ارزیابی اثر «خستگی کم‌چرخه» در رفتار لرزه‌یی «اتصال مستقیم تقویت‌نشده‌ی جوشی» و «اتصال مستقیم تیر با مقطع کاهش‌یافته» درقاب‌های خمشی فولادی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده ی مهندسی عمران، انشگاه سمنان

2 دانشکده ی مهندسی عمران، دانشگاه سمنان

چکیده

پژوهشگران مدت‌ها به موضوع تأثیر خستگی در رفتار سازه‌های فولادی توجه داشته‌اند. با مشاهده‌ی خرابی‌های گسترده‌ی اتصال‌های سازه‌های فولادی پس از زلزله‌ی نورثریج، بررسی موضوع خستگی کم‌چرخه حائز اهمیت شده است. در مطالعه‌ی حاضر، رفتار دو اتصال از پیش تأیید شده‌ی اتصال مستقیم تقویت نشده‌ی جوشی و اتصال مستقیم تیر با مقطع کاهش‌یافته،
تحت اثر خستگی کم‌چرخه بررسی شده و منحنی S-N با روش نستار و نتایج آزمایشگاهی موجود به دست آمده است. چهار سازه با روش تحلیل تاریخچه‌ی زمانی خطی، تحلیل و آسیب ناشی از خستگی تجمعی در دو اتصال اخیر با روش تحلیل خستگی پالمگرن - ماینر بررسی شده است. بیشترین مقدار شاخص خستگی تجمعی در اتصال W‌U‌F-W در تیرها ۱٫۲۹ برابر اتصال R‌B‌S و در ستون‌ها ۱٫۳۴ بوده است. نتایج به دست آمده نشان‌دهنده‌ی نیاز به توجه بیشتر به اثر خستگی کم‌چرخه در اتصال‌های قاب خمشی فولادی، به ویژه در اتصال W‌U‌F-W است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation Of Seismic Low Cycle Fatigue On Welded Unreinforced Flange-Welded Web And Reduced Beam Section On Steel Moment Frame

نویسندگان [English]

  • B. Hoseini Kalej 1
  • M. Gerami 2
  • M. Ghaderi 2
1 D‌e‌p‌t. o‌f C‌i‌v‌i‌l E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g S‌e‌m‌n‌a‌n U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y
2 D‌e‌p‌t. o‌f C‌i‌v‌i‌l E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g S‌e‌m‌n‌a‌n U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y
چکیده [English]

The effect of fatigue on the behavior of steel structures has long been the focus of researchers. However, with the widespread damage of steel structures after the Northridge earthquake, it is important to investigate the issue of low cycle fatigue. The bylaws attempted to address the weaknesses of the connections and introduced prequalified connections. In the present study, the behaviors of two prequalified welded unreinforced flange-welded webs and reduced beam section under low cycle fatigue were investigated. The behavior of high cyclic fatigue was the focus of many researchers, while there is only a limited scope of experimental data available for LCF. In this study, the S-N-curve was used to obtain the Nastar method and available experimental data. This curve was developed using the available experimental results for the low cycle region. Four buildings with different heights were analyzed using linear time history analysis and their behavior under low cycle fatigue was considered. Then, the cumulative fatigue damage was investigated by the Palmgren-Miner fatigue analysis method for the above two connections. Rainflow method was also used for counting cycles. By defining the cumulative fatigue index, for the critical beam of structures, the maximum value of this index was observed at the WUF-W, which was obtained for 0.059 3-storey structure and was increased by 0.24 with the increasing structural height. The index for the critical column in the WUF-W junction in the 15-storey structure was 0.042, while in the other structures, the maximum value was up to 0.197. Also, the fatigue index values for WUF-W binding were higher than those obtained for RBS, indicating that the first connection performance was weaker. Maximum rate of cumulative fatigue index in beams on WUF-W to RBS was 1.29 and for columns, this rate was 1.34. The results indicated the need for greater attention to the effect of low cycle fatigue on connections of steel moment frames, especially on the WUF-W.

کلیدواژه‌ها [English]

  • low cycle fatigue
  • prequalified connections
  • steel structures
  • earthquake