بررسي رفتار اتصال پيچي با ورزق انتهايي در قاب سه طبقه فولادي با روش اجزاي محدود

Finite Element Model of a Three Story Steel Frame with Bolted Connections and End Plates

به دليل عدم قطعيت هاي متعدد در زمان ساخت، نصب اتصالات فلنجي و پيچيدگي هاي رفتار نيمه گيرداري آنها، رفتار اين اتصالات در سازه با رفتار آنها وقتي بصورت جداگانه مورد مطالعه قرار مي گيرند، متفاوت است. در تحقيق حاضر، رفتار يك نمونه سيستم اتصالات فلنجي در شرايط واقعي در يك قاب سه طبقه فولادي سه بعدي به روش حل مسئله معكوس تعيين شده است. براي شبيه سازي رفتار اتصال در مدل اجزاي محدود قاب سه طبقه فولادي سه بعدي، از شش المان خطي در ميان دو صفحه اتصا ل كه با فاصله كوچكي از يكديگر قرار دارند استفاده شد. فركانسهاي شش مود اول سازه به ازاي مدول يانگ هاي مختلف براي المان تير با استفاده از آناليز مودال به دست آمد. با انجام فرايند بهنگام سازي براي مدل اجزاي محدود قاب سه طبقه فولادي سه بعدي از طريق كاهش تفاوت فركانس هاي طبيعي تجربي و تحليلي آن، المان تير با مدول يانگ مشخص جايگزين سيستم اتصال فلنجي تعيين گرديد. مدل بهنگام شده، ضمن ارائه تقريب بسيار خوب از فركانس هاي طبيعي قاب سه طبقه فولادي سه بعدي، يك رفتار انعطاف پذير را در درجات آزادي مختلف براي اتصال به دست مي دهد و مي تواند رفتار نيمه گيرداري اتصال را در سازه به خوبي نشان دهد. تعيين فركانس طبيعي به عنوان يكي از پارامترهاي مهم تحليل ديناميكي يك سازه از اهميت ويژه اي برخوردار مي باشد. كارهاي انجام شده در زمينه تعيين فركانس هاي طبيعي يك سازه نشان مي دهد كه تفاوت قابل توجهي بين نتايج تجربي و تحليلي متعارف سازه ها وجود دارد كه يكي از دلايل اين تفاوت به نحوه ساده سازي مدل مسئله برمي گردد.

Due to uncertainties manufacture of flange connections and complexity of their semi-rigid behavior, the behavior of such joints in the structure and the behavior of them when they are studied separately is different. In the present study, the behavior of a flanged joint system in real condition in a three story steel frame, three dimensional inverse problem solving method has been determined. To simulate the behavior of such a joint (beam elements and two plates with small gap from each other), a three story steel frame was modeled using finite element method. Frequencies vibration modes of structure for different modulus of elasticities were obtained using modal analysis. For the updating process for the three story steel frame, three dimensional finite element model by reducing the differences between experimental and analytical natural frequencies, the element beam flange connection system was replaced with specified Young’s modulus. Updated model, while providing a good approximation of natural frequencies in three story steel frame, a flexible behavior in different degrees of freedom could be attained to demonstrate the semi-rigid behavior in the structure.