بررسی عددی تأثیر جزئیات چشمه اتصال در عملکرد اتصالات تیر فولادی به ستون بتنی در ستونهای گوشه

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

2 استادیار، دانشگاه شهیدمدنی آذربایجان، تبریز، ایران

چکیده

مشاهده ساختمان‌های آسیب‌دیده در برابر زلزله نشان داده است که تحت بارهای لرزه‌ای، اتصالات تیر به ستون آسیب‌پذیرترین المان سازه‌ای بوده و نسبت به سایر اعضای سازه‌ای به توجهات خاص در طرح و اجرا نیاز دارد. از آنجایی که در سازه‌ های با اتصالات تیر فولادی – ستون بتن آرمه1 (RCS) از دو نوع مصالح مختلف در چشمه اتصالات استفاده می شود، لذا جزئیات اتصال این نوع سازه ها می‌تواند نقشی اساسی در عملکرد کلی اتصال داشته باشد. بطور کلی اتصالات سازه‌های RCS به دو دسته تقسیم می شوند: اتصال نوع تیر پیوسته و اتصال نوع ستون پیوسته. هدف از این مقاله تمرکز برروی چشمه اتصالات RCS از نوع ستون پیوسته و مقایسه عملکرد و تأثیر سخت کننده‌های موازی و قطری با یکدیگر درخصوص نحوه توزیع تنش-کرنش و خرابی بتن ناشی از بارگذاری چرخه ای در چشمه اتصال می‌باشد. برای این منظور اتصالات RCS ستون گوشه با جزئیات مختلف در چشمه اتصال، با استفاده از نرم افزار آباکوس2 مدل‌سازی شده و مورد تحلیل قرار گرفتند. نتایج حاصل از تحلیل المان محدود نشان داد که به‌طور کلی سخت‌کننده‌های موازی اثر محصور کنندگی بهتری از خود نشان می‌دهند ،لکن عملکرد سخت‌کننده‌های قطری از لحاظ مقاومت و شکل‌گیری مفصل پلاستیک در اتصال بهتر می‌باشد. همچنین نتایج نشان داد که افزایش ضخامت سخت‌کننده باعث بهبود رفتار چشمه اتصال شده و اندیس خرابی آن را کاهش می‌دهد . همچنین افزایش ضخامت کاورپلیت عملکرد اتصالات را از لحاظ مقاومت و شکل‌گیری مفصل پلاستیک بهبود می‌بخشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Numerical investigation of the effect of joint core details on the performance of reinforced concrete column to steel beam connection in corner columns

نویسندگان [English]

  • ali azimzadeh 1
  • Abdullah Keyvani 2
  • Nader Hoveidae 2
1 Azarbaijan Shahid Madani university
2 Assistant professor, Faculty of Technology and Engineering, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran
چکیده [English]

The past severe earthquakes around the world have shown that the beam to column connection is prone to failure. Therefore, significant provisions should be considered in the design of the connection. RCS moment-resisting frame systems, consisting of Reinforced Concrete (RC) columns and Steel (S) beams, take advantage of the inherent stiffness and damping, as well as low-cost of concrete, the lightweight and construction efficiency of structural steel. Since two types of materials including steel and concrete are used in a RCS system, the detail of the connection plays a significant role on the overall performance of the system. In general, there are two types of RCS connections, column through type & beam through type. The main objective of this study is to investigate the effect of parallel and diagonal stiffeners on stress-strain propagation and concrete damage in column through type RCS connections. For this purpose, RCS connections with different joint details were modeled and analyzed in ABAQUS. Finite element analyses results showed that parallel stiffeners are more capable to provide confinement in comparison to the diagonal types. However, the performance of diagonal stiffeners in terms of strength and plastic hinge formation in the joint is better than parallel stiffeners. Increase of stiffener thickness causes to improve the performance of joint core and decreases its damage level. Furthermore, increasing in cover-plate thickness improves the performance of connections in terms of of strength and plastic hinge formation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Joint core
  • Parallel stiffener
  • Diagonal stiffener
  • Stress
  • Damage
  • RCS connection

مراجع

[1] Cheng, C. T., Chen, C. C. (2004). ” Test and Behavior of Steel beam and Reinforced Concrete column Connections”. 13
th World Conference on Earthquake Engineering Vancouver, B.C., Canada, Paper No. 422.
[2] Alizadeh, S., Attari, N., Kazemi, M.T. (2013). ”The seismic performance of new detailing for RCS connections”, Elsevier, Journal of Constructional Steel Research 91:pp. 76–88.
[3] Jami, H., Abbaszadeh Shahri, A., Dashti, H. (2012). ”A Feasibility Study on Combined RCS Moment Frames with Concrete and Steel Frames in Upper Level Management”, Life Science Journal- Acta Zhengzhou University Overseas Edition 9.4, pp. 3515-3521.
[4] Sheikh, T. M. (1987). ”Moment connections between steel beams and concrete columns”, PhD Thesis, The University of Texas at Austin, Austin, USA.
[5] Sheikh, T. M., Deierlein, G. G., Yura, J. A., Jirsa, J. O. (1989). ”Beam–column moment connections for composite frames”, part 1. J Struct Eng ASCE, 115(11):pp.2858–76.
[6] Deierlein, G.G. (1988). ”Design of moment connections for composite framed structures”, PhD Thesis, The University of Texas at Austin, Austin, USA.
[7] Deierlein, G. G., Sheikh, T. M., Yura, J. A., Jirsa, J. O. (1989). ”Beam–column moment connections for composite frames”, part 2. J Struct Eng ASCE; 115(11), pp.2877–96.
[8] Nishiyama, I., Kuramoto, H., Noguchi, H. (2004). ”Guidelines: seismic design of composite reinforced concrete and steel buildings”, J Struct Eng ASCE; 130(2), pp. 336–42.
[9] Wahalathantri, B. L., Thambiratnam, D. P., Chan T. H. T., Fawzia, S. (2011). ”A material model for flexural crack simulation in reinforced concrete elements using abaqus”. Queensland University of Technology, Brisbane, pp. 260-264.
[10] Parra-Montesinos, G. J., Wight, J. K. (2000). ”Seismic response of exterior RC column-to steel beam connections”. Journal of Structural Engineering, ASCE 126(10), pp. 1113–21.
[11] ACI-318M-11. (2011).”Building Code Requirements for Structural Concrete”, an ACI Standard and Commentary.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 06 مهر 1396
  • تاریخ بازنگری: 01 اسفند 1396
  • تاریخ پذیرش: 17 اردیبهشت 1397

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار