود 6 و 20 درصد افزایش یافته است. با مقایسه استفاده از فولاد­های ST37 و ST52 در سخت کننده­ ها، مشاهده گردید که هر دو حالت دارای تأثیر یکسانی در افزایش مقاومت اتصال بوده ­اند و می­ توان از تأثیر جنس فولاد سخت کننده ­ها در افزایش مقاومت اتصال صرف نظر کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation the cyclic behavior of rigid RBS connections with horizontal and vertical stiffeners in steel moment- resisting frame

نویسندگان [English]

  • Vahid Saberi 1
  • Hamid Saberi 1
  • Masoud Salimikia 2
  • Abbasali Sadeghi 3
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, University of Eyvanekey, Semnan, Iran
2 Master, Department of Civil Engineering, University of Eyvanekey, Semnan, Iran
3 Department of Civil Engineering, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran
چکیده [English]

In this study, RBS connections behavior reinforced by horizontal and vertical stiffeners is assessed under cyclic loading and the effect of stiffeners is studied in order to improve the cyclic behavior of connections. The Finite Element ABAQUS software has been used to verify and simulate reduced beam section (RBS) connection behavior. Parametric studies have been conducted by changing the stiffeners number, material and arrangement in the connection area. The finite element analysis results showed that when using a combination of two horizontal and two vertical stiffeners, the initial and ultimate strength of the connection have increased by 6.2% and 26.1%, respectively, compared to that of the connections without stiffeners. When using horizontal and vertical stiffeners in a rectangular arrangement with a length equals to 75% of the section reduction area length and its height equals to 75% of beam height, the initial and ultimate strength of the connection has been increased by 6% and 20%, respectively in comparison the state without stiffeners. By comparing the use of ST37 and ST52 in stiffeners, it has been observed that both used steels have the same effect on the connection strength. Meanwhile, the effect of steel material of stiffeners could be ignored in improving the connection strength.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reduced Beam Section (RBS) Connection
  • Cyclic Loading
  • Horizontal Stiffener
  • Vertical Stiffener
  • ABAQUS Software

مراجع

[1] V. Saberi, H. Saberi, A. Sadeghi, A. Collapse Assessment of Steel Moment Frames Based on Development of Plastic Hinges, Journal of Science and Technology, (2020). (In Persian).
[2] A. Sadeghi, S. Hashemi, K. Mehdizadeh. Probabilistic Assessment of Seismic Collapse Capacity of 3D Steel Moment-Resisting Frame Structures. Journal of Structural and Construction Engineering, (2020). (In Persian).
­[3] M. Tahamouli Roudsari, S. H. Moradi. Experimental and Numerical Assessment of Reduced IPE Beam Sections Connections with Box-Stiffener. International Journal of Steel Structures, 18(1) (2018) 255-263.
[4] I. Kanao, T. He, Z. Yu, K. Morisako. Behavior of RBS Beams Reinforced by Stiffeners Subjected to Cyclic Loading. Journal of Engineering, 2018.
[5] N. K. Berde, U. R. Awari, S. A. Kulkarni. Behavior of Reduced Beam Section Moment Connection with Varying Thickness of Continuity Plate. International Journal of Sustainable Construction Engineering and Technology, 8(1) (2017) 77-83. 
[6] M. A. Morshedi, K. M. Dolatshahi, S. Maleki. Double reduced beam section connection. Journal of Constructional Steel Research, 138 (2017) 283-297.
[7] M. Tahamouli Roudsari, K. H. Jamshidi, M. M. Zangeneh. Experimental and Numerical Investigation of IPE Reduced Beam Sections with Diagonal Web Stiffeners. Journal of Earthquake Engineering, 22(4) (2016) 533-552.
[8] R. Rahnavard, A. Hassanipour, N. Siahpolo. Analytical study on new types of reduced beam section moment connections affecting cyclic behavior. Case Stud. Struct. Eng., 3(2014) 33-51.
[9] A. K. Swati, V. Gaurang. Study of steel moment connection with and without reduced beam section. Case Studies in Structural Engineering, 1(2014) 26-31.
[10] A. Deylami, A., & A. M. Tabar. Promotion of cyclic behavior of reduced beam section connections restraining beam web to local buckling. Thin-Walled Structures, 73(2013) 112-120.
[11] S. W. Han, K. H.  Moon, S. H. Hwang, B.Stojadinovic. Rotation capacities of reduced beam section with bolted web (RBS-B) connections. Journal of Constructional Steel Research, 70(2012) 256-263.
[12] S. R. Mirghaderi, S. Torabian, A. Imanpour. Seismic performance of the Accordion-Web RBS connection. Journal of Constructional Steel Research, 66(2)(2010) 277-288.
[13] A. Imanpour, S. R. Mirghaderi, F. Keshavarzi, B. Khafaf. Numerical Evaluation of New Reduced Beam Section Moment Connection. In Structures Congress 2008: Crossing Borders 1-10.
[14] F. X. Li, I. Kanao, J. Li, K. Morisako. Local buckling of RBS beams subjected to cyclic loading. Journal of structural engineering, 135(12)(2009) 1491-1498.
[15] ABAQUS/standard, Version 6.11. (2012). ABAQUS, Inc., Pawtucket, R.I.
[16] INBC. Design and Construction of Steel Structures. Tehran: Ministry of Housing and Urban Development, Iranian National Building Code, Part 10. (2013). (In Persian).
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 54، شماره 4
تیر 1401
صفحه 1273-1310

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار