بررسي اثر خستگي كم‌چرخه شديد تحت بار سيكلي در قابهاي خمشي فولادي با اتصالات تيربا مقطع كاهش‌يافته بروش رشد و بهم پيوستگي حفره ها

Investigating the effect of extremely low cyclic fatigue in steel moment frames with reduced beam section connections

مطالعات انجام شده بر روي اتصالات آسيب‌ديده در زلزله هاي اخير حاكي از آن بود كه خسارت به برخي از سازه‌ها را نمي توان با استفاده از مكانيزمهاي رايج شكست توجيه كرد. اين مساله مربوط به اثرخستگي كم‌چرخه شديد (ELCF) ايجاد شده در اتصالات حياتي سازه و در نتيجه ايجاد شكست دراتصال مورد بررسي بوده است. در سالهاي اخير تلاشهاي تحقيقاتي زيادي براي ايجاد روشي جهت پيش بيني شكست ناشي ازخستگي كم‌چرخه شديد و تفسير مكانيزم شكست در مواد فلزي و اجزا سازه اي انجام شد و ميتوان گفت گسيختگي ناشي از خستگي كم‌چرخه شديد حالت حدي حاكم بر سازه هاي فلزي در زلزله هاي شديد مي باشد. از طرف ديگر بعد از زلزله نورثريج، استفاده از اتصالات خمشي داراي تير با مقطع كاهش يافته كه در مطالعات آزمايشگاهي، ظرفيت شكل پذيري مناسبي نشان داده بود، بسرعت گسترش يافت. اما مطالعات انجام شده بر روي اين نوع اتصال، متمركز بر ظرفيت اتصال بوده است و بحث خستگي كم‌چرخه شديد و مكانيزم شكست در اين نوع اتصال آنچنان مورد توجه قرار نگرفته است. مطالعه حاضر به بررسي اثر خستگي كم‌چرخه شديد در آسيب‌هاي وارده بر اتصالات با تيرهاي داراي مقطع كاهش يافته در قاب هاي فولادي خمشي با استفاده از روش رشد و بهم پيوستگي حفره‌ها تحت بار سيكلي (CVGM) متمركز شده است. در اين راستا اثرات خستگي كم‌چرخه شديد در يك مجتمع تجاري 6 طبقه فولادي خمشي با تيرهاي داراي مقطع كاهش يافته مورد مطالعه قرار گرفت. شاخص شروع ترك بروش CVGM در طبقات مختلف نشان ميدهد كه اگر چه اين شاخص در طبقات چهارم و پنجم بيشترين مقدار را دارد ولي از حد شروع ترك فاصله دارد. بعبارت ديگر اتصالات اين سازه نسبت به مساله خستگي كم‌چرخه شديد تحت ركورد اعمال شده مقاوم بوده دچار كسيختگي ناشي از (ELCF) نخواهند شد.

Studies on damaged connections in recent earthquakes have shown that damage to some of the structures cannot be justified by the use of common failure mechanisms. This is due to the extremely low cyclic fatigue created by the critical cycle on the connections, which leads to a failure in the examined connections. In recent years, a lot of research efforts have been made to create a method for predicting a failure due to extremely low cycle fatigue to interpret the failure mechanism in steel materials and structural components. It can be said that the failure is due to the extremely low cycle fatigue state governing the steel structures in severe earthquakes. On the other hand, after the Northridge earthquake, the use of moment connection with reduced beam section, which showed good ductility in laboratory studies, expanded rapidly. But studies on this kind of connection have focused on capacity, and the extremely low cycle fatigue and failure mechanisms in this type of connection have not been considered. The present study focuses on the effect of extremely low cyclic fatigue on damaged connections with reduced beam section beams in moment steel frames. In this regard, the effects of extremely low cyclic fatigue were studied in a 6-story steel moment frame complex with reduced beam sections. Comparison of the indices of start cracking by extremely low cycle fatigue in different floor showed that this index is far from the beginning of the failure. In other words, the connections with reduced beam sections in this structure will not damage by extremely low cycle fatigue.