بررسی عددی رفتار اتصالات تیر پیوند خمشی با مقطع کاهش یافته به ستون

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه

چکیده

قابهای برون محور فولادی، ویژگی سختی الاستیک بالا که در قابهای با مهاربندی هم محور وجود دارد با خاصیت استهلاک پایدار انرژی که در قابهای خمشی موجود است را همزمان دارند. در این نوع از سیستم های مقاوم لرزه ای، انرژی اغلب از طریق تیرهای پیوند مستهلک می گردد که به سه نوع تیر پیوند کوتاه برشی، تیر پیوند متوسط با رفتار برشی-خمشی و تیر پیوند بلند خمشی تقسیم می شوند. اتصال تیر پیوند به ستون در قابهای برون محور فولادی بایستی لنگر خمشی و نیروهای برشی بسیار بالایی را تحمل کند تا تیر پیوند به دوران پلاستیک مورد نیاز دست یابد. اتصال تیر پیوند بلند به ستون بدلیل پتانسیل گسیختگی بالای آن در اتصال بال تیر پیوند به ستون در معرض شکست بوده و قابل کاربرد در مناطق با لرزه خیزی شدید نمی باشد. برای غلبه بر این مشکل بایستی تمرکز تنش و کرنش را از انتهای تیر پیوند در محل اتصال به ستون دور نگه داشت. استفاده از تیر پیوند با مقطع کاهش یافته می تواند مفصل پلاستیک را به ناحیه با مقطع کاهش یافته انتقال داده و از شکست اتصال جلوگیری کند. این مقاله کاربرد روش کاهش مقطع (RBS) را در تیرهای پیوند بلند بررسی کرده و رفتار اتصال تیرهای پیوند بلند با مقطع کاهش یافته به ستون را مورد بررسی قرار می دهد. تحلیلها با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS انجام گرفته و نتایج آنالیزها نشان می دهد که با این روش تمرکز تنش و کرنش از انتهای تیر پیوند در نزدیک وجه ستون تا حدود زیادی دور شده و رفتار اتصال بهبود می یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

NUMERICALLY INVESTIGATION OF THE BEHAVIOR OF LONG LINK-TO-COLUMN CONNECTIONS WITH REDUCED SECTION

نویسندگان [English]

  • Fakhroddin Ahmadi Danesh Ashtiyani
  • ali naserifar
چکیده [English]

Eccentrically braced frames (EBFs) combine the high elastic stiffness of concentrically braced frames with the ductility and stable energy dissipation of moment resisting frames. In these types of frames energy often dissipated through links that vary from short shear yielding to long flexural yielding link. Link-to-column connections in eccentrically braced frames must transmit large moments and shear forces to facilitate link rotation. Previous researches has shown that link-to-column connections in long links are prone to failure at low drift levels due to their susceptibility to fracture at the link flange-to-column connections and they aren’t applicable in sever seismic environments. To overcome this problem it is necessary to keep away stress and strain concentration from the ends of link connections. The use of link with reduced section can transmit plastic zone to reduced part and prevent connection failure. This paper investigates the application of RBS method in long links and studies the behavior of reduced long link to column connections. The analysis is conducted using the ABAQUS FEM software package. The analytical results show that this technique keeps away stress and strain concentration from the end of link beam near the face of column to some extent and improve the connection behavior.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Link Beam
  • RBS
  • Numerical analysis
  • Connection

 

  1. Hjelmstad, K. D., and Popov, E. P. (1983). "Cyclic behavior and design of link beams." J. Struct. Engrg., ASCE, 109(10), 2387-2403.
  2. Malley, J. O., and Popov, E. P. (1984). "Shear links in eccentrically braced frames."

J. Struct. Engrg., ASCE, 110(9), 2275-229.

  1. Prinz, G.S., Richards, P.W. (2009). "Eccentrically braced frame links with reduced web sections Journal of Constructional Steel Research 65 (2009) 1971-1978
  2. Okazaki T, Engelhardt MD, Nakashima M, Suita K. “Experimental performance of link-to-column connections in eccentrically braced frames”. J Struct Eng 2006;132(8):1201-11.
  3. American Institute of Steel Construction, (AISC). Seismic provisions for structural steel buildings. Chicago: Standard ANSI/AISC 341-05, AISC; 2005.
  4. Jeffrey W. Berman, Taichiro Okazaki and Heidrun O. Hauksdottir. "Reduced Link Sections for Improving the Ductility of Eccentrically Braced Frame Link-to-Column Connections." J. Struct. Engrg., Vol. 136(5), 2010.
  5. Engelhardt, M. D., Fry, G., Johns, S., Venti, M., and Holliday, S. 2000. "Behavior and design of radius-cut, reduced beam section connections. " Rep. No. SAC 00/17, SAC Joint Venture, Richmond, Calif.
  6. ANSI/AISC “Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications,”
  7. Engelhardt, M. D., Winneberger, T., Zekany, A. J., and Potyraj, T. J.1998. "Experimental investigation of dogbone moment connections. " Eng. J., 35(4), 128–139.
  8. Jones, S. L., Fry, G. T., and Engelhardt, M. D. 2002. "Experimental evaluation of cyclically loaded reduced beam section moment connections. " J. Struct. Eng., 128(4), 441–451.
  9. ABAQUS Version 6.4 Documentation. ABAQUS Inc. 2004.