عنوان

مطالعه رفتار اتصالات صلب تیر به ستون با تیرهای غیر منشوری

Number

پ۲۴۱۱۲

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

مطالعه رفتار اتصالات صلب تیر به ستون با تیرهای غیر منشوری

First Statement of Responsibility

علیرضا علی محمدی

Name of Publisher, Distributor, etc.

مهندسی عمران

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۳۹۹

Specific Material Designation and Extent of Item

۱۰۶ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مهندسی سازه

Date of degree

۱۳۹۹/۰۵/۲۰

Text of Note

قابهای خمشی فولادی به عنوان یکی از سیستمهای شکل¬پذیر سازه¬ای در تحمل بارهای جانبی زلزله مورد استفاده قرار می¬گیرند. رفتار اتصالات گیردار تیر به ستون، عامل اصلی تاثیرگذار بر رفتار قابهای خمشی فولادی است. در آیین¬نامه¬های طراحی از جمله مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران برای تأمین ظرفیت دورانی و شکل¬پذیری مورد نیاز، اتصالات از پیش تأیید شده پیشنهاد شده است. در برخی از اجراهای مرسوم در کشور ایران، نوع خاصی از اجرا به نام روش ستونهای درختی به کار گرفته می¬شود که در آن افزایش ظرفیت مقطع تیر از محل مفصل پلاستیک تا بر ستون، با بهره¬گیری از مقطع غیرمنشوری تیر فراهم می¬شود. این نوع از اتصال، پیش تأیید شده نبوده و رفتار آن به صورت جامع مورد بررسی قرار نگرفته است. در این پایان¬نامه با انجام تحلیل اجزای محدود و تحلیل خمیری، ضمن تعیین عوامل تاثیرگذار بر رفتار اتصالات گیردار تیر به ستون با تیرهای غیرمنشوری، رفتار استاتیکی و چرخه¬ای آنها مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور اطمینان از نتایج تحلیل مدل اجزای محدود، آزمایش¬ با بارهای چرخه¬ای بر روی نمونه¬ واقعی اتصالات انجام شد. با اصلاح مدلهای اجزای محدود، مطالعات پارامتریک برای شناخت رفتار اتصالات انجام شده و ضمن شناسایی نقاط ضعف اتصالات، راهکارهائی برای بهبود رفتار آنها پیشنهاد گردید. به دلیل افزایش ارتفاع جان در طول تیرهای غیرمنشوری، احتمال ناپایداریهای موضعی جان وجود دارد. با مطالعه احتمال ناپایداری جان و فرض مکانیزمهای خرابی محتمل، ظرفیت و شکل¬پذیری این نوع از اتصالات، با روش تحلیل خمیری و تئوری خطوط تسلیم مورد بررسی قرار گرفت. با بررسی مکانیزم¬های مختلف و تائید وقوع کمانش موضعی M شکل، روابطی برای تعیین ظرفیت دورانی اتصال مورد بررسی، استخراج و نتایج آن با روش اجزای محدود و داده¬های تجربی مقایسه گردید. مقایسه انجام گرفته تطبیق نتایج حاصل از روابط پیشنهادی را با داده¬های تجربی نشان می¬دهد. همچنین ضمن بررسی روشهای مرسوم در تحلیل و طراحی سازه¬های با ستون¬های درختی و تیرهای با مقطع غیرمنشوری، دقت این روشها مورد ارزیابی قرار گرفت و شیوه مناسب ارتقای ادامه چکیده:تحلیل و طراحی پیشنهاد شد. در صورت استفاده از مقاطع فشرده لرزه¬ای، سخت¬کننده و تأمین طول ناحیه غیرمنشوری به نسبت (2/1– 8/0) ارتفاع تیر، نتایج بدست آمده، تائید الزامات آئین¬نامه¬ای مربوط به تامین شکل¬پذیری و ظرفیت دورانی اتصال را نشان می¬دهد. به بیان دیگر این نوع از اتصالات ضمن تحمل دوران 04/0 رادیان، می¬توانند الزامات پذیرش آئین نامه¬ای را برای استفاده در قابهای خمشی ویژه تأمین نموده و در مجموعه اتصالات از پیش تأیید شده قرار گیرند. همچنین امکان استفاده از مقاطع غیرفشرده تیر و ستون مورد بررسی قرار گرفت. نشان داده شد که با استفاده از سخت¬کننده¬های مناسب می¬توان به ظرفیت خمشی و دورانی مورد نیاز در قابهای خمشی با شکل¬پذیری ویژه دست یافت.

Text of Note

Steel bending frames are used as one of the formable structural systems in bearing lateral loads of earthquakes. Beam-to-column connection behavior is a major factor influencing the behavior of steel bending frames. The tenth article of the National Building Regulations of Iran in the design regulations proposes pre-approved connections to provide the required rotational capacity and ductility. In some common performances in Iran, a special type of performance is used called tree column method, in which the use of non-prismatic beam cross-section increases the cross-sectional capacity of the beam from the plastic joint to the column. This type of connection has not been pre-approved and its behavior has not been comprehensively investigated. In this thesis, the factors affecting the behavior of beam-to-column connections with non-prismatic beams, static behavior and their cycles were studied using finite element analysis and paste analysis. In order to ensure the results of the finite element model analysis, the experiment was performed with cyclic loads on the real sample of the connections. Parametric studies have been performed to identify the behavior of connections by modifying the limited component models, and while identifying the weaknesses of the connections, strategies have been proposed to improve their behavior. There is a possibility of local instability of the web due to the increase in the height of the web along the non-prismatic beams. The probability of web instability and the assumption of possible failure mechanisms, capacity, and formability of this type of connection were examined by the method of paste analysis and the theory of yield lines. By examining the various mechanisms and confirming the occurrence of M-shaped local buckling, the relationships for determining the rotational capacity of the joint were examined and determined, and its results were compared with the finite element method and experimental data. The comparisons show that the results of the proposed relationships are consistent with experimental data. In addition, the accuracy of these methods was evaluated while reviewing the conventional methods in the analysis and design of structures with tree columns and beams with non-prismatic cross-section and the appropriate method of improving the analysis and design was suggested. The results of the use of seismic compression sections, stiffness, and the length of the non-prismatic area (0.8-1.2) to the height of the beam indicate the ductility and rotational capacity of the connection. In other words, this type of connection can withstand the rotation of 0.4 radians and can meet the requirements of the regulations for use in special bending frames and be included in the set of pre-approved connections. The possibility of using non-compressed sections of beams and columns was also examined. It has been shown that using appropriate stiffness can achieve the required appropriate bending and rotational capacities in bending frames with special ductility

Entry Element

‏ علی محمدی

Part of Name Other than Entry Element

‏ علیرضا

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

حسین زاده

Part of Name Other than Entry Element

‏ یوسف

Dates

استاد راهنما

Entry Element

تبریز