مطالعه آزمایشگاهی اتصال صلب تیر به ستون پرشده با بتن با دیافراگم داخلی سخت‌شده

ستون‌های cft، گزینه‌ای مطلوب و اقتصادی برای طراحی ساختمان‌های با ارتفاع متوسط و بلند هستند. با این وجود، عدم امکان اجرای ورق پیوستگی داخلی مانند قاب‌های خمشی متداول به‌علت وجود بتن درون مقطع ستون فولادی، باعث ضعیف‌شدن چشمۀ اتصال خواهد شد. در اثر سوراخ‌کاری ورق پیوستگی، توزیع تنش در این ورق نسبت به حالت بدون سوراخ، تغییر کرده و مقاومت و سختی آن کاهش می‌یابد. روش پیشنهادی در این مطالعه جهت بهبود ضعف ناشی از سوراخ‌کاری در ورق پیوستگی، تقویت ورق‌های پیوستگی با گلمیخ است تا قسمتی از نیروی بسیار زیاد ورق پیوستگی به بتن منتقل گردد. جهت بررسی اثر تقویت انجام‌شده روی ورق پیوستگی، دو نمونه اتصال صلب تیر i شکل به ستون  cftبا مقیاس کامل، تحت بار چرخه‌ای مورد آزمایش قرار گرفته است. در بخش دیگر با استفاده از روش اجزای محدود در نرم‌افزار آباکوس، نمونه‌های آزمایشگاهی مدل‌سازی و تحلیل شده است. نتایج نشان داد استفاده از تقویت گلمیخ باعث افزایش ظرفیت خمشی اتصال و انرژی تلف‌شدۀ تجمعی به میزان 7% و %4 نسبت به حالت ورق پیوستگی بدون تقویت می‌شود. به‌علاوه این تقویت باعث جابه‌جایی محل متناظر شاخص گسیختگی حداکثر، از لبۀ بیرونی بال‌های تیر، به اندازۀ 20 درصد عرض بال، به سمت محور طولی تیر خواهد شد. اتصال پیشنهادی با ورق پیوستگی تقویت‌شده، شرایط استفاده در قاب‌های خمشی متوسط در مناطق لرزه‌ای را دارا است.

experimental study of rigid connection of beam to concrete-filled tube column with stiffened internal diaphragm

concrete-filled tube (cft) columns are a favorable and economical option for designing mid-height and tall buildings. however, using internal continuity plates in conventional moment frames will weaken the panel zone since infill concrete is present inside the steel tube column. due to perforation of the continuity plate, stress distribution in this plate changes, and its strength and stiffness decrease. the proposed method in this study is aimed to strengthen the continuity plates with shear stud so as to transfer a part of the high force of continuity plates to the concrete. in this regard, two different full-scale specimens of rigid connections of i-shaped beam to cft column were tested under cyclic loading. in the other part, using the finite element method in abaqus software, the experimental specimens were modeled and analyzed. as a result of the stiffening of the continuity plates, the connection’s bending capacity and cumulative dissipated energy increased by 7% and 4%, respectively. additionally, the stiffening moved the highest rupture index by approximately 20% of the beam flange width from the outer edge of the flanges of the beam to the longitudinal axis of the beam. the proposed connection was approved for use in seismic zones’ intermediate moment frames.