بررسی تاثیر انحراف تیر در اتصال گیردار فلنجی تیر به ستون بر افت مقاومت اتصال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

در بعضی مواقع به علت مسائل معماری تیرهای فولادی به صورت مورب )زاویه دار( به ستون متصل می‌شوند. استفاده از تیرهای مورب موجب می‌شود در بر اتصال علاوه بر لنگر خمشی، لنگر پیچشی نیز به اتصال وارد شود. در اتصالات گیردار فلنجی تیر به ستون لنگر پیچشی اضافی وارده، موجب افزایش تنش‌های برشی در صفحه انتهایی می‌شود که در ترکیب با تنش‌های برشی ناشی از نیروی برشی موجود در اتصال می‌تواند منجر به افت مقاومت اصطکاکی و در نتیجه لغزش اتصال در بر ستون شود. در این پژوهش به بررسی لغزش در اتصال تیر مورب به ستون، در اتصالات گیردار فلنجی پرداخته شده است. بدین منظور 122 مدل غیرخطی المان محدود تحت زوایای انحراف 10 ، 20 ، 30 و 45 در پلان مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج حاکی از آن است که در تیرهای با زاویه انحراف پایین، افزودن یک یا دو ردیف پیچ میانی، روش مناسبی برای کاهش افت مقاومت اصطکاکی در تیرهای مورب می‌باشد. افت مقاومت اصطکاکی تیرهای با زاویه انحراف 45 درجه قابل توجه می‌باشد و در نتیجه جهت جبران آن تعداد قابل توجهی پیچ باید به اتصال افزوده شود و ممکن است به لحاظ محدودیت هندسی اتصال افزودن تعداد کافی پیچ برای جبران افت مقاومت میسر نباشد. بنابراین توصیه می‌شود در تیرهای با انحراف 45 درجه از نوع دیگری از اتصالات استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study of the effect of skewed beam-to-column connections on loss of strength in endplate moment connections

نویسندگان [English]

  • M. Hoseinzadeh Asl
  • M. Saeidzadeh
Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Skewed beams may be utilized due to the architectural limitations. The use of skewed beam cause to initiation of torsional moment, in addition to flexural moment, at the connection face. In the beams with end plate connections, the torsional moment creates shear stress at the end plates which in combine with the shear stress due to connection shear force can lead to reduction in the connection frictional strength and the end plates slippage. This paper investigates the slippage of the end plates of skewed beam with rigid connection to columns with end-plates. 122 finite element non-linear models are used to study the end plate moment connections with skewed beams with 10, 20, 30 and 45 degree of deviation in the plan. The results showed that for the beams with low degree of deviation, the addition of one or two rows of bolts is a suitable method for reducing the loss of strength for skewed beams. For high deviation angle of 45 degree the friction strength loss is considerable and so large number of bolts may be required to be added to recover the friction strength loss, which may not be possible due to the geometric limitations of the connection and so it is recommended in the beams with 45 deviation angle other types of connections to be used.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rigid connection
  • Endplate moment connection
  • skewed beam
  • Friction strength loss
  • slip
[1] N.B.R.o. Iran, Design and Construction of Steel Structures,Ministry of roads and Urban developement, Deputy for Housing and Constructions, 2013(in Persian).
[2] M. Zarean, B. Hoseini Hashemi, M. Hoseini, Seismic behavior of rigid connection of oblique beam in plan to steel box column with use of top and bottom cover plates, 4th National Conference on Steel and Structures, Iranian Society of Steel Structures, Tehran, 2013(in Persian).
[3] A. Fiouz, M. Mahini, A. Ahmadi, Study of seismic behavior of oblique beams with reduced beam section with different angles, 3th International Congress on Civil Engineering, Architecture and Urban Development, Tehran, 2015(in Persian).
[4] W.A. Thornton, L. Kloiber, Connections for skewed beams, North American Steel Construction Conference, Modern Steel Construction, 1999.
[5] AISC, Steel Construction Manual,14th ed, American Institute of Steel, 2011.
[6] M. Al Hijaj, M. Mahamid, Behavior of skewed extended shear tab connections part I: Connection to supporting web, Journal of Constructional Steel Research, 128(Supplement C) (2017) 305-320.
[7] M. Mahamid, M. Al Hijaj, Behavior of skewed extended shear tab connections part II: Connection to supporting flange, Journal of Constructional Steel Research, 128(Supplement C) (2017) 462-472.
[8] M. Al Hijaj, M. Mahamid, Behavior of Skewed Extended Shear Tab Connections, Structures Congress 2015.
[9] M. Mahamid, M. Al Hijaj, Behavior of Stiffened Skewed Extended Shear Tab Connections, Geotechnical and Structural Engineering Congress, 2016.
[10] A. Zareia, M. Vaghefi, A.R. Fiouz, Numerical investigation seismic performance of rigid skewed beam-to-column connection with reduced beam section, Structural Engineering and Mechanics, 57(3) (2016) 507-528.
[11] Y. Shi, G. Shi, Y. Wang, Experimental and theoretical analysis of the moment–rotation behaviour of stiffened extended end-plate connections, Journal of Constructional Steel Research, 63(9) (2007) 1279-1293.
[12] AISC360, Specification for structural steel buildings: American Institute of Steel Construction, AISC, 2010.
[13] Ansys Workbench, 2016.
[14] AISC358, Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications, AISC, 2014.
[15] C.G. Salmon, J.E. Johnson, F.A. Malhas, Steel Structures: Design and Behavior, 5th Edition ed., Pearson International Edition, 2009.