عنوان پایان‌نامه
ارزیابی عددی رفتار لرزه ای اتصال خمشی تیر با موج دار کردن جان توسط میمرخ لوله به ستون در ناحیه مفصل پلاستیک
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2154;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71990
- تاریخ دفاع
- ۱۰ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- احسان اخوه
- استاد راهنما
- سیدرسول میرقادری, مهدی قاسمیه
- چکیده
- پس از زلزله 1994 نورثریج مطالعات گسترده¬ای بر روی اتصالات RBS انجام شد. اتصال RBS به علت عملکرد لرزه¬ای مناسب و مزایای اقتصادی، به عنوان یک اتصال تأیید صلاحیت شده برای قاب¬های خمشی ویژه به¬خصوص در ساختمان¬های بلند، شناخته‌شد. در این اتصال بخشی از بال تیر در فاصله مشخصی از بر ستون و به میزان مورد نیاز بریده می¬شود تا مدول پلاستیک مقطع و درنتیجه مقاومت خمشی مقطع تیر در این ناحیه کاهش یابد. با کاهش مقاومت خمشی تیر، مفصل پلاستیک در این ناحیه از تیر و با فاصله از بر ستون، متمرکز می‌شود. اما اتصالات RBS متعارف دارای برخی مشکلات و کاستی¬هایی ازجمله مقاومت کم در برابر کمانش جانبی- پیچشی و کمانش-های موضعی بال و جان می¬باشد که باعث ایجاد محدودیت در استفاده از این اتصال می¬نماید. در این تحقیق نوع جدیدی از اتصال RBS با عنوان اتصال RBS با جان موج¬دار با به¬کارگیری از نیم¬رخ لوله در ناحیه مفصل پلاستیک تیر معرفی شده است. در اتصال پیشنهادی، مشابه اتصال RBS متعارف، از ایده¬ی کاهش مقاومت خمشی مقطع در ناحیه تضعیف‌شده تیر استفاده گردیده است. در اتصال پیشنهادی جان صاف تیر در محدوده¬ی مشخصی از تیر با نیم¬رخ لوله جایگزین می¬گردد. به¬علت رفتار آکاردئونی نیم¬رخ لوله به عنوان ورق موج¬دار، جان موج¬دار جایگزین¬شده در تیر در تحمل تنش¬های محوری ناشی از خمش سهم ناچیزی داشته و به میزان کمی در مقاومت خمشی ناحیه تضعیف¬شده مشارکت می¬نماید و درنتیجه تیر از نظر خمشی تضعیف می¬شود در حالی¬که ظرفیت برشی آن بدون تغییر باقی می¬ماند و تشکیل مفصل پلاستیک به این ناحیه از تیر هدایت می¬شود. همچنین به علت شکل هندسی نیم¬رخ لوله نسبت به شکل¬های هندسی دیگر همچون قوطی، باعث عدم ایجاد تمرکز تنش در لبه¬ها و ایجاد پارگی در تغییر مکان¬های نسبی طبقه بالا می¬گردد. برای ارزیابی رفتار و عملکرد لرزه¬ای و رسیدن به جزئیات¬بندی بهینه برای اتصال پیشنهادی، مطالعات پارامتریک با استفاده از نرم¬افزار اجزاء محدود انجام گرفته است. نتایج حاصل مشخص نمود که عمده چرخش پلاستیک اتصال پیشنهادی ناشی از چرخش شکل¬پذیر و پایدار مفصل پلاستیک می¬باشد. در نهایت با استفاده از تحلیل عددی رفتار کلی و موضعی اتصال پیشنهادی در مقایسه با اتصال RBS متعارف نشان داد که اتصال پیشنهادی دارای پایداری بیش¬تر مفصل پلاستیک است و همچنین با مقایسه اتصال پیشنهادی با اتصال کاهش¬یافته در جان با استفاده از قوطی نشان داد که پتانسیل شکست در اتصال پیشنهادی طی تغییر شکل¬های غیر خطی کم¬تر است.
- Abstract
- After the 1994 Northridge, earthquake RBS connections were developed. Because of the economical features and practical rigid steel connections the RBS connections known as prequalified moment connections in the seismic resistant steel moment frames that are specially used in high rise buildings. In this connection, beam section is weakened in the plastic hinge region; in the ordinary RBS connection often portion of the beam flanges is selectively trimmed in the region adjacent to the beam-to-column connection that causes the plastic hinge module, so bending resistant to form in the weakening section. By decrease of bending resistance of beam the plastic hinge is concentrated in the region adjacent to the beam-to-column. But the ordinary RBS connection has some difficulties and inefficiency such as low lateral-torsional buckling resistance, and web - flange local buckling problem that cause to using of this connection is restricted. This study presents a new type of reduced beam section connection named Accordion Web RBS connection with pipe profile in the plastic region. In this presented connection like the ordinary RBS connection, the idea of the decreasing of bending resistant section in the weakening section was used. The web contribution in moment strength to develop a reduced section in the beam and the flat web at the expected location of the beam plastic hinge is replaced with pipe profile. Because of the accordion behavior of pipe profile as corrugated plate, the corrugated web placed in the beam has fewer corporations in moment strength of weakening region. While the corrugated web has adequate shear strength but the provided moment strength and flexural stiffness are negligible. Also because of the pipe profile geometric respect to the other shapes as box profile, the stress concentration and crushing in edges will not occur in the high order story drift. To investigate the seismic behavior and performance of proposed connection and approach to optimum detailing of the proposed connection, parametric analytical studies were conducted by finite elements application. Based on the analytical results, it is concluded that most of the connection inelastic rotation is provided by the reliable and ductile rotation at the reduced region. Finally the behavior of proposed connection was compared with the conventional RBS by finite element analysis, and the results revealed that pipe-RBS connection was more effective than the RBS connection, and also comparing pipe profile with the box profile in accordion web connection showed that the rupture potential in proposed connection is less than the box profile performance in the large plastic rotations.
