بررسی رفتار لرزه‌ای اتصالات بال سوراخ شده با سوراخ لوبیایی

به علت بوجود آمدن آسیب در اتصالات بال جوش شده تقویت نشده در زلزله 1994 نورتریج، اتصالات خمشی مقطع تیر کاهش یافته و در بعد از آن اتصالات بال سوراخ شده برای جلوگیری از گسیختگی ترد زودرس در اتصالات جوشی رایج شد. در این مقاله، عملکرد لرزه ای اتصالات مقاوم خمشی با بال سوراخ شده با سوراخ لوبیایی را که به عنوان یک روش ساده برای اتصالات بال سوراخ شده در نواحی لرزه ای، مورد بررسی قرار می‌دهد. اتصالات بال سوراخ شده با بوجود آوردن سوراخ بوسیله مته بروی بال‌های بالا و پایین، در امتداد محور اصلی تیر برای ایجاد یک منطقه ضعیف کنترل شده مفصل پلاستیک جهت کمتر شدن تمرکزهای تنش در لبه‌های اتصال، ایجاد می شوند. در این بررسی، بوسیله تعدادی از مطالعات تحلیلی، بر اساس تحقیقات آزمایشگاهی قبلی، برای ارزیابی اثر استفاده از سوراخ لوبیایی در اتصالات بال سوراخ شده بر پتانسیل شکست در اتصالات جوش شده نفوذی در مقایسه با اتصالات بال سوراخ شده انجام می شود. سوراخ‌های لوبیایی با نسبت‌های متفاوت هندسی و نسبت‌های مقاومت برشی چشمه اتصال استفاده گردید تا بهینه ترین طرح بدست آید که از شکست زودرس در جوش‌های شیاری با نفوذ کامل جلوگیری شود. نتایج نشان داد که طول بهینه سوراخ‌های لوبیایی در نسبت طول لوبیایی به قطر سوراخ تقریباً برابر عدد 2 می باشد که این نسبت با توجه به الگوی ثابت قطر سوراخ‌ها که بوسیله مطالعات قبلی بدست آمده است می‌تواند سبب کاهش کرنش پلاستیک در جوش نفوذی اتصال مستقیم تیر به ستون به طور متوسط به اندازه 28% و کاهش کرنش پلاستیک در کنار سوراخ‌ها به اندازه 70% شود.

Study of Seismic Behavior of Drilled Flange Connection with Slot Hole

Extensive damages in welded unreinforced flange (WUF) connections in 1994 Northridge earthquakes has led to the idea of using reduced beam section (RBS) connections and Drilled Flange (DF) connection to prevent brittle failure modes in welded joints. In this paper, the seismic behavior of DF momentresisting connection with slot holes as an easytoconstruct method for DF connection in seismic regions was investigated. DF connection is made by drilling at top and bottom beam flange along beam main axis to establish an intentional weak point to reduce stress concentration at the beam to column flange welded connection. In this investigation, Finite Element models which were validated with previous experiments were utilized to consider the effect of slot holes in DF connection compared to circular holes on rupture potential of the beam to column welded connection. The utilized FE models of DF connection with various geometric properties and different panel zone strength ratios were developed to investigate the optimum slot hole configuration and reduce the rupture potential at CJP groove weld. The results showed that the optimum drilled slot holes can shift the plastic strain at the beam to column welded connection having the ratio of slot hole length to hole diameter (L/D) by up to 2. Using the configuration of the latter holes, the plastic strain at the beam to column weld connection and around the holes decreases approximately by up to, on average, 28 and 70% respectively compared to corresponding values of DF connection with circular holes.