ارزيابي لزوم استفاده از ورق پيوستگي در اتصالات ConxL در ستون‌هاي قوطي شكل توخالي

The Evaluation of the Necessity of using the Continuity Plate in the Conxl Connections in the Hollow Box-Shaped Columns

در ساليان اخير يكي از فناوري‌هاي استفاده شده در اتصالات ساختمان‌هاي فولادي اتصال كان ايكس ال (ConxL) مي‌باشد. اين نوع اتصال روشي مناسب جهت دستيابي به اتصالي محكم و مطمئن با حذف جوش هاي كارگاهي و نصب آسان، مي‌باشد. در مطالعه حاضر به ارزيابي استفاده از ورق پيوستگي در اتصالات ConxL در ستون هاي قوطي شكل توخالي پرداخته شده است. پارامترهاي مورد بررسي به ترتيب شامل ضخامت ورق پيوستگي (5، 10 و 15 ميليمتر) و نسبت سطح مقطع حفره موجود در ورق پيوستگي به كل سطح مقطع ورق پيوستگي (0، 50 و 100 درصد) مي‌باشد. به عبارتي ورق پيوستگي مورد استفاده در محل اتصال يك بار در حالت بدون حفره، يكبار در حالت 50 درصد حفره و يكبار در حالت 100 درصد حفره (بدون ورق پيوستگي) مورد ارزيابي قرار گرفته است. به منظور شبيه سازي اتصالات اشاره شده از روش اجزاء محدود به كمك نرم افزار ABAQUS استفاده گرديد. اعتبارسنجي روش اجزاي محدود به كار رفته، با استفاده از شبيه سازي عددي يك نمونه آزمايشگاهي اتصال تير به ستون مورد بررسي قرار گرفت و تطابق مناسبي بين مدل اجزاء محدود و نمونه آزمايشگاهي مشاهده گرديد. نتايج حاصل نشان داد كه ظرفيت جذب انرژي اتصالات Conxl كه داراي ورق پيوستگي مي‌باشند، در بيشترين و كمترين حالت به ترتيب به مقدار 36 و 15 درصد نسبت به حالت بدون ورق پيوستگي افزايش يافته است. همچنين وجود حفره در ورق‌هاي پيوستگي منجر به افزايش ظرفيت جذب انرژي اتصالات Conxl شده است؛ بطوريكه به عنوان مثال ظرفيت جذب انرژي اتصالاتي كه در آنها از ورق پيوستگي داراي 50 درصد حفره استفاده شده است، نسبت به مقادير متناظر با حالت بدون حفره براي ضخامت‌هاي 5، 10 و 15 ميليمتر به ترتيب 9، 12 و 14 درصد افزايش يافته است. دليل اين موضوع آن است كه حفرات موجود در ورق‌هاي پيوستگي منجر به تسليم زودتر ورق پيوستگي شده و از آسيب‌هاي ناشي از تمركز تنش در نقاط اتصال تير و ستون جلوگيري مي‌كنند و بدين ترتيب منجر به افزايش ظرفيت جذب انرژي اتصالات Conxl مي‌گردند.

In recent years, one of the technologies used in steel building connections is ConxL connection. This kind of connection is a suitable method for achieving a solid and reliable connection by removing workshop welds and easy installation. The present study evaluates the use of continuity plate in ConxL connections in hollow square columns. The parameters studied are the thickness of continuity plate (5, 10 and 15 mm) and the cross-section ratio of cavity in continuity plate to total cross-section (0, 50 and 100%), respectively. In other words, the continuity plate used at connection in a cavity-free state was once evaluated in 50% and once in 100% cavity state (without continuity sheet). In order to simulate the mentioned connections, the finite element method was used with the help of ABAQUS software. Validation of finite element method, using numerical simulation of a beam-to-column connection laboratory sample was investigated and suitable agreement was found between the finite element model and the experimental specimen. The results showed that the energy absorption capacity of Conxl connection with continuity plate increased to 36% and 15% in the highest and lowest cases, respectively. Also, the cavity in continuity plate has led to an increase in the energy absorption capacity of Conxl joints; For example, the energy absorption capacity of connections in which continuity plate with 50% cavity has been used has increased by 9, 12, and 14%, relative to the cavity-free values for thicknesses of 5, 10 and 15 mm, respectively. The reason for this is that the cavities in continuity plate lead to the earlier yield of plate and prevent damage from stress concentration at connection points of beam and column and so that leads to increase the energy absorption capacity of Conxl connections.