ارزیابی عملکرد قاب خمشی با اتصالات پیچی دارای تیر با مقطع کاهش یافته

از معایب اتصالات کاهش‌یافته در بال، احتمال وقوع پدیده کمانش جانبی پیچشی در تیر است. یک روش موثر در جلوگیری از بروز این پدیده، کاهش مقطع جان به جای کاهش مقطع بال تیر است که ضمن مرتفع نمودن معایب اتصال کاهش‌یافته در بال، رفتار بهتر و شکل‌پذیری بیشتری را فراهم می‌کند. هدف تحقیق حاضر، بررسی تاثیر استفاده از روش کاهش مقطع تیر با تعبیه شیارهای طولی و عرضی بر رفتار قاب‌های خمشی فولادی با اتصالات پیچی می‌باشد. نمونه‌های مورد مطالعه عبارتند از: قاب با تیر با مقطع کامل، و قاب‌های با تیر با مقطع کاهش‌یافته به روش‌های: برش شعاعی در بال، شیار طولی در بال، شیار عرضی در بال، شیار طولی در جان، شیار عمودی در جان، شیار ترکیبی در جان و شیار صلیبی در جان. این قاب‌های یک طبقه یک دهانه، به روش اجزاء‌محدود با اجزای پوسته چهار گرهی s4r و جامد هشت گرهی c3d8r در نرم‌افزار abaqus با فرض رفتار غیرخطی تحلیل شده‌اند. بارگذاری چرخه ای شبه استاتیکی، طبق پروتکل کنترل دسترسی الحاقی، به قاب‌ها اعمال شد. نتایج تحقیق نشان می‌دهد ایجاد تیر با مقطع کاهش یافته می‌تواند سبب انتقال مفصل پلاستیک از بر ستون به فاصله مناسب در محل مقطع کاهش‌یافته شود. همچنین، بیشترین اندیس شکست در قاب با تیر با مقطع کامل رخ داده و کمترین اندیس مربوط به قاب با شیار طولی در جان تیر است. اندیس بزرگ احتمال وقوع پارگی در تغییرمکان‌های نسبی پایین را افزایش می‌دهد. نتایج منحنی چرخه‌ای قاب‌ها نشان می‌دهد قاب با شیار طولی در بال تیر و قاب با شیار عرضی در بال تیر در گام نهایی بارگذاری، یعنی در دو چرخه‌ی آخر با بیشترین زاویه دوران، دچار تنزل مقاومت می شوند. همچنین، قاب با شیار طولی در جان تیر با 31.8 درصد ظرفیت باربری بیشتر و 30.9 درصد استهلاک انرژی بیشتر در مقایسه با سایر قاب‌های با تیر با مقطع کاهش‌یافته عملکرد بهتری دارد.

performance evaluation of bolted moment frame with reduced beam section

the lateral torsional buckling of beam is a disadvantage for connections with reduced beam section (rbs). one effective method for preventing such buckling is to reduce web section (rws) instead of flange. this, not only eliminates the disadvantage of rbs, but also, provides better behavior and more ductility. this paper investigates the effect of longitudinal and transverse web/flange slits on the behavior of bolted steel moment frames. the investigated frames include: frame with full beam section and frames with beams reduced by: radial cut in flange, longitudinal slits in flange, transverse slits in flange, longitudinal slits in web, transverse slits in web, mixed web slits, and, cruciform web slits. these one story one bay frames are analyzed using nonlinear finite elements method with shell elements of type s4r and solid elements of type c3d8r in abaqus. the quasi static cyclic loading according to supplemental access control protocol is applied to the frames. the results show that by using rws beams, the location of plastic hinge can move from column face to an appropriate distance at the reduction region. according to the results, the maximum rupture index (ri) occurs in frame with full (not reduced) section; while, the minimum ri belongs to rws frame with longitudinal web slits. the larger the ri, the greater is the probability of rupture at low drifts. the hysteresis curves of frames show that the strength of frames with longitudinal or transverse flange slits decreases at final step of loading, i.e. at the last two cycles with greatest rotation angles. the frame with longitudinal web slits with 31.8% more load carrying capacity and 30.9% more energy dissipation, shows better performance compared to the other rws or rbs frames.