ansys - profdoc.um.ac.irprofdoc.um.ac.ir/articles/a/1016741.pdf · ناﺮـﻤﻋ...

10

Upload: others

Post on 16-Apr-2020

9 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ANSYS - profdoc.um.ac.irprofdoc.um.ac.ir/articles/a/1016741.pdf · ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ ﻲﻠﻣ هﺮﮕـﻨﻛ ﻦﻴﻤﺠﻨﭘ ناﺮﻳا ، ﺪﻬﺸﻣ
Page 2: ANSYS - profdoc.um.ac.irprofdoc.um.ac.ir/articles/a/1016741.pdf · ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ ﻲﻠﻣ هﺮﮕـﻨﻛ ﻦﻴﻤﺠﻨﭘ ناﺮﻳا ، ﺪﻬﺸﻣ
Page 3: ANSYS - profdoc.um.ac.irprofdoc.um.ac.ir/articles/a/1016741.pdf · ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ ﻲﻠﻣ هﺮﮕـﻨﻛ ﻦﻴﻤﺠﻨﭘ ناﺮﻳا ، ﺪﻬﺸﻣ

رانـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389 ارديبهشت 16 تا 14

درتراز فونداسيونصفحات بادبنديبررسي رفتار غيرخطي اتصاالت

، 2 محمد جمال در محمدي طوسي، 1 منصور قلعه نوي

، دانشگاه فردوسي مشهد دانشگاه فردوسي مشهداستاديارزاهدان واحد - اسالمي دانشگاه آزاد سازهدانشجوي كارشناسي ارشد

ir.ac.um@Ghalehnovi

[email protected]

خالصه

يكـي از نكـات مهـم و . بادبندها به عنوان عناصر مقاوم زلزله به اشكال مختلف براي مقاوم سازي ساختمان در مقابل نيروهاي زلزله به كـار مـي رونـد تا كنون مطالعات نسبتا زيادي بـر روي صـفحات بادبنـدي، . مي باشدبرجسته در اين خصوص نوع اتصاالت بادبندها در محل اتصال به تيرها و ستونها

در اين مقاله بـه . مربوط به صفحات اتصال بادبند به تير و ستون در تراز طبقات صورت گرفته و عمدتا بارهاي استاتيكي مورد مطالعه قرار گرفته است .پرداخته شده استبررسي رفتار غيرخطي اتصاالت صفحات بادبندي در تراز فونداسيون

2UNP و بادبنـدها بـا 3IPE14 استفاده گرديـده اسـت كـه سـتونها بـا ANSYSدر اين تحقيق از تحليل استاتيكي غيرخطي افزايشي در نرم افزار رقـي سپس با افـزودن و . مدلسازي شده و ورقهاي بادبندي وكف ستون با ضخامت مشخص، جهت بررسي رفتار غيرخطي اتصاالت به كار رفته است

.به كف ستون در راستاي ورق بادبندي به طوريكه كليه نقاط اتصال به كف ستون جوش شده، نتايج مجددا مورد بررسي قرارگرفت

بااستفاده ازنتايج به دست آمده ازتحليلهاي فوق كه شامل ظرفيت خمشي و تغييرمكان مي باشد،اشكاالت موجود درجـوش اتـصال بـر روي ظرفيـت .ت بررسي شده وراهكارهايي جهت بهبود رفتار اتصال پيشنهاد شده استباربري اين اتصاال

ANSYSاتصاالت بادبندي، تحليل استاتيكي غيرخطي، : كلمات كليدي

مقدمه .1

-ده سازي شدهاي ساها به شكل گسترده روشهاي طراحي اتصاالت در اين ورق)CBF(بعلت رفتار پيچيده ورق اتصال در قابهاي با بادبندهاي هم محور

تاكنون . رسد كه ضريب اطمينان مرتبط با مورد استفاده آنها بسيار متغير استها به اثبات رسيده است اما به نظر ميبا وجود اينكه كفايت اين روش. اندهاي هاي اتصال تحت اثر باررقهاي اتصال بر روي نحوه توزيع تنش االستيك يا رفتار غير االستيك وتمركز اصلي تحقيقات انجام شده در زمينه ورق

در بسياري . با اين حال تاكنون در مورد تأثير طول جوش افقي در ورقهاي اتصال بادبند به كف ستون انجام نشده است. يكنواخت در كشش بوده استي در تحمل بارهاي وارده نداشته و موارد بعلت كوچك بودن كف ستون طول جوش افقي ورق اتصال به كف ستون بسيار كوتاه بوده بطوريكه عمال نقش

در اين پژوهش با افزودن يك ورق متناسب با طول جوش . طراحان با افزايش طول جوش عمودي ورق اتصال به ستون سعي در جبران اين نقيصه دارند .[1]قاب مهاربندي شده گشته است افقي مورد نياز سعي در برطرف كردن اين ايراد و بهبود عملكرد ورق اتصال بادبند به كف ستون و در نهايت

Page 4: ANSYS - profdoc.um.ac.irprofdoc.um.ac.ir/articles/a/1016741.pdf · ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ ﻲﻠﻣ هﺮﮕـﻨﻛ ﻦﻴﻤﺠﻨﭘ ناﺮﻳا ، ﺪﻬﺸﻣ

انرـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389 ارديبهشت 16 تا 14

تحقيقات انجام شده .2

ها بر مبناي اين روش. اندهاي مهاربندي شده با بادبند هم محور جهت پخش انرژي از طريق تسليم يا كمانش اعضاي بادبندي طراحي شدهاكثر قاباي و فشاري زمايشات در دانشگاه آلبرتا انجام شده است تا رفتار چرخهاخيرا يكسري مطالعات و آ. باشندفلسفه طراحي بر اساس ظرفيت استوار مي .[1]اتصاالت ورقهاي اتصال را بررسي نمايند

شود نيروي فشاري در به صورتي كه در اين روش فرض مي. [3]تورنتون يك روش كران پائين براي تعيين مقاومت فشاري اتصاالت با ورق ارائه نمودروش پيشنهادي تورنتون براي محاسبه . هاي تيروستون متقاطع واقع استشود كه در بين انتهاي بادبند و لبهاي تحمل ميتون فرضيورق اتصال به وسيله س

. ]2[ظرفيت كمانش ارتجاعي متعاقبا براي در بر گرفتن اثرات غير ارتجاعي نير توسعه داده شد

].1[ شدند انجام دادندشي اتصاالت با ورق كه تحت بارهاي فشاري يكنوا قرار داده ميهو و چنگ يك تحقيق آزمايشگاهي و عددي بر روي رفتار كمانكار هو و چنگ نشان داد كه كمانش . برنامه آزمايشگاهي آنها بر روي اثرات ضخامت ورق، هندسه، شرايط مرزي و خروج از مركزيت متمركز بود

. آيدافتد كه با استفاده از روش ويتمور به دست ميفاق ميهاي نازك در باري بسيار پائين تر از بار تسليمي اتورقهاي خمشي مود در اعضاي قاب و يام و چنگ مالحظه اثرات ضخامت و اندازه ورق اتصال زاويه بادبند شرايط گيرداري خارج از صفحه باد بند ممان

يام و چنگ .دادندهاي اتصال تحت بار فشاري مورد بررسي قراررقبرون محوري خارج از صفحه بار وارده در مهاربند را بر روي رفتار و مقاومت واور در حوزه ج ممان خمشي موجود در تير و ستون م.هاي ورق اتصال تقريبا نسبت مستقيم با ضخامتشان دارندمالحظه نمودند كه ظرفيت فشاري نمونه

هاي هاي آنها نشان داد روش پيشنهادي تورنتون براي تخمين ظرفيت ورقررسي همچنين نتايج ب.مورد مطالعه اثر چنداني بر ظرفيت فشاري ورق نداشتند .[4]اتصال محافظه كارانه است

موضوع اصلي كار آنها نيز . هايي متشكل از جفت نبشي پشت به پشت متصل به ورق اتصال را مطالعه نمودنداي باد بنداصل و همكاران رفتار چرخهآستانههاي اتصال در ه ظرفيت و رفتار ترد ورقظكاهش قابل مالح. گرفتش خارج از صفحه و داخل صفحه باد بند ها مورد مطالعه قراررفتار بادبند بود كمان

هاي آنها مالحظه شد براي جلوگيري از اين رفتار ترد آنها پيشنهاد كردند در بين انتهاي بادبند و خطي كه انتقال اتصال ورق به اعضاي برخي از نمونه .]2[كند يك طول كمانش آزاد به اندازه دو برابر ضخامت ورق اتصال ايجاد شودا به هم وصل ميقاب ر

تعدادي مدل با لحاظ ANSYSهاي اتصال با استفاده از نرم افزار در تحقيقي كه توسط دكتر آقا كوچك و آرش قلمي فرد انجام گرفت رفتار ورقركنش ورق اتصال و ثد و اشكاالت اوليه قطعات ساخته شد و مطالعه پارامتريك جهت بررسي انمودن اثر سختي اعضاي قاب، رفتار غير خطي موا

نتايج اين تحقيق نشان دادند كه مكانيسم . [5]مهاربند تحت بارهاي چرخه اي و تأثير ضخامت ورق اتصال، سختي مهاربند و اعضاي قاب انجام گرفتهاي مطالعه شده و جاري شدگي بادبند تأثير چنداني بر عملكرد اتصال در بازه تغيير شكلخرابي حاكم در كشش در هر دو صورت جاري شدگي ورق

.همچنين در اين حالت اتصال عملكرد پايدار تري دارد. گرددندارد و كمانش ورق اتصال منجر به كاهش كمي در ظرفيت فشاري اتصال مي مدلسازي اجزا محدود .3

ايش طول جوش افقي ورق اتصال بادبند به كف ستون، كه با استفاده از يك ورق كه در كنار كف ستون قرار گرفته و جهت مدلسازي و بررسي تأثير افزدر ابتدا جهت صحت سـنجي مدلـسازي انجـام شـده، مـدل . مورد استفاده قرار گرفته است ANSYSگردد، نرم افزار باعث افزايش طول جوش افقي مي

در نرم افزار مدل شده و تحت بارگذاري فشاري يكنواخت قرار گرفته است و نتايج حاصله با نتايج [6] شنگ و يام و [7]ساخته شده توسط يام و چنگ .انددر ادامه دو مدل كه مشخصات آنها در ادامه خواهد آمد مدلسازي، تحليل و نتايج آنها مورد بررسي قرار گرفته. مدل يام و چنگ مقايسه گشته است

اجزا محدودارزيابي مدل. 1,3

) 2شكل (با مشخصات زير و مدل نرم افزاري آنها ) 1شكل (GP1جهت اطمينان از نحوه مدلسازي و نتايج بدست آمده از مدل آزمايشگاهي يام و چنگ .استفاده گرديده است

Page 5: ANSYS - profdoc.um.ac.irprofdoc.um.ac.ir/articles/a/1016741.pdf · ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ ﻲﻠﻣ هﺮﮕـﻨﻛ ﻦﻴﻤﺠﻨﭘ ناﺮﻳا ، ﺪﻬﺸﻣ

انرـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389 ارديبهشت 16 تا 14

مدل )mm(اندازه ورق اتصال )mm(ضخامت ورق )درجه(زاويه بادبند )KN(بار نهايي

1956 45 3/13 400×500 GP1

[6] توسط يام و شنگ ABAQUSمدل انجام شده در : 2شكل [6]مدل آزمايشگاهي انجام شده توسط يام و شنگ : 1شكل

ه نتيجه بدست آمده از آناليز با نتيج4در شكل ). 3شكل ( استفاده شده است SHELL43 از المانANSYS در نرم افزار GP1جهت مدلسازي مدل .استآمده از مدل شنگ و يام مقايسه گرديدهبدست

ج ب الف

تغيير شكل مدل تحليل -، ج[6] تغيير شكل مدل نرم افزاري يام و شنگ- در اين مقاله، بANSYS انجام شده در GP1 مدل - الف : 3شكل شده در اين مقاله

و مدل انجام شده در اين مقاله[6]يي خارج از صفحه مدل شنگ و يام مقايسه نمودار جابجا: 4شكل

گردد با توجه به دو نمودار نشان داده شده ، بار نهايي وارده به ورق اتصال در هر دو مدل بسيار نزديك به يكديگر و مشاهده مي4همانگونه كه در شكل . گرددحليل مشخص مي كيلو نيوتن بوده و بدين ترتيب صحت مدلسازي و ت1870حدود

Page 6: ANSYS - profdoc.um.ac.irprofdoc.um.ac.ir/articles/a/1016741.pdf · ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ ﻲﻠﻣ هﺮﮕـﻨﻛ ﻦﻴﻤﺠﻨﭘ ناﺮﻳا ، ﺪﻬﺸﻣ

انرـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389 ارديبهشت 16 تا 14

مدلسازي و تحليل مدل هاي با كف ستون اصالح شده .2,3

مدل بدون افزودن ورق كمكي با زواياي چهار جهت بررسي نقش ورق كمكي بعنوان افزاينده طول جوش افقي ورق اتصال به كف ستون

. مدل و تحليل شده اندANSYS درجه در نرم افزار 60رجه و د45 مدل با افزودن ورق كمكي با زواياي چهار درجه و 60 درجه و 45بادبند باشدها به صورت زير ميمشخصات مشترك مدل

ANSYS مشخصات مدلهاي انجام شده در نرم افزار1-جدول

بادبند ستون مدلزاويه بادبند با

افق

كف ستون )cm(

ضخامت ورق اتصال )cm(بادبند

45d60وd 3IPE140 2UNP140 451,6 50×50×5/2 هجدر60 و

گرفته است كه يك ورق كمكي جهت تأمين طول جوش افقي در كنار كف ستون قرار45dm,60dm ,45dtm 60dtm,هاي اصالح شده در مدل

ها ورق براي SHELL43المانهاي فوق از جهت مدلسازي و تحليل مدل. شودباعث امتداد جوش افقي ورق اتصال به كف ستون به اندازه مورد نياز ميدر . براي مدل كردن جوش ورق اتصال به كف ستون و ستون استفاده شده استSOLID95 (Prism case)و اعضاي بادبندي و ستون و از المان

.اندهاي مذكور نشان داده شده مدل5شكل

درجه و ورق كمكي كف ستون60 بادبند با زاويه60dm مدل - درجه ب60 بادبند با زاويه 60d مدل –الف : 5شكل

ايـن . ارائـه شـده اسـت 13 الـي 6هاي فشاري وكششي يكنواخت قرار گرفته و نتايج آن در شكل هاي مدل فوق تحت بارگذاريهشتپس از مدلسازي،

اند كه تنش كلي م نشان داده شده ها به دو صورت كلي و ماكزيم تنش. باشدهاي افقي و قائم هر چهار مدل مي هاي فون مايسز در جوش نتايج شامل تنش .باشدبيانگر تنش حاكم در جوش و تنش ماكزيمم نشاندهنده تنش موضعي ماكزيمم مي

0.E+00

1.E+08

2.E+08

3.E+08

4.E+08

5.E+08

6.E+08

0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,000 700,000

Brace Axial force (N)

Ver. Weld. von Mises Stress (N/m^2)

Overall Stress Max. Stress Weld yielding Stress

0.E+00

1.E+08

2.E+08

3.E+08

4.E+08

5.E+08

6.E+08

7.E+08

0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,000 700,000

Brace Axial Force (N)

hor.

Weld

. Von Misis Stress (N/m^2)

Overall Stress Max. Stress Weld Yielding Stress ب الف

نمودار تنش فون مايسز كلي و ماكزيمم در - ،ب45d نمودار تنش فون مايسز كلي و ماكزيمم در جوش قائم ورق اتصال مدل –الف : 6شكل ،45dافقي ورق اتصال مدل

Page 7: ANSYS - profdoc.um.ac.irprofdoc.um.ac.ir/articles/a/1016741.pdf · ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ ﻲﻠﻣ هﺮﮕـﻨﻛ ﻦﻴﻤﺠﻨﭘ ناﺮﻳا ، ﺪﻬﺸﻣ

انرـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389 ارديبهشت 16 تا 14

ب الف

نمودار تنش فون مايسز كلي و ماكزيمم در - ،ب60d نمودار تنش فون مايسز كلي و ماكزيمم در جوش قائم ورق اتصال مدل –الف : 7شكل ،60dافقي ورق اتصال مدل

0.E+00

1.E+08

2.E+08

3.E+08

4.E+08

5.E+08

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900App. Load (KN)

Ver

. Wel

d. V

on m

ises

Stre

ss(N

/m^2

)

overall max

0.00E+00

1.00E+08

2.00E+08

3.00E+08

4.00E+08

5.00E+08

6.00E+08

7.00E+08

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900App. Load (KN)

Hor

z. W

eld.

von

Mis

ies S

tress

(N/m

^2)

overall Max ب الف

نمودار تنش فون مايسز كلي و ماكزيمم - ،ب45dm تنش فون مايسز كلي و ماكزيمم در جوش قائم ورق اتصال مدل نمودار–الف : 8شكل ،45dmدر افقي ورق اتصال مدل

0

100

200

300

400

500

600

700

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Ver

.Wel

d. V

on M

ises

Ste

ss *

1e6

(N/m

^2

App. Load (*1000 N)Overall Max Weld Yielding Stress

0

100

200

300

400

500

600

700

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Hor

z.W

eld.

Von

Mis

es S

tess

*1e

6 (N

/m^2

App. Load (*1000 N)

Overall Max Weld Yielding Stress ب الف

ماكزيمم نمودار تنش فون مايسز كلي و - ،ب60dm نمودار تنش فون مايسز كلي و ماكزيمم در جوش قائم ورق اتصال مدل –الف : 9شكل ،60dmدر افقي ورق اتصال مدل

Page 8: ANSYS - profdoc.um.ac.irprofdoc.um.ac.ir/articles/a/1016741.pdf · ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ ﻲﻠﻣ هﺮﮕـﻨﻛ ﻦﻴﻤﺠﻨﭘ ناﺮﻳا ، ﺪﻬﺸﻣ

انرـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389 ارديبهشت 16 تا 14

0.E+00

1.E+08

2.E+08

3.E+08

4.E+08

5.E+08

6.E+08

0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000

Brace Axial force (N)

Ver

. Wel

d. v

on M

ises S

tress

(N/m

^2

Overall Stress Max. Stress Weld yielding Stress

0.E+00

1.E+08

2.E+08

3.E+08

4.E+08

5.E+08

6.E+08

0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000

Brace Axial Force (N)

hor.

Wel

d. V

on M

isis S

tress

(N/m

^2

Overall Stress Max. Stress Weld Yielding Stress

ب الف

نمودار تنش فون مايسز كلي و ماكزيمم در - ،ب45dt نمودار تنش فون مايسز كلي و ماكزيمم در جوش قائم ورق اتصال مدل –الف : 10شكل ،45dtافقي ورق اتصال مدل

0.E+00

1.E+08

2.E+08

3.E+08

4.E+08

5.E+08

6.E+08

7.E+08

0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,000 700,000 800,000 900,000 1,000,000

Brace Axial force (N)

Ver

. Wel

d. v

on M

ises S

tress

(N/m

^2

Overall Stress Max. Stress Weld yielding Stress

0.E+00

1.E+08

2.E+08

3.E+08

4.E+08

5.E+08

6.E+08

7.E+08

0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,000 700,000 800,000 900,000 1,000,000

Brace Axial Force (N)

hor.

Wel

d. V

on M

isis S

tress

(N/m

^2

Overall Stress Max. Stress Weld Yielding Stress

ب الف

نمودار تنش فون مايسز كلي و ماكزيمم در - ،ب60dtكلي و ماكزيمم در جوش قائم ورق اتصال مدل نمودار تنش فون مايسز –الف : 11شكل ،60dtافقي ورق اتصال مدل

0.E+00

1.E+08

2.E+08

3.E+08

4.E+08

5.E+08

6.E+08

7.E+08

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

App. Load (KN)

Ver

. Wel

d. V

on m

ises S

tress

(N/m

2

overall Max Weld Yielding Stress

0.00E+00

5.00E+07

1.00E+08

1.50E+08

2.00E+08

2.50E+08

3.00E+08

3.50E+08

4.00E+08

4.50E+08

5.00E+08

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000

App. Load (KN)

Hor

z. W

eld.

von

Misi

es S

tress

(N/m

2

overall Max Weld Yielding Stress ب الف

نمودار تنش فون مايسز كلي و ماكزيمم - ،بm 45dt نمودار تنش فون مايسز كلي و ماكزيمم در جوش قائم ورق اتصال مدل–الف : 12شكل m 45dtقي ورق اتصال مدلدر اف

Page 9: ANSYS - profdoc.um.ac.irprofdoc.um.ac.ir/articles/a/1016741.pdf · ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ ﻲﻠﻣ هﺮﮕـﻨﻛ ﻦﻴﻤﺠﻨﭘ ناﺮﻳا ، ﺪﻬﺸﻣ

انرـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389 ارديبهشت 16 تا 14

0

100

200

300

400

500

600

700

0 100 200 300 400 500 600 700Ver

.Wel

d. V

on M

ises

Ste

ss *

1e6

(N/m

^2

App. Load (*1000 N)

Overall Max Weld Yielding stress

0

100

200

300

400

500

600

700

0 100 200 300 400 500 600 700

Hor

z.W

eld.

Von

Mis

es S

tess

*1e

6 (N

/m^

App. Load (*1000 N)

Overall Max Weld Yielding Stress ب الف

نمودار تنش فون مايسز كلي و ماكزيمم - ،بm 60dt نمودار تنش فون مايسز كلي و ماكزيمم در جوش قائم ورق اتصال مدل–الف : 13شكل ،m 60dtدر افقي ورق اتصال مدل

بررسي نتايج. 4

گـردد در حاليكـه باشد مشاهده مي درجه و بدون ورق كمكي مي60ربوط به مدل با زاويه بادبند كه م 11و 7 هاياز نمودار شكل با توجه به نتايج حاصله كيلـو نيـوتن بـه حـد 600باشد اما تنش كلي در جوش افقي در بار حـدود كيلو نيوتن مي 1000ها براي آن بار طراحي گشته اند حدود بار نهايي كه مدل

باشد اما پس از تسليم كامل جوش افقي جوش قـائم نيـز ظرفيـت الزم جهـت تحمـل به تحمل بار وارده مي تسليم رسيده ولي جوش قائم تا حدودي قادر توانـد باعـث افـزايش بـاربري اين امر نشانگر اين امر است كه عمال افزايش طول جوش قائم بعلت كوتاهي طول جوش افقي نمـي . بارهاي وارده را ندارد

گردد كه جوش افقي به سـرعت در بـار حـدود درجه و افزايش مولفه افقي بار وارده ، مشاهده مي 45 درجه به 60ز با كاهش زاويه بادبند ا . سيستم گردد اين امر بعلت طـرح ). 6و10 هاي شكل(باشدگردد كه تنش در جوش قائم بسيار كمتر از حد تسليم مي كيلو نيوتن به حد تسليم رسيده اما مشاهده مي 300

باشـد، بـوده بلكه ناشي تركيب تنشهاي برشي جوش قائم با تنش نرمال در آن، كه ناشي از مولفه افقي بار وارده به سيستم مي باشد صحيح جوش قائم نمي شـكل (كه اين امر باعث اعمال بار فشاري غير منتظره به بال و جان ستون در پايين ترين نقطه اتصال ورق بادبند به ستون و در نتجه تسليم آن گشته اسـت

ها به شـكل منظقـي انجـام ما با افزودن ورق كمكي به ورق كف ستون و افزايش طول جوش افقي ورق اتصال به كف ستون توزيع تنشها در جوش ا). 14گـردد جـوش افقـي در نزديكـي بـار نهـايي در بـار مشاهده مي 12و 8 هايهمانطور كه در شكل . شده و باعث افزايش ظرفيت باربري سيستم گشته است

كيلو نيوتن قابليت باربري خود را 930كيلو نيوتن به حد تسليم رسيده در عين حال تنش در جوش قائم نيز به شكل منطقي تا همان بار حدود 930حدود نيز همين بهبود عملكرد مشاهده 13و 9 هاي در شكل . حفظ نموده است كه نشانگر بهبود چشمگير عملكرد جوش افقي و در نتجه كل سيستم شده است

گردد با اين تفاوت كه قبل از رسيدن به بار نهايي جان ستون بر اثر بار وارده تسليم گشته كه اين امر بر اثر تمركز تـنش در نقطـه پـائيني محـل اتـصال مياجـراي درجه قابل مشاهده است كه علت آن برش گوشـه ورق اتـصال جهـت 45اين مشكل در هر دو مدل با زاويه . ورق اتصال به ستون رخ داده است

توان نتيجـه گرفـت بدين ترتيب مي. باشداتصال نبشي پاي ستون به كف ستون و در نتيجه تمركز تنش در پايين ترين نقطه اتصال ورق اتصال به ستون مي سيـستم داده توان از تمركز تنش در اين محل جلوگيري كرده و امكان عملكرد مناسب بـه در صورت رفع اين برش با در نظر گرفت تمهيدات خاص مي

. شود

Page 10: ANSYS - profdoc.um.ac.irprofdoc.um.ac.ir/articles/a/1016741.pdf · ناﺮـﻤﻋ ﻲﺳﺪـﻨﻬﻣ ﻲﻠﻣ هﺮﮕـﻨﻛ ﻦﻴﻤﺠﻨﭘ ناﺮﻳا ، ﺪﻬﺸﻣ

انرـدسي عمـگره ملي مهنـكنپنجمين ، ايران مشهد ،فردوسي مشهد، دانشگاه 1389 ارديبهشت 16 تا 14

45d خرابي جان و بال ستون در محل اتصال به ورق اتصال در مدل-14شكل

نتيجه گيري.

:توان نتيجه گيري كردهاي قبل ميبا توجه به موارد ذكر شده در قسمتد ندارد افزايش طول قائم بـه هايي كه بعلت كوچكي كف ستون امكان تأمين طول جوش افقي ورق اتصال بادبند به كف ستون وجو در قاب -

.تنهايي نمي تواند كاهش طول جوش افقي را جبران نمايد

تـوان بهبـود با افزودن ورق كمكي به كف ستون جهت تأمين طول جوش افقي كافي جهت اتـصال ورق اتـصال بادبنـد بـه كـف سـتون مـي - .باشدهاي افقي و قائم ميها در جوشز توزيع مناسب تنشچشمگيري در رفتار قاب در مقابل بار وارده مشاهده كرد كه اين امر ناشي ا

ايجاد برش در گوشه ورق اتصال جهت اجراي اتصاالت پاي ستون باعث افزايش تمركز تنش در محل اتصال ورق اتـصال بادبنـد بـه سـتون - .گرددب ميگردد كه باعث نقص در عملكرد كلي قاگشته در نتيجه باعث تسليم پيش از موعد بال و جان ستون مي

مراجعمنابع و

[1] Walbridge, S.S., Grondin, G.Y. and Cheng, J.J.R. , An analysis of the cyclic behavior of steel gusset plate connections , Structural Engineering Report No. 225, Department of Civil and Environmental Engineering, University of Alberta ,Edmonton , Alta, 1998.

[2] Astaneh-Asl, A., Seismic behavior and design of gusset plates in steel technical information and product services (Steel TIPS) report. Moraga, CA: Structural Steel Educational Council, 1998.

[3] Thoronton, W.A., Bracing connection for heavy construction, AISC Engineering Journal, Vol. 21, Issue 3, 1984, pp. 139-148. [4] Yam, C.H. and Cheng, J.J.R. , Experimental investigation of the compressive behavior of gusset plate connections, Structural Engineering Report No. 197, Department of Civil and Environmental Engineering, University of Alberta ,Edmonton , Alta, 1993.

آقا كوچك، علي اكبر و قلمي فرد، آرش ؛ بررسي رفتار ورق هاي اتصال و مهاربندي فوالدي همگرا تحت اثر بارهاي يكنوا و چرخه اي، مجموعه[5] .1387مران ، دانشگاه تهران، ارديبهشت ماه مقاالت چهارمين كنگره ملي ع

[6] Sheng, N., Yam, C.H. and Iu, V.P. , Analytical investigation and design of the compression strength of steel gusset plate connections, Journal of construction steel research, Vol. 58, Issue 11, 2002 ,pp. 1437-1493.

[7] Yam, C.H. and Cheng, J.J.R. , behavior and design of gusset plate connections, Journal of construction steel research, Vol. 58, Issue 5-8, 2002 ,pp. 1143-1159.