ارزیابی عملکرد اتصال فلنجی تیر به ستون فولادی با بکارگیری ورق موج‌دار در جان مقاطع i شکل و فناوری نانو در مصالح

از جمله نقاط ضعف اتصالات خمشی در زلزله‌های بزرگ، گسیختگی المان‌های تشکیل دهنده‌ی اتصال و خرابی اجزای اصلی سازه مانند ستون، قبل از خرابی سایر اعضا بوده، که خود منجر به خرابی کل سازه می‌گردد. بنابراین معرفی یک سیستم اتصال خمشی که با رفتار مناسب، بدون ایجاد خرابی در المان‌های اصلی اتصال و اعضای اصلی سازه، انرژی القایی زلزله را به خوبی مستهلک کند، ضروری می باشد. همچنین، یکی دیگر از دلایل کاهش مقاومت سازه‌ها در برابر زمین لرزه‌های بزرگ، عملکرد نامناسب مصالح مصرفی تحت تنش می‌باشد. لذا در مقاله حاضر، عملکرد لرزه ای اتصال فلنجی تیر به ستون فولادی با بکارگیری ورق موجدار در جان مقاطع i شکل و فناوری نانو در مصالح مورد بررسی قرار می گیرد. متغیرهای مورد بررسی به ترتیب شامل سه نوع شکل ورق در جان مقطع تیر (ساده، موج دار کرکره ای، موج دار ذوزنقه ای)، سه نوع ضخامت ورق و دو نوع خصوصیات مصالح (وجود و عدم وجود نانو ذرات) می باشند. بدین ترتیب 18 مدل عددی با ابعاد، خصوصیات و طول یکسان در حالت های مختلف با استفاده از روش اجزای محدود به کمک نرم افزار abaqus شبیه سازی می شوند. در بیشتر حالت های مورد بررسی، افزایش میزان ضخامت ورق جان منجر به افزایش میزان جذب انرژی نمونه های مورد بررسی شده است. همچنین با افزایش ضخامت، مقادیر تنش های ایجاد شده در اکثر نمونه ها کاهش یافته است، این در حالیست که در نمونه های دارای شکل هندسی ذوزنقه ای اینگونه نبوده و با افزایش ضخامت از 10 به 20 میلیمتر، مقادیر تنش های ایجاد شده بیشتر شده است. بر اساس نتایج به دست آمده از این پژوهش، افزایش ضخامت المان های سازه ای همیشه منجر به کاهش مقادیر تنش های وارده به سازه نشده و شکل هندسی المان در مقادیر تنش های وارده به سازه بسیار تاثیرگذار است.

Seismic Evaluation of Steel Beam-Column End-Plate Connection, using Corrugated-Web I Sections and Nanotechnology in Materials

Among the weaknesses of moment connections in large earthquakes were the damage of the connection’s elements and main components of the structure, such as the column, prior to the failure of other members, which causes the total collapse of the structure. Therefore, it is necessary to introduce a moment connection system which dampens the earthquake induction energy well, without damaging the main elements of connection and main structural members. Also, another reason for the low resistance of structures against large earthquakes is the inappropriate function of materials under stress. Therefore, in this study, the seismic performance of steel beamcolumn endplate connection using corrugated sheets in Isection and nanotechnology in materials is investigated. The variables studied consist of three types of sheets in the web section (plan, corrugated), three types of sheet’s thicknesses and two types of material properties (St 37 and nanoparticles). Thus, 18 numerical models with similar dimensions, properties and lengths are simulated with the finite element method using Abaqus software. In most of the cases studied, increasing the thickness of the web’s sheet leading to an increase in the energy absorption of the investigated samples. Also, by increasing the thickness, the values of stresses in most samples decreased, However, in the samples with trapezoidal geometries by increasing the thickness from 10 mm to 20 mm, the stress values were increased. According to the results of this study, increasing the thickness of structural elements does not always lead to a decrease in the stress values applied to the structure and the geometrical shape of the element is very effective in the stress values.