اثر عمق تیر در رفتار اتصال صلب تقویت‌نشده‌ی جوشی به ستون جعبه‌ای فاقد ورق پیوستگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

2 دانشجوی دکتری مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

چکیده

اتصال صلب تقویت نشده جوشی (WUF-W) یکی از پرکاربردترین انواع اتصالات صلب فولادی در قاب‌های خمشی است. با وجود متداول بودن استفاده از ستون‌ جعبه‌ای در ایران، به دلیل چالش‌های نصب ورق پیوستگی در ستون جعبه‌ای، توسعه روابط طراحی ستون‌های جعبه‌ای بدون ورق پیوستگی و ارائه راه‌های خلاقانه برای جایگزینی ورق پیوستگی در ستون جعبه‌ای همواره مورد توجه محققین، طراحان و سازندگان بوده است. در این پژوهش به‌منظور بررسی رفتار اتصال WUF-W تیر به ستون جعبه‌ایِ فاقد ورق پیوستگی، با تمرکز بر اثر عمق تیر بر رفتار اتصال، 18 مدل تحت بارگذاری چرخه‌ای و بارگذاری تک‌آهنگ مورد مطالعه عددی قرار گرفتند. نتایج این پژوهش نشان داد که اگرچه با تعیین مقدار کمینه ضخامت وجه ستون مطابق با الزامات ویرایش چهارم مبحث دهم مقررات ملی ایران، رفتار اتصالات بدون ورق پیوستگی در حدود ضوابط آیین‌نامه AISC 341-16 و مبحث دهم به نظر می‌رسد، اما با بررسی توزیع کرنش‌های پلاستیک معادل، حالت تغییرشکل یافته‌ی نمونه‌ها و صلبیت اتصالات مطالعه شده، مشخص شد که اتصالات بدون ورق پیوستگی به دلیل ناکافی بودن سختی دورانی کاملاً صلب نبوده و در زمره اتصالات نیمه‌صلب طبقه‌بندی می‌شوند؛ بنابراین به نظر می‌رسد که بهتر است تا مشابه با استانداردهای Eurocode 3 و AIJ، در مبحث دهم نیز ضوابط پذیرش اتصالات صلب بر اساس سختی دورانی بحث شود. همچنین مطالعه اثر عمق تیر بر رفتار اتصال نشان داد که اگرچه تغییر عمق تیر اثر چندانی بر الگوی منحنی هیسترزیس در اتصالاتِ بدون ورق پیوستگی ندارد، اما با کاهش 46 درصدی عمق تیر توزیع کرنش پلاستیک معادل در محل اتصال بال تیر به وجه ستون تا حدود 55 درصد یکنواخت‌تر شده و همچنین صلبیت اتصالات از 11 تا 23 درصد افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  1. Asghari, A. (2018) Steel Structures Design. 3, AUP. Iran (in Persian).
  2. INBC (4th) (2013) Iranian National Building Code, Part 10 (Steel Building Design and Construction). Tehran (in Persian).
  3. Torabian, Sh., Mirghaderi, S.R., and Keshavarzi, F. (2012) Moment-connection between I-beam and built-up square column by a diagonal through plate. Journal of Constructional Steel Research. 70, 385-401.
  4. Rezaeain, A., Jahanbakhti, E., and Fanaie, N. (2020) Numerical Study of Panel Zone in a Moment Connection without Continuity Plates. Journal of Earthquake Engineering. Taylor and Francis Group. DOI:10.1080/13632469.2019. 1695021.
  5. Blodgett, O.W. (1972) Design of Welded Structures. The James F. Lincoln Arc Welding Foundation. Ohio.
  6. ANSI/AISC 341-10 (2010) Seismic Provisions for Structural Steel Buildings. American Institute of Steel Construction, Illinois.
  7. ANSI/AISC 341-16 (2016) Seismic Provisions for Structural Steel Buildings. American Institute of Steel Construction, USA.
  8. ANSI/AISC 360-16 (2016) Specification for Structural Steel Buildings. American Institute of Steel Construction, USA.
  9. ANSI/AISC 341-22 (2021) Public Review draft of Seismic Provisions for Structural Steel Buildings. American Institute of Steel Construction, USA.
  10. INBC (5th) (2020) Initial Draft of Iranian National Building Code, Part 10 (Steel Building Design and Construction), Tehran (in Persian).
  11. Roeder, C.W. (2001) Connection Performance State of Art Report. (FEMA Rep. No. 355D) Federal Emergency Agency, Washington DC.
  12. ANSI/AISC 358-16 (2016) Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications. American Institute of Steel Construction, USA.
  13. Ahmady Jazany, R. and Hosseini Hashemi, B. (2010) Experimental study on the continuity plate configuration effect on seismic behavior of panel zone with unequal beam depth. 14th European Conference on Earthquake Engineering, Republic of Macedonia.
  14. Hwang, S.H., Moon, K.H., Han, S.W., and Lee, J.Y. (2010) Inelastic cyclic loading testd on welded unreinforced flange-welded web (WUF-W) Moment Connections. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure and Construction, 26(10), 61-66 (in Korean).
  15. Sanieei Nia, Z., Ghasemieh, M., and Mazroi, A. (2013) Panel zone evaluation of direct connection to box column subjected to bidirectional loading. Design Tall Spec. Build., 23(11), 833-853.
  16. Rezaifar, O. and Younesi, A. (2016) Investigation of the behavior of the joints of the beam to box column by using the triangular perimeter plates and internal continuity. 2nd National Conference on Iranian Structural Engineering, Tehran.
  17. Han, S.W., Moon, K.H., and Jung, J. (2014) Cyclic performance of welded unreinforced flange-welded web moment connections. Earthquake Spectra, 30(4), 1663-1681.
  18. Han, S.W., Jung, H., and Ha, S.J. (2016) Seismic performance of wuf-w moment connections according to access hole geometries. Earthquake Spectra, 32(2), 909-926.
  19. Kafi, M.A. and Tarighi, P. (2017) Evaluation of using triangular plates as continuity plates in box column section in prequalified welded connections under cyclic loading. Journal of Structural and Construction Engineering, 3(4), 120-138.
  20. Han, S.W. and Kim, N.H. (2017) Permissible parameter ranges of access hole geometries for wuf-w connections. Earthquake Spectra, 33(2), 687-707.
  21. Jahanbakhti, E., Fanaie, N., and Rezaeian, A. (2017) Experimental investigation of panel zone in rigid beam to box column connection. Journal of Constructional Steel Research, 137, 180-191.
  22. Sim, H.B., Ballantyne, G., Chen, A., and Uang, C.M. (2017) Effect of beam tension on cyclic performance of WUF-W steel moment connection. Journal of Structural Engineering, 143(9), DOI: 10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0001833.
  23. Jung, S.H., Alemayehe, R.W., Park, M.W., and Ju, Y.K. (2019) Beam-column connection with 1200 mm deep multi-reduced taper beam for intermediate moment frame. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction, 35(4), 135-140 (in Korean).
  24. Reynolds, M. and Uang, C.M. (2019) Alternative Weld Details and Design for Continuity Plates and Doubler Plates for Applications in Special and Intermediate Moment Frames. Department of Structural Engineering, University of California, San Diego.
  25. Hamedi, F., Rahmani, K., and Adibzadeh, S.B. (2020) Cyclic behavior of bolted flange plate moment connection. Modares Civil Engineering Journal, 20(6), 47-61 (in Persian).
  26. Nunez, E., Lichtemberg, R., and Herrera, R. (2020) Cyclic performance of end-plate biaxial moment connection with HSS columns. Metals, 10(11), Doi10.3390/met10111556.
  27. Twizere, M. and Taskin, K. (2021) Numerical Analysis of Square Hollow Column-Beam Connections by Abaqus. Journal of Science and Technology, 22(1), 55-63.
  28. EN 1993-1-8 (2005) Eurocode 3: Design of Steel Structures – Part 1-8: Design of Joints. European Committee for Standardization,
  29. Architectural Institute of Japan (AIJ) (2021) Recommendation for Design of Connections in Steel Structures; Architectural Institute of Japan (AIJ): Tokyo, Japan (in Japanese).
  30. Li, L., Zheng, F.H., Zhang, H.D., and Fu, Y.Q. (2021) Effect of residual stress in longitudinal and transverse weld on global stability of box section steel column. The 10th Global Conference on Materials Science and Engineering (CMSE 2021), Ukraine.
  31. Azhari, M. and Mirghaderi, S.R. (2015) Steel Dtructures Design – Seismic Design Division.   4. Arkan-Danesh, Iran (in Persian).
  32. Saneei Nia, Z., Ghasemieh, M., and Mazroi, A. (2013) WUF-W connection performance to box column subjected to uniaxial and biaxial loading. Journal of Constructional Steel Research, 88, 90-108.
  33. Naaman, A.E. and Jeong, S.M. (1995) Structural Ductility of Concrete Beams Prestressed with FRP Tendons, Nonmetalic (FRP) Reinforcement for Concrete Structures. Second International RILEM Symposium (FRPRCS-2), Belgium, 379-386.
  34. Rezaifar, O., Yousefi, S.H. Yoonesi, A., and Gholhaki, M. (2019) Analytical study of seismic behavior types of the arrangement effect on the continuity plates in rigid connection between beam to concrete filled steel tube (CFST) columns. Ferdowsi Civil Engineering, 31(1), 127-140.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 23 اسفند 1400
  • تاریخ بازنگری: 03 خرداد 1401
  • تاریخ پذیرش: 06 تیر 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار