Skip to main content
SUPERVISOR
Kiachehr Behfarnia,Farhad Behnamfar,Mojtaba Azhari
کیاچهر بهفرنیا (استاد راهنما) فرهاد بهنام فر (استاد راهنما) مجتبی ازهری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Hassan Zibasokhan
حسن زیباسخن

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Behavior Evaluation of Steel Beam & Concrete Column Composite Connections
Steel beam concrete column composite structures have been widely studied during recent decades. One of the most important parts of such composite structures are their connections. Up to now, wide varieties of experiments on composite steel beam- concrete column composite structures have been performed. Since there exists lots of ambiguities regarding the behavior of such connections, most of codes are silent about the issue. The main goal of this study is to present some details for through-column type bending connection of steel beam-concrete column composite structures and to study the behavior of these connections and then to compare them with concrete and steel connections. To do this, first, the modeling procedure in the finite element software ABAQUS is briefly described and then three connections including: steel, concrete, and composite connections are investigated by the software and accuracy results are verified by comparing them with experimental results. Then, six different RCS connections are presented where steel cover plate has been adopted in order to connect the beam to the column. Connecting steel beam to concrete column is performed by three methods: direct connection of beam to jacket, using connection plates on flange level, and using overall connection plates on flange level. Connection of the jacket to column is performed by two methods: studs and using channel for transfer shear. Result of some samples is compared with result of PCI code for studs in order to define acceptable capacity range. Using result of this study a criteria for defining stud failure in the software is derived. At the next step, proposed connections are evaluated using ABAQUS software. Comparing results of simulating with steel connection and monolithic concrete connection demonstrates that, studs will fail before causing plastic hinge at beams. Connection with channel and direct connection of flange have an ultimate load as steel joint and monolithic joint while, connections having channel and plate on the flange level show a higher ultimate load. Ductility of these three connections is as steel connection and more than concrete connection. Several parametric studies are performed on the presented connections which demonstrate that any increase in axial load while having confinement can postpone failure of studs and increases the ductility of connections having studs. These studies also reports that decreasing in the thickness of steel jackets to less than the thickness of the flange can dramatically decrease the ultimate load of the connection while its increase to more levels than the thickness of the flange has fewer impacts. Also, in connections with plates on the flange level sensitivity to thickness of the jacket highly decreases. At the end of the thesis some initial design recommendations are presented based on the obtained computational results.
سازه های مختلط تیر فولادی و ستون بتنی در چند دهه اخیر بیشتر مورد توجه واقع شده است. تا کنون آزمایشات چندی در مورد اتصالات سازه های مختلط تیر فولادی و ستون بتنی در کشورهای مختلف صورت گرفته است. اما با توجه به ابهامات زیادی که در زمینه رفتار اتصالات این سازه ها وجود دارد، بیشتر آیین نامه ها درباره این سازه ها سکوت کرده اند. هدف از انجام پایان نامه حاضر ارائه چند جزییات اتصال خمشی مختلط تیر فولادی و ستون بتنی در حالت ستون عبوری از ناحیه اتصال و بررسی رفتار این اتصالات و مقایسه رفتار آن ها با اتصالات بتنی و فولادی است. بدین منظور در ابتدا نحوه مدل سازی در نرم افزار المان محدود ABAQUS به صورت مختصر توضیح داده شده و بعد از آن سه اتصال فولادی، بتنی و مختلط با استفاده از نرم افزار مورد بررسی قرار گرفته و صحت نتایج بدست آمده از طریق مقایسه با نتایج آزمایشگاهی نشان داده شده است. در ادامه شش نمونه اتصال مختلط تیر فولادی و ستون بتنی ارائه شده که در اتصالات پیشنهادی از غلاف فولادی برای اتصال تیر به ستون استفاده شده است. اتصال تیر فولادی به ستون بتنی به سه صورت اتصال مستقیم تیر به غلاف، اتصال با ورق در تراز بال و اتصال با ورق در تراز بال به صورت دور تا دور ستون و اتصال غلاف به ستون بتنی به دو صورت با استفاده از گل میخ و با استفاده از ناودانی برای انتقال برش، انجام می شود. به منظور مشخص کردن زمان گسیختگی گل میخ ها تعدادی نمونه در نرم افزار مدل سازی شده و نتایج آن با آیین نامه PCI مقایسه شد. با استفاده از این بررسی معیاری برای مشخص کردن گسیختگی گل میخ در نرم افزار مشخص شده است. در مرحله بعد اتصالات پیشنهادی با استفاده از نرم افزار مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج مدل سازی اتصالات و مقایسه نتایج اتصالات پیشنهادی با اتصالات بتنی و فولادی نشان داد که در اتصالات دارای گل میخ، قبل از تشکیل مفصل پلاستیک در تیرها، گل میخ ها دچار گسیختگی می شوند. در اتصالات با استفاده از ناودانی، بار نهایی اتصال کامل تیر همراه با برشگیر ناودانی نزدیک به بار نهایی اتصال بتنی و فولادی بوده و اتصالات تیر با ورق در تراز بال و تیر با ورق دور تا دور در تراز بال همراه با برشگیر ناودانی بار نهایی بیشتر از بار نهایی اتصال بتنی و فولادی را تحمل می کنند. شکل پذیری هر سه اتصال بیشتر از اتصال بتنی است و در محدوده اتصال فولادی بوده که علت آن تشکیل مفصل پلاستیک در تیرها می باشد. مطالعات پارامتری مختلفی روی اتصالات پیشنهادی انجام شده که نشان می دهد، افزایش سربار محوری با ایجاد محصور شدگی گسیختگی گل میخ ها را به تاخیر انداخته و شکل پذیری اتصالات دارای گل میخ را افزایش می دهد. این مطالعات همچنین نشان داد که کاهش ضخامت غلاف فولادی به مقدار کمتر از ضخامت بال تیر باعث کاهش قابل توجه بار نهایی اتصال می شود در حالیکه افزایش آن به مقادیر بیشتر از ضخامت بال تیر تاثیر کمتری دارد. همچنین در اتصال با ورق در تراز بال به صورت دور تا دور ستون حساسیت به ضخامت غلاف به مقدار زیادی کاسته می شود. در نهایت در قسمت آخر پایان نامه با استفاده از نتایج بدست آمده یک سری توصیه های اولیه برای طراحی اتصالات پیشنهادی ارائه شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی