پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شمارهها | 438 |
| تعداد مقالات | 5,652 |
| تعداد مشاهده مقاله | 7,693,488 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,343,819 |
بررسی عددی پارامترهای مؤثر بر رفتار اتصال ورق گاست به مقاطع لولهای فولادی پر شده با بتن | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| مقاله 11، دوره 55، شماره 3، خرداد 1402، صفحه 701-722 اصل مقاله (2.11 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2023.20837.7545 | ||
| نویسندگان | ||
| میلاد ابراهیم نژاد شلمانی* 1؛ علی راضی احمدسرایی2؛ پویا آرزومند لنگرودی3 | ||
| 1دانشکده فنی و مهندسی شرق، دانشگاه گیلان، رودسر، ایران | ||
| 2دانشکده فنی، دانشگاه علم و فرهنگ، رشت، ایران | ||
| 3دانشکده فنی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| اتصال مقاطع لولهای فولادی پر شده با بتن (Concrete Filled Steel Tube) به ورق گاست (Gusset plate)، یک روش اتصال متداول است که در آن، صفحات مستقیماً به وجوه ستون جوش میشوند. نظر به اهمیت چگونگی توزیع تنش و ظرفیت جذب انرژی بر رفتار اتصال مذکور، در مطالعهی حاضر به تحلیل عددی رفتار این اتصال تحت بارگذاریهای مختلف پرداخته شده است. متغیرهای مورد بررسی شامل ضخامت ورق گاست، مقاومت فشاری بتن، نسبت قطر به ضخامت لوله فولادی متصل به ورق گاست و نوع بارگذاری میباشد. نتایج حاصل نشان میدهد اگر چه پر کردن مقاطع لولهای توخالی با بتن کمانش موضعی جدارهی فولادی را به تعویق میاندازد، اما استفاده از بتن با مقاومت فشاری بیشتر همواره منجر به افزایش میزان جذب انرژی نمیشود، به طوری که در بسیاری از مدلهای مورد مطالعه کاهش ظرفیت جذب انرژی 18 تا 30 درصدی اتفاق افتاده است. از سوی دیگر نسبت قطر به ضخامت نقش تاثیرگذاری بر میزان ظرفیت جذب انرژی اتصالات داشته و با افزایش این نسبت، ظرفیت جذب انرژی بین 76 تا 91 درصد کاهش مییابد. همچنین نحوه اعمال بار نیز بر رفتار این اتصالات مؤثر است، به نحوی که در حالت بارگذاری کششی برون محور و خمش صفحهای، ظرفیت جذب انرژی در مقایسه با حالت بارگذاری کشش محوری به ترتیب 53 و 86 درصد کاهش یافته است. لذا میبایست به منظور پیشبینی درست از ظرفیت باربری و میزان جذب انرژی نهایی سازه، توجه لازم به این موضوع در فرآیند طراحی صورت پذیرد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| اتصالات؛ مقاطع لولهای فولادی پر شده با بتن (CFST)؛ ورق گاست؛ روش اجزای محدود؛ گسیختگی | ||
| موضوعات | ||
| اتصالات؛ تحلیل تیرهای مرکب؛ تحلیل خطی و غیر خطی؛ سازه های مرکب ( فولادی - بتنی) | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Numerical investigation of effective parameters on the behavior of concrete-filled steel tubular gusset plate connections | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Milad Ebrahimnejad1؛ Ali Razi2؛ Pouya Arezoomand Langarudi3 | ||
| 1Department of Civil Engineering, Faculty of Technology and Engineering, University of Guilan | ||
| 2Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, University of Science and Culture, Rasht, Iran | ||
| 3Department of Civil Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Concrete-filled steel tubular (CFST) gusset plate connection is a commonly used method in which the plates are welded directly to the columns. Due to the importance of stress distribution and energy absorption capacity on the behavior of the mentioned connections, in the present study, numerical analysis of the behavior of these connections under different loadings has been investigated. The studied variables include the thickness of the gusset plate, the compressive strength of the concrete, the D/t (diameter to thickness) ratio of CFST, and the type of loading. The results show that although filling hollow tubular sections with concrete prevents the local buckling of the steel wall, the use of concrete with higher compressive strength does not always lead to increased load capacity and energy absorption, so in many of the studied models, the energy absorption capacity decreases by 18% to 30%. On the other hand, the results showed that the diameter-to-thickness ratio has a significant effect on the energy absorption capacity of the simulated connections so by increasing this ratio, the energy absorption capacity has decreased in the range of 76% to 91%. Also, the loading condition is effective in the load-bearing capacity and the energy absorption of the structure. So that in the case of eccentric tension and in-plane bending, the energy absorption capacity is reduced by 53% and 86%, respectively, compared to axial tension loading. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Concrete-filled steel tube (CFST), Gusset plate, Finite Element Method, Failure | ||
| مراجع | ||
|
[1] A. Yadegari, Gh. Pachideh, M. Gholhaki, M. Shiri, Seismic Performance of C-PSW, 2nd international conference on civil engineering, architecture & urban planning elites, London, 2016. [2] T. Moradi Shaghaghi, F. Nateghi E, Experimental research of stiffeners effects on the behavior of concrete filled steel tube columns (CFST), Sharif Journal of Civil Engineering, 2.26(2) (2010) 3-10. [3] M.H. Yazdan panah, A. Taheri, Evaluation and compare three cross-sections for CFT columns in terms of efficiency and ductility, 2rd International Conference on New Research Findings in Civil Engineering, Architecture and Urban Management, (IFIA), Tehran, (2016). [4] F. Xu, J. Wang, J. Chen, Y-h. Wang, Load-transfer mechanism in angle-encased CFST members under axial tension, Engineering Structures, 178 (2019), 162-178. [5] F. Xu, Sh-Sh. Song, Zh. Lai, J. Chen, Mechanism of load introduction and transfer within steel-encased CFST members with shear connections, Engineering Structures, 242 (2021), 112576. [6] Gh. Pachideh, M. Gholhaki, A. Moshtagh, An Experimental Study on Cyclic Performance of the Geometrically Prismatic Concrete-Filled Double Skin Steel Tubular (CFDST) Columns, Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering, 45 (2021), 629–638. [7] Gh. Pachideh, M. Gholhaki, A. Moshtagh, Impact of Temperature Rise on the Seismic Performance of Concrete-Filled Double Skin Steel Columns with Prismatic Geometry, Journal of Testing and Evaluation 49 (4) (2020), 2800-2815. [8] M. Ranjbari, K. Abedi, Investigate the behavior of CFT steel columns reinforced with stiffeners and made of high-strength fire-resistant concrete, 8th National Congress of Civil Engineering, (2014). [9] R. Feng, B. Young, Tests of concrete-filled stainless steel tubular T-joints, Journal of Constructional Steel Research, 64(11) (2008) 1283-1293. [10] R. Feng, B. Young, Behaviour of concrete-filled stainless steel tubular X-joints subjected to compression, Thin-Walled Structures, 47(4) (2009) 365-374. [11] R. Feng, B. Young, Design of Concrete-Filled Stainless Steel Tubular Connections, Advances in Structural Engineering, 13(3) (2010) 471-492. [12] Y. Sakai, T. Hosaka, A. Isoe, A. Ichikawa, K. Mitsuki, Experiments on concrete filled and reinforced tubular K-joints of truss girder, Journal of Constructional Steel Research, 60(3) (2004) 683-699. [13] S.R. Mir ghaderi, Y. Balazadeh, Investigation the connection of the beam to the concrete filled tube by the mid plates, 3rd National Conference on Retrofiting, Tabriz, (2008). [14] J. Chen, J.-h. Zhu, F. Xu, and W. Xue, 02.05: Design of concrete-filled steel tubular longitudinal gusset plate connections, ce/papers, 1 (2017): 471-478. [15] F. Xu, J. Chen, T-M. Chan, Numerical analysis and punching shear fracture-based design of longitudinal plate to concrete-filled CHS connections, Construction and Building Materials, 156 (2017), 91-106. [16] X. Li, L. Zhang, X. Xue, X. Wang, H. Wang, Prediction on ultimate strength of tube-gusset KT-joints stiffened by 1/4 ring plates through experimental and numerical study, Thin-Walled Structures, 123 (2018), 409-419. [17] H. Chang, J. Xia, Zh. Guo, Ch. Hou, W. Din, F. Qin, Experimental study on the axial compressive strength of vertical inner plate reinforced square hollow section T-joints, Engineering Structures, 172 (2018), 131-140. [18] Sh-Sh. Song, J. Chen, F. Xu, Mechanical behaviour and design of concrete-filled K and KK CHS connections, Journal of Constructional Steel Research, 188 (2022), 107000. [19] F. Xu, J. Chen, W.-l. Jin, Experimental investigation of concrete-filled steel tubular longitudinal gusset plate connections, Journal of Constructional Steel Research, 124 (2016) 163-172. [20] S.S. Mahini, H.R. Ronagh, Web-bonded FRPs for relocation of plastic hinges away from the column face in exterior RC joints, Composite Structures, 93(10) (2011) 2460-2472. [21] J. B. Mander, M. J. N. Priestley, R. Park, Theoretical stress-strain model for confined concrete. J. Struct. Eng., 114(8) (1988), 1804–1826. [22] F. E. Richart, A. Brandtzaeg, R. L. Brown, A study of the failure of concrete under combined compressive stresses Bull. 185, Univ. of Illinois Engineering Experimental Station, Champaign, Ill, (1928). [23] H-T. Hu, Ch-Sh. Huang. M-H. Wu, Y-M. Wu, Nonlinear Analysis of Axially Loaded Concrete-Filled Tube Columns with Confinement Effect, J. Struct. Eng., 129 (2003), 1322-1329. [24] L. P. Saenz, Discussion of ‘Equation for the stress-strain curve of concrete’ by P. Desayi, and S. Krishnan. ACI J., 61 (1964), 1229–1235. [25] H.-T. Hu, W. C. Schnobrich, Constitutive modeling of concrete by using nonassociated plasticity. J. Mater. Civ. Eng., 1(4) (1989), 199–216. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,437 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,210 |
||