ارزیابی تأثیر اجزای اتصال بر عملکرد پای ستون در ساختمان‌های فولادی

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

• جواد رزاقی لنگرودی
• آرش خوشبخت

دانشگاه گیلان

10.22067/civil.v29i2.23158

چکیده

اتصال پای ستون یکی از مهم‌ترین اجزای ساختمان‌های فولادی می‌باشد که میزان گیرداری آن تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر رفتار واقعی سازه تحت بارهای ثقلی و جانبی و نتایج تحلیل سازه دارد. عوامل زیادی، ازجمله ضخامت کف ستون، تعداد، قطر و آرایش میل مهار‌ها و نیز ابعاد سخت-کننده‌ها، بر گیرداری اتصال پای ستون مؤثر می‌باشند. در تحقیق حاضر با انجام تحلیل‌های غیرخطی به‌روش اجزای محدود، به بررسی میزان تأثیر هر یک از پارامتر‌های یادشده بر عملکرد اتصال پای ستون پرداخته شده‌است. نتایج تحلیل‌های‌ اجزای محدود شامل رفتار لنگر-دوران پای ستون، محل تشکیل مفصل پلاستیک و نیز نحوۀ گسترش و توسعۀ تنش‌ها و تغییر شکل‌ها نشان می‌دهند که تغییر در مشخصات هر کدام از اجزای مختلف اتصال سبب تغییر در عملکرد و میزان گیرداری اتصال پای ستون، الگوی تسلیم کف ستون و میل‌مهارها، تمرکز تنش موضعی در اجزای اتصال و نیز نحوۀ توزیع تنش روی سطح بتن می‌شود. این آثار باتوجه به پارامترهای مؤثر در اتصال پای ستون، دسته‌بندی و ارائه گردیده‌اند.

کلیدواژه‌ها

• گیرداری
• اجزای محدود
• اتصال پای ستون
• سخت‌کننده
• میل مهار

---

عنوان مقاله [English]

Effects of Connection Details on the Behavior of Column Base Connection

نویسندگان [English]

• Javad Razzaghi Langroudi
• Arash Khoshbakht

University of Guilan

چکیده [English]

Fixity of column base connection plays a major role in overall behavior of steel structures. Several parameters influence the real behavior of the column base connections, among them base plate thickness, anchor bolts and stiffeners details can be mentioned. A nonlinear three dimensional finite element method has been utilized for numerical studying of the behavior of the column base connection. Thickness of the base plate and stiffeners and also sizes and numbers of the anchor bolts were changed in a number of models to determine their effects on the nonlinear behavior of the regular column base connection. It was observed that column base connection characteristics such as its moment-rotation behavior, yielding pattern of base plate and anchor bolts and local stress concentration of the connection elements can be significantly affected by changing any detail of the connecting elements. The effects of each parameter on the behavior of column base connection were categorized and presented in this paper.

کلیدواژه‌ها [English]

• Fixity
• Finite Element
• Column Base Connection
• Stiffener
• Anchor Bolt

مراجع

1. Technical Council on Lifeline Earthquake Engineering, Northridge Earthquake–Lifeline Performance and Post-Earthquake Response, Monograph No. 8, ASCE, New York, New York, (1995).

2. Jaspart, J. P. and Vandegans, D., "Application of Component Method to Column Bases", Journal of Constructional Steel Research, Vol. 48, pp. 89-106, (1998).

3. Hasselwander, G. B., Jirsa, J.O., Breen, J.E., and Lo, K., "Strength and Behavior of Anchor Bolts Embedded Near Edges of Concrete Piers", Research Report 29-2F, Center for Highway Research, University of Texas at Austin, (1977).

4. Picard, A. and Beaulieu, D., "Behavior of a Simple Column Base Connection", Canadian Journal of Civil Engineering, Vol. 12, pp. 126-136, (1985).

5. Kontoleon, M.J., Mistakidis, E.S., Baniotopoulos, C.C., and Panagiotopoulos, P.D., "Parametric Analysis of the Structural Response of Steel Base Connections", Computers and Structures, Vol. 71, pp. 87-103, (1999).

6. Hon, K.K. and Melchers, R.E., "Experimental Behavior of Steel Column Bases", Journal of Constructional Steel Research, Vol. 9, Paper No. 143, pp. 35-50, (1988).

7. Ermopoulos, J. and Stamatopoulos, G., "Mathematical Modeling of Column Base Plate Connections", Journal of Constructional Steel Research, Vol. 36, No. 2, pp. 79-100, (1996a).

8. Astaneh, A., Bergsma, G., and Shen J. H., "Behavior and Design of Base Plates for Gravity, Wind and Seismic Loads", Proceedings of the National Steel Construction Conference, Las Vegas, Nevada, AISC, Chicago, Illinois, (1992).

9. ABAQUS user's manual, Version 6.9.1 USA, (2009).

10. American Institute of Steel Construction, 13th Ed., Manual of Steel Construction, Chicago, IL, (2006).

11. Salmon, C. G., Shaker, L., and Johnston, B. G., "Moment-Rotation Characteristics of Column Anchorages", Transactions, ASCE, Vol. 122, pp. 132-154, (1957).

12. American Concrete Institute (ACI), Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-08) and Commentary, ACI, Farmington Hills, Michigan, (2008).