BUTT JOINT WITH MEANDER OUTLINE FOR BOX-SECTION COLUMN IN FRAME MOMENT CONNECTION FOR SEISMIC
A steel moment frame is a design solution that effectively withstands seismic impact. In National Standards of various countries, box-section columns are recommended for use in moment frame, while this requirement is mandatory in the Russian Federation. Therefore, it is necessary to have a frame mom...
Uloženo v:
| Vydáno v: | International Journal for Computational Civil and Structural Engineering Ročník 21; číslo 2; s. 83 - 98 |
|---|---|
| Hlavní autoři: | , |
| Médium: | Journal Article |
| Jazyk: | angličtina |
| Vydáno: |
Publishing House ASV
30.06.2025
|
| Témata: | |
| ISSN: | 2587-9618, 2588-0195 |
| On-line přístup: | Získat plný text |
| Tagy: |
Přidat tag
Žádné tagy, Buďte první, kdo vytvoří štítek k tomuto záznamu!
|
| Shrnutí: | A steel moment frame is a design solution that effectively withstands seismic impact. In National Standards of various countries, box-section columns are recommended for use in moment frame, while this requirement is mandatory in the Russian Federation. Therefore, it is necessary to have a frame moment connection between an I-beam and such column. Most existing solutions involve many welds which reduce reliability under dynamic loads or low temperature conditions. Solutions with fewer welds require special cast components. This article proposes a solution to this problem by introducing a butt joint for box-section columns that creates a frame moment connection with minimal welds, without using any special cast components, and complies with the requirements of National Standards on earthquake-resistant construction in Russia. Based on calculations performed in ANSYS for extracted frame moment connection in static formulation as well as pseudo-plane single-story moment frame and multi-story moment frame in dynamic formulations using accelerograms from earthquakes, a comparative analysis was conducted regarding stress-strain state of the frame moment connection without butt joints and with different types the outline of butt joints. It has been found that a butt joint with the outline like a meander is equivalent to a solid column without cutout, allowing calculations of entire design model without detailed modeling of the frame moment connection, simply by applying fixed joint of column and beam. Additionally, one advantage of this type of butt joint is its ability to solve the issue of installing diaphragm plates in the box-section column body.
Стальной рамный полный каркас представляет собой конструктивное решение, которое эффективно воспринимает сейсмическое воздействие. В национальных стандартах различных стран для полных рамных каркасов рекомендуется применять колонны коробчатого профиля, а в Российской Федерации это требование является обязательным. В связи с этим необходим жёсткий узел крепления ригеля из двутавра к такой колонне. В большинстве существующих решений присутствует много сварных соединений, которые снижают надежность конструкций при динамическом воздействии или эксплуатации в условиях низких температур, а в тех, где сварных соединений мало, необходимо использование специальных литых деталей. Предложено решение данной проблемы в виде стыкового соединения колонн коробчатого сечения, позволяющее в месте стыка создать жёсткий рамный узел с минимальным количеством узлов, без специальных литых деталей и соответствующий требованиям нормативных документов в области сейсмостойкого строительства Российской Федерации. По результатам расчёта в ANSYS вырезанных узлов в статической постановке, а также псевдо-плоской одноэтажной рамы и многоэтажного полного рамного каркаса в динамической постановке по акселерограммам землетрясений, был проведён сравнительный анализ напряженно-деформированного состояния рамного узла без стыка и со стыками разного очертания. Было выяснено, что стык с очертанием меандра эквивалентен цельной колонне без разреза, что даёт возможность проводить расчеты всей схемы каркаса без детального моделирования узла, используя жесткое крепление колонны и ригеля. Помимо этого, к достоинствам такого стыка можно отнести возможность решения проблемы установки поперечных рёбер жесткости в теле колонны коробчатого сечения. |
|---|---|
| ISSN: | 2587-9618 2588-0195 |
| DOI: | 10.22337/2587-9618-2025-21-2-83-98 |