انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 12 24 2018 11 22 Evaluation of microstructure and mechanical properties of advanced ultra high strength TRIP1100 steel ارزیابی ریز ساختار و عملکرد مکانیکی فولاد فوق استحکام بالای پیشرفته 1100TRIP حاصله از یک عملیات ترمومکانیکی جدید 5 12 201485 FA ایمان حاجیان نیا دانشکده مهندسی مواد مرتضی شمعانیان دانشکده مهندسی مواد مسعود عطاپور دانشکده مهندسی مواد Journal Article 2024 07 30 This research investigates the effect of the rolling process and the new thermo-mechanical operation on achieving the microstructure of the high-strength and advanced TRIP1100 steel. The microstructure analysis of the resulting steel by scanning electron microscope showed a microstructure with a ferrite field along with the remaining bainite, martensite and austenitic phases. The grain size was obtained to be about 1 micron after the rolling process and the new thermo- mechanical operation. X-ray diffraction results also indicated 15% volume of the residual austenite for the 1100 TRIP steel. The tensile stresses of the specimens were evaluated and the strength of the samples was found to be higher than 1000 MPa; further, an extraordinary length was obtained for the 1100 TRIP steel. The results also showed that with adjusting the chemical composition and the newly proposed thermo-mechanical treatment, it was possible to achieve high strength in the 1100 TRIP steel with the flexibility of about 25% along with considerable work hardening. It was also found that at the angles of 45, 0 and 90, relative to the rolling direction, the behavior of this steel was almost the same; therefore, it could be widely used for shaping and welding. The analysis of fracture samples showed that the microphases grains had a relatively soft fracture; as well, fractures with almost co-axial dimples were observed, and the cavities had impurities that propagated cracking and fracturing during plastic deformation. در این تحقیق به بررسی تأثیر فرآیند نورد و عملیات ترمو مکانیکی جدید جهت دستیابی به ریز ساختار فولاد 1100 TRIP فوق استحکام بالای پیشرفته پرداخته شده است. بررسی های ریزساختاری فولاد حاصل توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی ریز ساختاری با زمینه فریتی همراه با فازهای بینیت، مارتنزیت و آستنیت باقی مانده را نشان داد. اندازه دانه ها پس از فرآیند نورد و عملیات ترمو مکانیکی حدود 1 میکرون بدست آمدند. نتایج پراش اشعه ایکس میزان 15 درصد حجمی آستنیت باقیمانده را برای فولاد 1100 TRIP مشخص نمود. میزان تنش کششی نمونه ها ارزیابی شد و استحکام نمونه ها بالای MPa 1000 و ازدیاد طول فوق العاده ای برای فولاد 1100 TRIP بدست آمد. نتایج نشان دادند که با تنظیم ترکیب شیمیایی و عملیات ترمومکانیکی پیشنهادی جدید، دستیابی به استحکام بسیار زیاد در فولاد 1100 TRIP با انعطاف پذیری حدود 25 درصد همراه با کار سختی قابل توجه امکانپذیر است. همچنین مشخص شد در زوایای 45،0 و90 نسبت به جهت نورد رفتار این فولاد تقریبا یکسان بوده و می تواند به طور گسترده ای برای شکل دهی و جوش پذیری مورد استفاده قرار گیرد. بررسی نمونه‌های شکست نشان داد، دانه‌های ریز فاز ها دارای شکست نسبتاً نرم هستند همچنین شکستگی با دیمپل‌های تقریباً هم محور مشخص شد و کندگی‌ها دارای ناخالصی‌هایی بود که باعث اشاعه ترک و شکست در حین تغییر شکل پلاستیک شدند.

https://www.journalisss.ir/article_201485_690e4c1d085100bf5f988b7e40e9d89f.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 12 24 2018 11 22 Seismic Performance Evaluation of Eccentrically Braced Steel Frames with Intermediate Link Lengths بررسی پارامتر لرزه‌ای جابه‌جایی نسبی طبقات در سیستم‌های فوالدی EBF با تیر پیوند متوسط بر پایه 440-FEMA با استفاده از روش‌های تحلیلی موجود 13 28 201486 FA میلاد محمدیان دانشگاه شهیدبهشتی علی اکبر میمندی دانشگاه شهیدبهشتی عباس مهدویان دانشگاه شهیدبهشتی Journal Article 2024 07 30 One of the natural disasters that cause many human and financial detriments in various countries is the earthquake phenomenon. In this regards, countries that are more at risk are extra concerned with problem solving procedures and have made progress in this regard. Certainly, one of these countries is Iran, which caused the occurrence of destructive earthquakes such as the earthquake of Buin Zahra, Manjil, Rudbar and Tabas, that led to further studies about establishing criteria for the design of seismic structures. In this way, the first distinctive guideline (2800 standard) planned for designing buildings against earthquakes in 1367. In addition, recently, the evaluation of nonlinear behavior and performance-based method have been introduced in the seismic evaluation of structures, in which research centers and agencies have been active in this field and presented their effort in related guidelines such as ATC and FEMA. In this study, the guidelines rules for assessing the seismic of steel structures with eccentric braced frame (EBF) were evaluated by 4, 8, 12 and 16 models with dual system. These guidelines are designed in accordance with the rules of Iran and the world and by applying several lateral loading patterns. Also, nonlinear static analysis on these models has been used to review and compare the responses with nonlinear dynamics analysis. In this study, some criterions of the mentioned guidelines are studied, which are about seismic evaluation of the eccentric braced frame (EBF) systems, then the results of the research indicate that the response of all structures other than short-term structures is influenced by higher modes. از جمله مخاطرات طبیعی که هر ساله باعث بروز آسیب‌های جانی و مالی فراوانی در کشور است پدیده‌ زلزله است. بر اساس نیاز، کشور‌هایی که بیشتر در معرض این خطر قرار دارند بیشتر به فکر حل این مسئله بوده و پیشرفت‌های را در این زمینه داشته‌اند. بدون شک ایران یکی از این جمله کشور‌ها است که وقوع زلزله‌های مخرب همچون زلزله بوئین‌زهرا، منجیل، رودبار و طبس مهندسین را به فکر ایجاد ضوابطی در خصوص طراحی لرزه‌ای سازه‌ها واداشته، به‌طوری‌که در سال 1367 اولین آئین‌نامه خاص جهت طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله تحت عنوان آئین نامه 2800 منتشر گردید. همچنین از سوی دیگر در سال‌های اخیر بحث رفتار غیر‌خطی و روش عملکردی در ارزیابی لرزه‌ای سازه‌ها مطرح‌شده که در این زمینه مراکز تحقیقاتی متعددی فعالیت داشته و نتایج اقدامات خود را در دستور‌العمل‌هایی همچون ATC و یا FEMA مطرح ساخته‌اند. در این پژوهش ضوابط دستور‌العمل‌های مذکور در خصوص ارزیابی لرزه‌ای سازه های فولادی با سیستم‌های مهاربندی برون‌محور (EBF) با استفاده از مدل‌های 4، 8، 12 و 16 طبقه با سیستم دوگانه، مطابق با آیین‌نامه‌های مختلفی طراحی شده و با اعمال چندین الگوی بار جانبی مختلف و با انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی بر روی این مدل‌ها به بررسی و مقایسه پاسخ‌ها با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی پرداخته شده استکه انتقال نیروی محوری مهارها به ستون‌ها از طریق خمش و برش در تیرها به عمل آمده است. نتاج این پژوهش حاکی از آن است که به‌طور کلی پاسخ تمامی سازه‌ها به‌غیراز سازه‌های کوتاه مرتبه، تحت تأثیر مودهای بالاتر قرار دارد.

https://www.journalisss.ir/article_201486_5692204e485c525c61b3d3fd03515039.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 12 24 2018 11 22 Stability Analysis of Non-prismatic Columns Using the Combination of Power Series Method and McLaurin Expansion بررسی پایداری ستون‌های غیرمنشوری با استفاده از ترکیب روش سری‌های توانی و بسط مک لورن 29 40 201487 FA معصومه سلطانی دانشگاه کاشان اسما سیستانی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی بهروز عسگریان دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی Journal Article 2024 07 30 Buckling analysis of column as the primary structural member has a special place in engineering research. Because of increasing stability and reducing structural weight and consequently reducing earthquake forces, the use of non-prismatic columns in frames have increased recently. The most important issue in the stability of column is to determine the critical buckling force. For this purpose, the stability differential equation should be solved. In many studies, the solution of differential equation using analytical methods are not possible. In this regard, researchers use numerical methods for solving the governing equilibrium equation and determine buckling load, respectively. Power series method is one of the most powerful and advanced numerical methods for solving linear differential equations with variable coefficients which has many applications in science and engineering. In this study, columns’ cross-sections change by power functions and or exponential ones. Exponential variation is one of the most special states of non-prismatic columns that lees methods are able to solve its governing differential equation. Therefore, the stability differential equations governing the non-prismatic columns with different boundary conditions solved by using power series expansion and considering the flexural rigidity changes as a McLaurin expansion. The elastic critical buckling load calculated by solving eigenvalues. The results of numerical examples solved with this method compared with the results of other methods, indicates that the power series methods as one of the most powerful methods for solving complex differential equations, has sufficiently accurate and high speed in stability analysis of elastic columns with variable cross sections. تحلیل کمانشی ستون‌ها به عنوان اصلی‌ترین عضو سازه‌ای از جایگاه ویژه‌ای در تحقیقات مهندسی برخوردار است. امروزه استفاده از ستون‌های غیرمنشوری در قاب‌ها به علت افزایش پایداری و کاهش وزن سازه و به تبع آن کاهش نیروهای زلزله، افزایش یافته است. در بررسی پایداری ستون‌ها مهمترین موضوع، تعیین نیروی کمانش بحرانی می‌باشد. بدین منظور بایستی معادله دیفرانسیل پایداری حاکم را حل نمود. در بسیاری از مطالعات، حل معادله دیفرانسیل مذکور، با استفاده از روش‌های تحلیلی امکان پذیر نبوده و در این راستا محققان از روش‌های عددی برای حل معادله دیفرانسیل حاکم و تعیین نیروی کمانشی بهره می‌گیرند. سری‌های توانی یکی از روش‌های عددی قدرتمند و پیشرفته در حل معادلات دیفرانسیل خطی با ضرایب متغیراست که در علوم مهندسی کاربردهای فراوانی دارد. در این تحقیق ، تغییرات مقطع به صورت توابع توانی با درجه یک تا چهار و همچنین به صورت تابع نمایی در نظر گرفته شده است. تغییرات مقطع به صورت تابع نمایی یکی از خاص‌ترین حالات ستون‌های غیرمنشوری است که کمتر روشی قادر به حل معادله دیفرانسیل پایداری حاکم بر این ستون‌ها بوده است. در ادامه، معادله دیفرانسیل پایداری حاکم بر ستون‌ها با مقطع متغیر و شرایط تکیه‌گاهی متفاوت با استفاده از بسط سری‌های توانی و در نظر گرفتن تغییرات صلبیت خمشی مقطع به صورت بسط مک لورن حل می‌گردد و بار کمانش بحرانی الاستیک با استفاده از روش حل مقادیر ویژه محاسبه می‌شود. نتایج حاصل از حل مثال‌های عددی با روش فوق در مقایسه با نتایج حاصل از سایر روش‌های موجود، بیانگر این است که سری‌های توانی به عنوان یکی از روش‌های بسیار قدرتمند در حل معادلات دیفرانسیل پیچیده، از دقت کافی و سرعت بالا در تحلیل پایداری الاستیک ستون‌ها با مقطع متغیر برخوردار هستند.

https://www.journalisss.ir/article_201487_598b409b27fa0df151f241e8e065c54a.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 12 24 2018 11 22 The behavior of the frame with buckling restrained braces with a vertical elastic truss under earthquake بررسی رفتار قاب با مهاربند کمانش تاب دارای خرپای الاستیک قائم تحت اثر زلزله 41 52 201488 FA حمید بیرقی دانشگاه آزاد اسلامی مهدیشهر Journal Article 2024 07 30 After yielding in frames with buckling restrained braces subjected to intense earthquakes, The insignificance of their post-yielding stiffness causes the structure's inability to return to its original state. There are various solutions to reduce permanent displacement in structures. In this research, the seismic response of the structure with a vertically elastic truss in a frame with buckling restrained braces is studied. The responses of this system subjected to earthquake effects are compared with the frame responses with buckling restrained braces without elastic trusses. The existence of a strong vertical truss, which is essentially elastic, can lead to identical interstory drift ratio in all stories. In such a system, the base of the the elastic truss is connected to the ground with pinned connection, so that it is possible for the entire truss to be rotated. All members of the vertical truss, including the diagonal members, remain under the seismic force in the elastic range. While other braces that are buckling restrained come into the plastic zone in severe earthquakes, they provide a ductility and energy dissipation for the system. Designed structures are initially designed according to conventional design rules and then the systems are analyzed by nonlinear time history under the influence of earthquake and static nonlinear analysis. On average, for the structures under study, using a truss in the frame with buckling restrained braces reduces the amount of residual inter-story drift changed from 1.33 percent to 0. 58 percent. پس از تسلیم مهاربندها در قابهای دارای مهاربندهای کمانش تاب تحت زلزله‌های شدید، ناچیز بودن سختی پسا تسلیم آنها موجب ناتوانی سازه در برگشت به حالت اولیه شده و امکان جابجایی ماندگار قابل توجه وجود دارد. برای کاهش جابجایی ماندگار در سازه راهکارهای مختلف وجود دارد. در این پژوهش پاسخ لرزه ای سازه دارای یک خرپای قائم الاستیک همراه قاب با مهاربندهای کمانش تاب بررسی میشود. پاسخ‌های حاصل از این سیستم تحت اعمال زلزله با پاسخ‌های قاب با مهاربند کمانش تاب بدون خرپای الاستیک مقایسه شود. وجود یک خرپای قائم قوی که اساساً رفتار الاستیک داشته باشد میتواند موجب ایجاد جابجایی نسبی بین طبقه ای تقریباً یکسان در همه طبقات شود. در چنین سیستمی، پای خرپای قائم الاستیک به صورت مفصلی به زمین اتصال می‌یابد، به گونه‌ای که امکان دوران برای کل خرپا مهیا است؛ کلیه اعضای خرپای قائم از جمله اعضای مورب تحت نیروی لرزه‌ای در محدوده الاستیک باقی می‌مانند، در حالی که سایر مهاربندها که از نوع کمانش تاب هستند، در زلزله‌های شدید به ناحیه پلاستیک وارد می‌شود و شکل‌پذیری و اتلاف انرژی را برای سیستم تأمین می‌کنند. سازه‌های مورد تحقیق در ابتدا طبق آیین نامه های طراحی متداول طراحی می‌شوند و سپس با تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی تحت اثر نگاشت‌های زلزله و همچنین تحلیل استاتیکی غیرخطی نتایج مورد بررسی و تحلیل قرار می‌گیرد. به‌طور متوسط برای سازه‌های مورد بررسی، در اثر بکارگیری خرپای قایم در قاب با مهارند کمانش تاب مقدار جابجایی نسبی بین طبقه ای باقی‌مانده از عدد 33/1درصد به عدد 58/0 درصد کاهش نشان می‌دهد.

https://www.journalisss.ir/article_201488_baf33557897758e5cca3a87b5b77221b.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 12 24 2018 11 22 Compression Capacity of Cold Formed Steel Angle studs بررسی ظرفیت فشاری مقاطع نبشی فولادی سرد نورد شده 53 63 201489 FA مهران زینلیان دانشگاه اصفهان ستار بلخاری دانشگاه اصفهان پوریا رافعی دانشگاه اصفهان Journal Article 2024 07 30 In this study, an investigation on buckling modes of cold formed steel members, design methods and also behavior of angle studs are illustrated. ANSYS software is employed in order to analysis the sections taking into account geometry imperfection as well as materials nonlinearity. The materials properties are extracted from experimental coupon tests. The models are verified based on full-scale specimens which are tested the laboratory of the University of Isfahan. Of particular interest are the specimens’ maximum compression capacity and general shape of failure modes of the samples which is local buckling in the angles. In addition, compression capacities of desired sections are evaluated using Effective Width Method and Direct Strength Method; and then compared with experimental results as well as Finite Element Method. Four different stiffened sections are also examined in order to evaluate the presence impact of stiffeners and lips in compression capacity of members. The results show that angles which include one stiffener in each leg, have higher compression capacity of 25% of a simple angle, whereas angles which include stiffener and lip simultaneously have promoted capacity of 47% of a simple angle. Among studied sections, angles with two stiffeners and one lip on each leg have the highest compression capacity by almost 60% of a simple section. The comparison between compression capacities obtained from different methods indicates that prescribed methods by the codes are conservative to some extent. در این تحقیق ظرفیت فشاری مقاطع نبشی ساخته شده از فولاد سرد نورد شده با استفاده از روشهای آییننامه‌ای، روشهای عددی و آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. در بررسی عددی، ضمن بررسی حالتهای کمانش اعضای فولادی سرد نورد شده، رفتار غیرخطی مواد، تغییر شکلهای اولیه بررسی شده است. به همین منظور از نرم افزار انسیس استفاده شده و برای صحت‌سنجی، نمونهای با ابعاد واقعی در محیط آزمایشگاه تحت فشار قرار گرفته است. علاوه بر این ظرفیت فشاری مقطع مورد نظر از روش‌های عرض موثر و مقاومت مستقیم نیز بدست آمده و با نتایج آزمایشگاهی و المان محدود مقایسه گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که روش‌های آیین‌نامه‌ای، نتایج محافظه کارانه‌ای را ارائه می‌دهند. همچنین با بررسی تاثیر سخت کننده و لبه بر روی مقاطع نبشی، نشان داده شد که با اضافه نمودن تنها یک سخت کننده در بال‌های نبشی میتوان ظرفیت آن را %24 افزایش داد.

https://www.journalisss.ir/article_201489_d09e1935358a8aec316188343d28df51.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 12 24 2018 11 22 Semiactive Fuzzy Control of 5-Story Structure under Near & Far Field Earthquakes Using Piezoelectric Friction dampers کنترل نیمه‌فعال فازی سازه پنج طبقه در برابر زلزله‌های حوزه دور و نزدیک با کمک میراگر اصطکاکی و فعال‌کننده‌های پیزوالکتریک 65 76 201490 FA سید مهدی زهرایی دانشگاه تهران اکبر بطهایی دانشگاه تهران میثم رمضانی پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله Journal Article 2024 07 30 One of the main challenges civil engineers face today is to find more effective means for protecting structures and their contents from the damaging effects of dynamic hazards such as strong earthquakes. Vibration control of civil engineering structures have been studied for three decades. Casualties and economic damages in recent earthquakes at different countries show the importance of vibration control of structures. Vibration control of structures evolves from passive control, active control to semi-active control. Recently, semi-active control systems have attracted much attention because they have good efficiency with best features of both passive and active control. A semiactive control system can produce a large control force simply by dynamically changing parameters such as the damping coefficient and stiffness of the control device. Various control devices that have been tried by different researchers for control applications include stiffness control devices, electrorheological and magnetorheological dampers, friction control devices, fluid viscous dampers, tuned mass dampers, and tuned liquid dampers. From this point of view, semi-active control systems have reliability of passive control and flexibility of active control. In this paper the performance of the semi-active control systems used by piezoelectric friction dampers was studied. The damper system was set on 5-story structure model and in order to adjust and assign the voltage on piezoelectric elements; the fuzzy logic controller was used. Some characteristics of fuzzy logic controllers appealing to control engineers are their effectiveness and ease in handling structural non-linarite, uncertainties and heuristic knowledge make it a better choice for control applications. Added to the nice ties present in a fuzzy system, a fuzzy control applied to structural system can handle the hysteretic behavior of the structure under earthquake. The performance of FLC depends on various design parameters related to selection of membership functions and definition of rule base. It is especially important for FLC to have an effective and reliable rule base to perform at the desired level. The structure was modeled in OpenSees finite element software and the fuzzy logic controller was designed in MATLAB software in order to determine the command voltage to apply to piezoelectric layers. Furthermore, in order to make a connection between both OpenSees and MATLAB softwares; the TCP/IP method was used. Two input variables including relative displacement and velocity of stories were assigned to the fuzzy logic controller; moreover, the command voltage was assigned as output variable. Incremental dynamic analysis of structure with maximum acceleration from 0.2g to 1g was used. For this purpose, to assess the performance of studied control systems; four earthquakes including the 1940 El Centro, 1968 Hachinohe; 1994 Northridge and 1995 Kobe were applied to the structure. Both of the El Centro and Hachinohe earthquakes are far-field while the Northridge and Kobe are near-field earthquakes. The results of both semi-active and passive control were compared. The average results of semi-active control for evaluation criteria for displacement and base shear show11 and 10.5% of improvement copared to the passive control, respectively; for far-field earthquakes. Furthermore, results show 7% and 5% improvement compared to the passive control for displacement and base shear evaluation criteria respectively; for near-field earthquakes. Moreover, the sensitivity of the semi-active control systems shows 16.53% and 11.8% improvement than passive control for far-field and near-field earthquakes respectively. کنترل ارتعاشات سازه امروزه به یک زمینه چالش‌برانگیز در بین محققین و مهندسین تبدیل گشته است. خسارات وارده به سازه‌ها در برابر زلزله‌های اخیر که باعث تلفات جانی و مالی در کشورهای مختلف گشته است، اهمیت کنترل ارتعاشات سازه در برابر زلزله را بیش از پیش آشکار می‌سازد. در سال‌های اخیر کنترل نیمه‌فعال به عنوان یک روش کنترل کارآمد و قابل اطمینان مطرح گشته است، که از خاصیت اعتمادپذیری کنترل غیرفعال و خاصیت انعطاف‌پذیری کنترل فعال بهره می‌گیرد. در این مطالعه عملکرد کنترل نیمه‌فعال با کمک فعال‌کننده‌های پیزوالکتریک نصب‌شده بر روی میراگر اصطکاکی که مطابق الگوریتم کنترل منطق فازی تصمیم‌ می‌گیرد، بر روی مدل سازه پنج طبقه بررسی شده است. به همین منظور نتایج تحلیل برای دو حالت کنترل نیمه‌فعال و غیرفعال مقایسه شده است. نتایج حالت نیمه‌فعال برای معیارهای ارزیابی تغییرمکان و برش پایه برای زلزله‌های حوزه دور به طور متوسط درصد بهبودی به ترتیب برابر 11 و 5/10 درصد، نسبت به حالت غیرفعال را نشان می‌دهد. همچنین همین مقدار درصد بهبود برای زلزله‌های حوزه نزدیک به ترتیب برابر 7 و 5 درصد می‌باشد. علاوه بر این حساسیت سیستم کنترلی نیمه‌فعال به طور میانگین برای زلزله‌های حوزه نزدیک و دور به ترتیب برابر 53/16 و 8/11 درصد نسبت به حالت غیرفعال بهبود داشته است.

https://www.journalisss.ir/article_201490_7d24a35b34cc00f9606ecfcad94b35ac.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 12 24 2018 11 22 Experimental and Numerical Study of Block Shear Rupture of Steel Tensile Members with Connections have Eccentricity مطالعه آزمایشگاهی و عددی گسیختگی برش قالبی اعضای کششی فولادی با اتصالات دارای خروج از مرکزیت 77 91 201491 FA سید رضا سیدزاده اطاقسرایی دانشگاه شمال سید محمد سیدپور دانشگاه شمال مجتبی جعفری صمیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی سعید فلاحیان دانشگاه شمال Journal Article 2024 07 30 One of the types of ruptures in the tensile members of steel structures is the block shear failure in which by creating tensile and shear stresses in the connection area, a part of section is torn away and it causes the strength loss of the section. The main aim of this paper is to experimentally study and finite element analysis of block shear failure having staggered pattern in connections of hot rolled steel tensile members. For this purpose, eight laboratory samples from the gusset plate with staggered pattern and connections have eccentricity with constructional mild steel were applied by a tensile axial loading. The main variables for the test specimens include the number of connection bolts, the bolt spacing along parallel and perpendicular to the loading length. The results of laboratory studies were compared with those obtained from the prediction of existing relationships (based on the rule (s2/4g)) as well as the plane decomposition method of Samimi et al. (2016) and the strengths and weaknesses of each were identified. Furthermore, the results of numerical analyses made by finite element method, which also have a good consistency with the test results, confirm the basis of the plane decomposition method. Considering the results of the real tensile stress distribution at the staggered planes of the block shear failure area of the connections have eccentricity, the effects of loading eccentricity have been appeared which justifies the need for considering the factor of non-uniform tensile stress distribution. یکی از انواع گسیختگی ها در اعضای کششی سازه های فولادی، گسیختگی برش قالبی است که با ایجاد تنش کششی و برشی در محدوده اتصال، بخشی از قطعه کنده می شود و موجب از دست رفتن استحکام قطعه می گردد. هدف از این مقاله، مطالعه آزمایشگاهی و تحلیل اجزای محدود گسیختگی برش قالبی در اتصالات اعضای کششی فولادی گرم نورد شده دارای خروج از مرکزیت میباشد. بدین منظور 8 نمونه آزمایشگاهی از صفحه اتصال با الگوی سوراخ مورب و اتصال دارای خروج از مرکزیت با فولاد نرمه ساختمانی تحت بارگذاری محوری کششی قرار گرفتند. متغییرهای اصلی برای نمونه های آزمایش شامل تعداد پیچهای اتصال، فواصل پیچها در راستای موازی و عمود بر امتداد بارگذاری بودند. نتایج مطالعات آزمایشگاهی با نتایج حاصل از پیش بینی روابط موجود (مبتنی بر قاعده ) و همچنین روش تصویر سطوح صمیمی و همکاران (2016)، مقایسه گردید و نقاط ضعف و قوت هر یک شناسایی شد. همچنین نتایج تحلیل های عددی انجام گرفته به روش اجزای محدود که با نتایج آزمایشگاهی نیز همخوانی خوبی داشته است، اساس روش تصویر سطوح را تایید میکند. با توجه به نتایج توزیع تنشهای کششی حقیقی در سطوح مورب موجود در محدوده گسیختگی برش قالبی اتصالات دارای خروج از مرکزیت، اثرات بارگذاری خارج از مرکز نمایان شده است که نیاز به عامل توزیع تنشهای کششی غیر یکنواخت را توجیه میکند.

https://www.journalisss.ir/article_201491_fba34b53cb0283a48cd63a741d06dd28.pdf

انجمن سازه‌های فولادی ایران نشریه علمی سازه و فولاد 1735-515X 12 24 2018 11 22 Review RBS Dog-Bone Connections and Its Effect on Seismic Behavior of Special Moment Resisting Frames بررسی اتصالات استخوانی و تاثیر آن بر رفتار لرزه‌ای قاب‌های خمشی ویژه 93 102 201492 FA محمدرضا فرج پور سازمان نظام مهندسی ساختمان، استان آذربایجان شرقی Journal Article 2024 07 30 One of the methods for improving the seismic behavior of the moment resisting frames is the using of reduced beam section (RBS) dog-bone connections. In this paper the finite element models of RBS doge-bone connections is made and calibrated to experimental results, the collapse mechanism and stress distribution of these connections is discussed. Moreover, Fema recommendation is considered. This study has been done through the detailed numerical analyses of several samples of these systems. For expressing the advantages of this system, the seismic parameters of RBS dog-bone frames have been compared with those of special moment resisting frames, which are obtained based on several analyses for some common buildings with both connections. Based on the obtained results, the behavior factor of structure is a function of its first fundamental period and increases with period. The increasing rate of the behavior factor of the dog-bone connection system in terms of period is more than that of the special moment resisting frames. The behavior factor of the flexible structures with dog-bone connections is about 20% larger than that of these structures without dog-bone connections. The investigation of ordinary beam to column connections in steel structures shows that non steady stress distribution and stress centralization in welded zone causes the connection fail in strange earthquakes. In RBS dog bone connections the proportion of maximum stress in beam flange to yield stress is about 0.8. The usage of RBS system occasions stress redistribution in beam flange, increasing the effect beam flange width and increasing the connection ductility. In corporation between ordinary and RBS dog bone connections shows the increasing the period of structure about 3 percent. In elastic step, tendency of RBS and ordinary connection system is same but in plastic step the resistance reduction coefficient of RBS system is more about 23 percent than ordinary connection system. This shows the structures that made by RBS systems, have more energy attraction capacity. یکی از روش‌های بهبود رفتار لرزه‌ای قاب‌های خمشی و ممانعت از ترد شکنی اتصالات آنها، استفاده از اتصالات استخوانی می‌باشد. در این مقاله با ایجاد مدل‌های المان محدود اتصالات استخوانی و ارزیابی دقت آنها با نتایج آزمایشگاهی موجود، توزیع تنش و مکانیزم‌های شکست این اتصالات بحث شده است. همچنین توصیه آیین نامه Fema در هندسه اتصالات استخوانی مد نظر قرار گرفته است. در ادامه تحقیق رفتار لرزه‌ای سیستم قاب‌های خمشی با اتصالات استخوانی، از طریق محاسبه و آنالیز عددی چندین نمونه بررسی و برای بیان برتری این سیستم، پارامترهای لرزه‌ای آن محاسبه و با پارامترهای لرزه‌ای سیستم قاب خمشی ویژه با اتصالات متعارف استفاده شده در چند سازه متعارف مقایسه شده است. بر اساس نتایج حاصله، ضریب رفتار سازه تابع زمان تناوب اصلی سازه بوده و با افزایش آن افزوده می‌شود. افزایش نرخ ضریب رفتار سیستم با مقاطع کاهش یافته بر مبنای زنام تناوب، بیشتر از قاب خمشی ویژه است. ضریب رفتار سازه شکل پذیر با اتصالات کاهش یافته تقریباً 20 درصد بیشتر از سازه‌های مشابه با اتصالات متعارف است. بررسی اتصالات متعارف تیر به ستون در سازه‌های فولادی نشان دهنده عدم توزیع تنش یکنواخت تنش و تمرکز شدید آن در محل جوش می‌باشد که منجر به تسلیم اتصال در بارگذاری‌های شدید لرزه‌ای می‌شود. در اتصالات با مقطع کاهش یافته نسبت ماکزیمم تنش بال تیر به تنش تسلیم در حدود 80 درصد می‌باشد. استفاده از این اتصالات باعث بازپخش تنش در بال تیر و افزایش ضخامت موثر تیر و افزایش شکل پذیری اتصال می‌گردد. مقایسه دو سیستم نشان دهنده افزایش زمان تناوب 3 درصدی در استفاده از مقاطع کاهش یافته می‌باشد. در مرحله الاستیک رفتار دو سیستم تقریباً یکسان بوده ولی در مرحله پلاستیک ضریب کاهش مقاومت سیستم با مقاطع کاهش یافته 23 درصد بیشتر از سیستم‌های متعارف است. نتایج حاصله نشان داده است که استهلاک انرژی در سازه‌های ساخته شده با اتصالات کاهش یافته بیشتر است.

https://www.journalisss.ir/article_201492_2a1e16d9999955f7d4a89e29eb3a43fe.pdf