ارائه پروتکل بارگذاری برای اتصالات خمشی فولادی در ایران

برای بررسی رفتار سازه و مولفه‌های آن در برابر نیرو‌های لرزه‌ای، ایجاد یک تاریخچه بارگذاری هماهنگ برای آزمایش‌ها که الگو مناسبی را از واقعیت نشان دهد، لازم است. مقاومت و ظرفیت تغییر شکلی بستگی به خسارت تجمعی دارد و هر کدام از اجزا دارای یک حافظه دائمی از خسارات و رخداد‌های گذشته می‌باشند. در هر لحظه از زمان می‌توانند تمامی چرخه‌های پشت سر گذاشته‌ی خود را که در کاهش سلامت این اجزا دخالت داشته‌اند به خاطر بیاورند، که هدف از یک پروتکل بارگذاری دستیابی به این مهم می‌باشد. به گواهی اطلاعات و مستندات علمی ایران از خطرپذیرترین مناطق جهان محسوب می‌شود. به همین دلیل بررسی عملکرد اتصال‌ها باید مورد توجه بیشتری قرار گیرد. در این مطالعه قاب‌های خمشی فولادی 7، 12 و 20 طبقه به عنوان نمونه مطالعاتی انتخاب شدند و با تهیه فهرست مناسب شتاب‌نگاشتی از زلزله‌های اتفاق افتاده در ایران بین سال‌های 1357 تا 1386 ، درخواست‌های اعمالی ناشی از زلزله به این مولفه سازه مورد بررسی قرار گرفت. برای تهیه پروتکل بارگذاری اتصالات خمشی تحلیل تاریخچه‌زمانی با فهرست شتاب‌نگاشت‌های پیشنهادی انجام شد و با استفاده از روش شمارش چرخه رین‌فلو شبه‌سنجه‌های خسارتی برای نمونه‌های مطالعه به دست آمده‌است. تعداد چرخه‌های خسارتی، مجموع بازه‌های تغییر شکلی، بازه تغییر شکلی و بیشینه بازه تغییر شکلی شبه‌سنجه‌های درخواست می‌باشند که این شبه‌سنجه‌ها برای تمام طبقات نمونه‌های مطالعه بررسی و مقایسه می‌شوند. در ادامه برآورد آماری بر روی شبه‌سنجه‌های خسارتی انجام ‌شد و مقادیر هدف به دست آمده‌است. و در نهایت پروتکل بارگذاری برای اتصالات خمشی رایج در ایران پیشنهاد شده‌است

Effect of Loading Protocol on the Steel Moment Connections in Iran

Premature rupture of steel structures in seismic Northridge connections led to investigate the connection performance against the forces of earthquake, many researchers are studied. The performance of these joints and connections against forces caused by various kinds of earthquakes, accurate determination of the used parameters and bearing capacity parameters of connections. The fact that no two earthquakes are similar adds emphasis to adopting a coordinated approach for testing different structural elements. These requirements results in developing standard loading histories called loading protocols. Today, the everincreasing development of using steel in the construction industry in Iran has become clearly evident. Considering the fact that Iran is an earthquakeprone country, identifying the behavior of these structures against earthquake forces assumed importance. Seven, twelve and twentystory steel moment frames were selected as research models, and after preparing a proper list of accelerograms recorded in the course of earthquakes occurred in Iran during 19782007 , the seismic demands applied to structural components were estimated. Regarding the catastrophic aftermath of earthquakes, having a reliable approach to assess the seismic demands proper to the region of interest seems inevitable. The scope of this study is to provide a list of farfield seismic records applicable to 2D nonlinear time history analyses in Iran. To do that a set of 2000 seismic records from Iran's seismic records database has been investigated basedon their characteristics, amongst are focal distance, magnitude, rupture mechanism, frequency content, and soil profile, resulting in compilation of a list of 20 accelerograms for the purposes of the two dimensional and nonlinear analyses in Iran. The proposed accelerograms portray as a true area’s seismic movement as possible. In continuation of study, the final coefficient of scale for the accelerograms for the steel moment frames is calculated with a point to point differentiation method in periodic intervals corresponding to each frame. For the coefficient of scale, an operation conducted in a way that for each accelerogram in the average spectrum, an appropriate response is determined. Timehistory dynamic analysis has been carried out by using the list of proposed accelerogram records aiming at preparing the loading protocol of steel moment connections, and the rainflow cycle counting technique has been employed to determine damage parameters for research models. Considering the fact that strength and deformation capacities depends on cumulative damage in earthquake engineering, every component has a permanent memory of past damaging events and at any instance in time it will remember all the past excursions (or cycles) that have contributed to the deterioration in its state of health. A loading protocol is developed specifically for this purpose.For developing the loading protocol of momentresisting connections, the time history is analyzed using the proposed set of accelerograms recorded, and by applying the method of rainflow cycle counting, damage parameters are determined for the research models. The number of damaging cycles, total deformation range, deformation range and peak of deformation range are the employed parameters, which will be evaluated and compared for all the layers of the research models. Afterwards, statistical estimations are performed on damage parameters and target values are established. Finally, a loading protocol is recommended for momentresisting joints commonly used in Iran which has the capacity of being applied to the considered structural elements under one general state.