تأثير التفاصيل التصميمية على سلوك الوصلات الفولاذية جائز-عمود المنفذة بالبراغي وصفائح جبهية بارزة أثناء الانهيار التدرجي

الملخص

تأثير التفاصيل التصميمية على سلوك الوصلات الفولاذية
جائز-عمود المنفذة بالبراغي وصفائح جبهية بارزة أثناء الانهيار التدرجي

بادية حيدر

غاندي لوحو

خضر الحج

تشكل الوصلات جائز-عمود المنفذة بالبراغي عنصراً جوهرياً في أداء المنشآت الفولاذية تحت شروط التحميل الاستثنائية كالانفجارات واصطدام العربات بسبب خطر حدوث ما يعرف بالانهيار التدرجي
(progressive collapse). يعالج البحث المقدّم في هذه الورقة تأثير التفاصيل التصميمية على سلوك الوصلات جائز-عمود المنفذة بالبراغي وصفائح جبهية بارزة أثناء الانهيار التدرجي الناتج عن فقدان عمود. لتحقيق هذا الهدف، تم إنشاء نموذج عددي ثلاثي الأبعاد 3D باستخدام برنامج العناصر المنتهية ABAQUS. تم توثيق النموذج العددي المنجز بالمقارنة مع نتائج تجريبية مستخلصة من الأبحاث المنشورة. استخدم النموذج العددي الموثق لإنجاز دراسة بارامترية لتقصي تأثير بعض التفاصيل الجيومترية التصميمية على سلوك وخصائص الوصلة المدروسة تحت سيناريو إزالة عمود. أكدت نتائج هذا البحث إمكانية تحسين مقاومة الوصلة والحصول على قدرة دورانية تزيد عن (0.15 rad) عبر استخدام تفاصيل تصميمية ملائمة وخاصة النسبة بين سماكة الصفيحة الجبهية وقطر البراغي (t/d≤0.5) من جهة والنسبة بين مقاومة براغي الوصلة مجتمعة والمقاومة المحورية اللدنة لمقطع الجائز من جهة أخرى (N_bolt/N_beam≥1) .

Bolted beam-to-column joints are an essential element in the performance of steel structures under exceptional loading conditions such as explosions and vehicle collisions due to the risk of a progressive collapse. This paper deals with the effect of design details on the behavior of bolted extended end-plate beam-to-column joints during the progressive collapse due to column loss. To achieve this aim, a three-dimensional 3D model was created using ABAQUS. The numerical model was validated in comparison to the results obtained from published researches. The validated numerical model has been used for a parametric study to investigate the effect of some geometric details on the behavior and properties of the studied joint under the scenario of column removal. The results of this study confirmed the possibility of improving the resistance of the joint and obtaining a rotation capacity of more than 0.15 rad by using suitable design details, especially the ratio between the thickness of the end plate and the diameter of the bolts (t / d≤0.5) and the ratio between the resistance of the joint bolts and the plastic resistance of the beam section (N_bolt/N_beam≥1).