ارزیابی آزمایشگاهی عملکرد اتصال گیردار با قابلیت تعویض پذیری

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

دانشکده ی مهندسی عمران - دانشگاه سمنان

چکیده

در قاب‌های خمشی بدلیل تشکیل مفاصل پلاستیک در تیرها، تعمیر سازه‌ها پس از وقوع زلزله نیازمند صرف هزینه‌های گزاف و زمان زیادی خواهد بود و در برخی موارد نیاز است تا سازه تخریب گردد. در این راستا اتصالاتی تحت عنوان اتصالات با قابلیت تعویض‌پذیری مطرح گردیدند. در این مطالعه به بررسی آزمایشگاهی 4 نمونه با مقیاس کامل از یک اتصال گیردار با قابلیت تعویض پذیری تحت بارگذاری چرخه‌ای پرداخته شده است. نتایج مطالعات آزمایشگاهی نشان داد که در اتصال پیشنهادی مفصل پلاستیک در ورق‌های فیوز تشکیل شده و قابلیت تعویض پذیری برای آن وجود داشته است. با این وجود کمانش زود هنگام ورق‌های فیوز بال تیر موجب از دست رفتن 22 درصد از ظرفیت خمشی طراحی فیوز شده است. از طرفی سختی اتصال با تعویض ورق‌های فیوز با کاهش 8/61 درصدی همراه بوده است. همچنین نتایج نشان داد با فراتر رفتن از حد در نظر گرفته شده در آیین‌نامه‌های طراحی، تعویض پذیری اتصال امکان پذیر بوده و عملکرد آن بهبود یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental investigation of the performance of replaceable-rigid connection

نویسندگان [English]

  • P. Tarighi
  • M. A. Kafi
  • Reza Vahdani
F‌a‌c‌u‌l‌t‌y o‌f C‌i‌v‌i‌l E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g S‌e‌m‌n‌a‌n U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y
چکیده [English]

After the Northridge earthquake, a set of prequalified connections were introduced by international design codes. Thease connections include reduced beam secrion (RBS) moment connection, bolted unstiffended and stiffended extended end-plate moment connection, bolted flange plate (BFP) moment connection, welded unreinforced flange-welded web (WUF-W) moment connection, kaiser bolted bracket (KBB) moment connection, conxtech conxl moment connection, sideplate moment connection, simpson strong tie strong frame moment connection, double tee moment connection, slottedweb (SW) moment connection. After ensuring the seismic performance of this set during earthquakes, concerns surfaced that forming plastic hinges in beam elements would result in either making repairs impossible or incredibly expensive in the event of a moderate or severe earthquake. Hence, a type of replaceable connections was introduced wherein plastic hinges would be placed in pre-determined elements. Their intuitive replaceability feature would make repairs and reutilization of the structure a much easier task. In this study, the experimental investigations of 4 full-scale samples of a replaceable rigid connection under cyclic loading were carried out. The results of the experiments demonstrated that in the proposed connection, the plastic hinge is formed in the fuse element while the beam and the column maintain their elasticity, allowing the connection to be replaced. Also, taking into account the early buckling of the fuse plates installed on the beam flanges, the moment capacity of the connection is decreased by 22 percent compared to the moment capacity of the fuse. According to the results obtained from the backbone diagrams, stiffness of the connection after replacing the fuse plates in P12 and P15 samples has decreased by 8.61% and 6.14%, respectively; this could be due to slight changes on the holes on the beam web and flanges as well as changes in the pre-tensioning forces of the bolts. Investigations have revealed that, the 20% increase in the moment capacity of the fuse (using 15 mm-steel plates instead of 12 mm in the fuse plates of the beam flanges) has increased the cumulative energy dissipation of the connection by 12%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rigid connections
  • replaceability
  • fuse
  • cyclic loading
  • prequalified connections