In seismically active regions such as Turkey, the context of the nonlinearity provided by a building is based on the behaviors of structural components; beams, columns and their connections constituting the seismic force resisting system of the structure. Of these members, beam-to-column connections can play a considerably important role even if they have a capability of limited stiffness and flexural strength. Structural steel connections are mainly classified as a pinned or a moment connection. However, some beam-to-column connections having limited stiffness and flexural strength, which are called semi-rigid connections such as header end-plate connections designed so as to transmit only shear forces, can be characterized by moment-rotation relationship. This paper investigates the behavior of header end-plate connections using finite element (FE) modeling. The FE models include material, geometrical and contact nonlinearities. FE modeling technique was first verified through the test results of the experimental research performed by Aggarwal (1990). Then the effect of header end-plate thickness upon moment-rotation relationship was investigated. According to the analyses results, in addition to shear stresses, axial tensile stresses have been observed to occur in the bolts at the tension side and thickness of the header end-plate and beam web play a governing role in the development of initial rotational stiffness and the flexural strength of header end-plate connections.
Dışmerkez çaprazlı çelik çerçeveler (DMÇÇÇ), deprem etkisinde plastik şekildeğiştirmelerin sadece bağ kirişlerinde oluştuğu ve yapı sistemine etkiyen deprem enerjisinin akmaya ulaşan bağ kirişlerinin dönme deformasyonları ile sönümlendiği yatay yük taşıyıcı sistemlerdir. DMÇÇÇ sistemlerde birleşimler, kolonlar, çaprazlar ve bağ kirişi dışında kalan kiriş bölümleri pekleşme etkilerinin de dikkate alındığı, bağ kirişinin plastikleşmesine neden olan yükleme durumu altında hesaplanan tasarım kuvvetlerini karşılayacak şekilde boyutlandırılmaktadır. Bağ kirişi dışındaki elemanların tamamen elastik kalmasının sağlanması amacıyla tasarım dayanımlarının; deprem etkileri altında hesaplanan iç kuvvetlerin tasarım büyütme katsayısı ile büyütülerek yük birleşimlerinde kullanılması ile elde edilmesi gerekmektedir. Tasarım büyütme katsayılarının hesabında esas alınan pekleşme etkileri, TBDY 2018’de tanımlanan pekleşme katsayıları ile dikkate alınmaktadır. Çalışma kapsamında Avrupa tipi I-enkesitli (dar başlıklı / IPE) ve H-enkesitli (geniş başlıklı / HEB) çelik profiller ile teşkil edilen bağ kirişleri için pekleşme katsayısının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda 280 adet bağ kirişinin doğrusal olmayan sonlu eleman modeli tekrarlı tersinir (çevrimsel) yükleme altında analiz edilerek, kısa, orta ve uzun bağ kirişleri için pekleşme katsayıları elde edilmiştir. Bu katsayılar değerlendirildiğinde, TBDY 2018 kapsamında 1,25 olarak belirtilen pekleşme katsayısının orta ve uzun bağ kirişleri için uygun bir değer olduğu, ancak kısa bağ kirişleri için bu değerin; IPE profil kullanılması halinde ortalama olarak 1,68, HEB profil kullanılması halinde ise, ortalama olarak 1,65 olması gerektiği sonucuna varılmıştır, ayrıca normalleştirilmiş bağ kirişi uzunluğuna bağlı olarak pekleşme katsayısı formülü geliştirilmiştir.
The aim of this paper is to investigate the nonlinear behavior of space truss roofs subject to different load accumulation forms considering the effect of initial imperfection and slenderness ratio of the truss members. For this, a typical space truss roof using MERO-connection type with flat double-layer was selected as a sample. 3D model of the roof was developed and analyzed by using OpenSEES. Nonlinear behavior of each typical bar of the space truss roof, which, was mainly composed of particular sub-elements such as a tubular element, bolts, sleeves and spheres was represented by a single truss bar. Axial load-displacement relationship of each single truss bar was obtained from nonlinear analysis performed under reversal cyclic loading. Besides, three different types of load distribution that simulates accumulation of rainwater or drifted snow were taken into account as an external load acting on upper layer of the roof system. Analyses results showed that load carrying capacity of the space truss roofs was susceptible to the form of accumulation and reduces abnormally when the accumulation, in particular, occurred locally. Furthermore, failure mode of the system designed with optimal solution was dominated by buckled truss bars and brittle failure occurred. Also initial imperfection had a negative effect on the members in compression. Bu çalışmada uzay kafes çatı sistemlerinin çeşitli yük birikme senaryoları altındaki doğrusal olmayan davranışı, çubuk eleman başlangıç kusurları ve çubuk eleman narinlikleri de dikkate alınarak incelenmiştir. MERO düğüm noktasına sahip iki adet örnek uzay kafes çatı sistemi OpenSEES yazılımı üç boyutlu olarak modellenerek analizler gerçekleştirilmiştir. Bulonlar, somunlar ve düğüm noktası kürelerinden oluşan her bir çubuk elemanın davranışı tekil çubuklar üzerinde tanımlanarak genel sisteme aktarılmıştır. Her bir çubuk elemanın eksenel yük-yerdeğiştirme davranışları çevrimsel tekrarlı yükler altında analizler gerçekleştirilerek elde edilmiştir. Genel sistem analizleri çatının tamamında, yarısında ve dörtte birinde yağmur suyu veya kar yükü yığılmalarını yansıtacak şekilde belirlenen yükleme altında gerçekleştirilmiştir. Analizler sonucunda uzay kafes çatı sistemlerinin yük yığılmalarına karşı hassas oldukları ve lokal bölgelerde oluşan yük yığılmalarının sistemin taşıma kapasitesini düşürdüğü görülmüştür. Bunun yanında, en ekonomik kesitlerle boyutlandırılan sistemde göçme basınç çubuklarının burkulması ile gevrek bir şekilde meydana gelmiştir. Ayrıca, çalışma kapsamında başlangıç kusurlarının çubuk elemanların basınç kapasitelerini düşürdüğü görülmüştür.
Eccentrically braced frame (EBF) system is one of the most effective lateral loads resisting systems for steel structures. In these systems, links are designed in such a way that they yield in shear not only to provide high ductility and rigidity but also to provide a high energy dissipation capacity. In particular, as the internal forces to be considered for the design of the members outside of the links must be calculated with the amplification factor based on the yielding of the links, the magnitude of the internal forces may become so large that they may not be met by the adjacent members. Therefore, it is challenging to develop an economic design for adjacent members and connections because of the high level of design loads obtained by the amplification factor. This paper studies the effect of the perforation arrangement in the web of shear link beams in eccentrically braced frames. Both experimental and numerical investigation were conducted to demonstrate the effectiveness of the link beam with slotted perforations in the web portion. Seven equivalent isolated link beam specimens with various slot-hole patterns were tested under quasi-static cyclic loading. The results of the study indicate that using slot-holes in the web portion reduces the link shear capacity significantly. The results also show that the failure mechanism of reduced link sections was controlled by fracture at end of the slot-holes and inelastic rotation capacities were varying between 0.025 rad and 0.065 rad depending on the slot-hole patterns.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
334 Leonard St
Brooklyn, NY 11211
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.