رفتار چرخه ای اتصال گیردار پیچی به کمک ورق های روسری و زیرسری

مطابق با لزوم مبحث دهم لرزه ای مقررات ملی ساختمان، در اتصال از پیش تایید شدۀ پیچی به کمک ورق های روسری و زیرسری نسبت دهانۀ آزاد تیر به عمق مقطع (l/d) برای قاب های خمشی متوسط و ویژه نباید به ترتیب کمتر از 7 و 9 و همچنین ضخامت بال مقطع تیر نباید بیشتر از 30 میلی متر منظور گردد. از طرفی، گرچه عمق مقطع تیر به 1000 میلی متر محدود شده است، به دلیل ملاحضات معماری عمدتاً از پدید آمدن آویزِ تیر در سقف اجتناب میشود. بنابراین، استفاده از این نوع اتصال از پیش تایید شده در ساختمانهای فولادی متداول خصوصاً با دهنه های نسبتاً بزرگ به دلیل تجاور نسبت دهانۀ آزاد تیر به عمق مقطع و یا ضخامت بال مقطع تیر از حدود آیین نامه ای با چالش مواجه شده است. در این پژوهش، جهت بررسی اثر محدودیتهای آیین نامهای بر رفتار چرخه ای این اتصال، دوازده نمونه با l/d برابر با 12 ، 9 ، 7 ، 6 و ضخامت بال تیر برابر با 20 ، 30 ، 35 میلی متر مورد مطالعه قرار گرفته اند. از حیث شکل پذیری، مبنای پذیرش اتصال صلب در مقررات ملی ساختمان رسیدن به دوران نظیر تغییر مکان جانبی نسبی طبقه حداقل برابر با 04 / 0 در قابهای خمشی ویژه و 02 / 0 در قابهای خمشی متوسط است. نتایج حاصله نشان میدهد که به کارگیری این نوع اتصال در قابهای خمشی ویژه با l/d برابر با 7 و افزایش ضخامت بال مقطع تا 35 میلی متر حد شکل پذیری زیاد را تامین نموده و بنابراین قابل قبول است. همچنین اتصالی که ضخامت بال مقطع تیر آن به 30 میلیمتر محدود شده است تا l/d برابر با 12 شکل پذیری مد نظر مقررات ملی برای قاب های خمشی ویژه را برآورده می نماید. در خصوص قابهای خمشی متوسط نیز به کارگیری اتصال پیچی به کمک ورقه ای روسری و زیرسری با نسبت دهانۀ آزاد تیر به عمق مقطع تا 12 و ضخامت بال تیر تا 35 میلی متر حدود شکل پذیری مربوط به قاب های خمشی متوسط را برآورده نموده و بنابراین قابل قبول است.

cyclic behavior of bolted flange plate moment connection

understanding the exact real performance of rigid connections in steel moment frames is very important. not paying enough attention in connection design process may lead to not only local connection damages but also other structural members’ failure or even building collapse. according to seismic requirements of the tenth topic of national building regulations of iran, clear span to depth ratio of beam (l/d) in the prequalified bolted flange plate moment connection shall be limited to 7 and 9 or greater respectively for intermediate moment frames and special moment frames and the beam flange thickness shall be limited to 30 millimeters too. although the beam depth is limited to 1000 millimeters in this type of prequalified moment connection, due to architectural limitations and urbanism requirements, it is usually unacceptable to design such deep beam in the conventional residential buildings. so, in spite of its wide use and practical utility because of exceeding the clear span to depth ratio or beam flange thickness limitations, applying this kind of moment connection in steel moment frame structures is sometimes impossible specially in big span structures. to study the effect of these limitations on cyclic behavior of aforementioned rigid connection towel samples in l/d of 6, 7, 9, 12 and beam flange thickness of 20, 30, 35 were considered and modeled in a finite element software. first of all, the moment connection designed to have enough strength. then, in term of ductility, the moment connection acceptance criterion is to count the rotation corresponding to related inter story displacement of 0.04 and 0.02 in special moment frames and intermediate moment frames respectively. the results show that applying this type of connection in special moment frames in l/d of 7 and beam flange thickness up to 35 millimeters provides required ductility, and thus, is acceptable. in addition, the moment connection in l/d up to 12 which it’s flange thickness limited to 30 millimeters has enough ductility to pass seismic requirements of the tenth topic of national building regulations. in intermediate steel moment frames, applying bolted flange plate connection in clear span to depth ratio of beam up to 12 and the beam flange thickness up to 35 millimeters fulfills the seismic requirements. comparison between models was shown that although by increasing the beam flange thickness and decreasing clear span to depth ratio of beam, the strength of connection is improved up to 37%, the connection ductility is reduced and so, the connection capacity is decreased. the von mises stress distribution in samples show that the plastic hinges are almost located on the last row of bolts from column faces. the maximum stress in beams which observed in distance range of 20 to 100 centimeters from column faces has exceeded the yield stress and shows protected zone. as expected, the beams failure mode is top or bottom plate buckling. as a research suggestion, it seems that it is possible to combine these three limitations (clear span to depth ratio of beam, beam section flange thickness, and beam section depth) to gain a more comprehensive and useful phrase.