بررسي رفتار اتصال گيردار صليبي شكل تير به ستون با مقطع I شكل تحت بارگذاري چرخه‌اي

Study of behavior rigid connection T-shaped beam column I shape under cyclic loading

ساختمان تركيبي است در فضا كه از المان‌هاي سازه‌اي تيرها و ستونها و المان هاي غيرسازه‌اي نما كف و پارتيشن كه با انواع مختلف اتصالات با هم جفت شده‌اند تشكيل شده است. پاسخ واقعي چنين سيستمي تركيبي به بارهاي ديناميكي و استاتيكي مختلف، بسيار پيچيده است. زيرا وابسته به هندسه مصالح و انواع بارگذاري مي‌باشد و متاثر از تعداد زيادي از اندركنش هاي سازه‌اي و غير سازه‌اي است مشخصه‌هايي كه هنوز بخوبي شناخته نشده‌اند. در مجموع سازه به تنهايي يك سيستم سه بعدي فضايي است، كه پاسخش به محركات بسيار متاثر از رفتار اتصالات تير به ستونش مي باشد. در اين تحقيق به بررسي رفتار اتصال گيردار صليبي شكل تير به ستون با مقطع I شكل تحت بارگذاري چرخه‌اي پرداخته شده است. براي اين منظور بعد از اطمينان از صحت نتايج عددي با استفاده از نرم افزار آباكوس به بررسي 11 نمونه اتصال تحت بارگذاري چرخه‌اي پرداخته مي‌شود. در هر يك از نمونه‌هاي مورد مطالعه به بررسي تاثير پارامترهاي مختلف از فاصله ستون‌ها مشخصات هندسي تيرها طول عرض و ضخامت سخت‌كننده‌هاي كناري پرداخته شد. بعد از گرد‌آوري مطالب به روش مطالعات كتابخانه‌اي با بررسي مدل‌سازي نرم‌افزاري و استخراج نتايج حاصل نمونه‌ها و مقايسه عددي بين آنها اين نتايج حاصل شد از بين پارامترهاي مورد بررسي از قبيل فاصله بين ستون‌ها مشخصات هندسي تيرها ضخامت عرض و طول سخت‌كننده كناري نمونه با طول سخت كننده 400ميليمتر و با ضخامت 15 ميليمتر با نيروي 52.179كيلونيوتن داراي نسبت به نمونه‌هاي مشابه به ترتيب89.6 درصد 65.32 درصد 63.5 درصد 23.7 درصد داراي ظرفيت باربري بيشتري مي‌باشد. از نظر مقايسه مقدار انرژي جذب شده با افزايش ضخامت سخت كننده‌كناري به 20 ميليمتر با مقدار انرژي جذب شده 6.298 كيلونيوتن در متر نسبت به ساير نمونه‌ها به طور متوسط11 درصد داراي قابليت استهلاك انرژي بيشتري مي‌باشد. در حالت كلي مي‌توان گفت كه تغييرات در مشخصات هندسي سخت‌كننده‌ها تاثير بيشتري در عملكرد نمونه‌ها نسبت به ساير پارامترها دارد.

Due to the extensive use of built up I shaped columns in steel frames especially in Iran conducted studies have so far only considered the rigid connection between beams and the major axis of I shaped profiles. Hence box columns have become the most commonly used structural elements in two way moment frames. However less complicated less time consuming and less costly construction of double profiles in building sites rather than that of box columns in fabrication companies suggest the novel idea of a rigid connection to the minor axis of built up I shaped columns by haunch plates. Initially data from a rigid beam to column flange connection were used to verify numerical analysis and result owing to the unavailability of experimental data concerning rigid beam to web connections. Thereafter seven numerical models of a one sided sub assembly of beamto column web connection with different arrangements of the haunch plates and vertical and horizontal continuity plates were designed and assessed by means of finite element method using ABAQUS. After that parameters such as restraint percentage stiffness strength, plastic hinge location and also ductility under cyclic loads were calculated for each model. Results indicated that adding haunch plates along with horizontal and vertical continuity plates in the panel zone of double I shaped columns can lead to significant increases in connection stiffness as it restricts relative rotation of the tip of top and bottom connection plates. Consequently models number HP6 and HP7 with respective stiffness values of 27.4 and 28.67 can be categorized as rigid connections by AISC.