Abstract
Results from six two-thirds scale tests on moment-resisting steel column base plates are presented. The test specimens incorporate Complete Joint Penetration (CJP) and Partial Joint Penetration (PJP) weld details between the column and the base plate. The test data indicate that both details are resilient to fracture and sustain inelastic column hinging to story drift ratios of 6%–9%, which exceeds the typical acceptance criteria of 4% drift ratio for seismically detailed special moment frames. In five of the six tests, fractures initiated in the Heat Affected Zone (HAZ) at the fusion line between the weld and column flange. In the sixth test, fractures initiated at the inside face of the column flange at the upper edge of the weld access hole of the CJP weld detail. Contrary to the initial expectations, the specimens with the PJP welds exhibited higher displacement ductility than those with CJP welds. This is attributed to the fillet reinforcing that strengthens the PJP welds and enables them to sustain stresses and strains necessary to fully develop yielding in the column flanges. The test data further support the adequacy of the FEMA 350 provisions for determining the required strength of the welds based on the probable moment demand with the material overstrength factor of Ry=1.1 and strain hardening factor of Cpr=1.2
چکیده
نتایج شش آزمایش 2/3 مقیاس بر روی صفحه ستون های فولادی مقاوم خمشی ارائه می شوند. نمونه های آزمایش، جزئیات جوش نفوذ اتصال کامل (CJP) و نفوذ اتصال نسبی (PJP) را بین ستون و صفحه ستون ترکیب می کنند. داده های آزمایش نشان می دهند که هر دو جزئیات نسبت به گسیختگی فنری هستند و مفصل شدگی ستون غیرارتجاعی را در نسبت های دریفت طبقه 6 %-9 % تحمل می کنند که از معیارهای پذیرش نوعی نسبت دریفت 4 % برای قاب های خمشی ویژه با جزئیات لرزه ای تجاوز می کند. در 5 تا از 6 آزمایش، گسیختگی ها در ناحیه موثر گرمایی (HAZ) در خط ذوب بین جوش و بال ستون آغاز شدند. در آزمایش ششم، گسیختگی ها در داخل وجه بال ستون در لبه فوقانی سوراخ دسترسی جوش از جزئیات جوش CJP آغاز شدند. برعکس انتظارات اولیه، نمونه های با جوش های PJP شکل پذیری تغییرمکان بالاتری نسبت به نمونه های با جوش های CJP نشان دادند. این به تقویت پرکننده نسبت داده می شود که جوش های PJP را تقویت می کند و آنها را در تحمل تنش ها و کرنش های لازم برای توسعه کامل تسلیم در بال های ستون قادر می سازد. داده های آزمایش بیشتر، کفایت مقررات FEMA 350 را برای تعیین مقاومت لازم جوش های برمبنای تقاضای ممان احتمالی با ضریب اضافه مقاومت مواد Ry= 1.1 و ضریب سخت شوندگی کرنشی Cpr= 1.2 تقویت می کنند.
1. مقدمه
کلیدواژه ها: صفحه ستون ها، طراحی لرزه ای، گسیختگی
اتصالات صفحه ستون، مولفه های بحرانی در سیستم های سازه ای مقاوم لرزه ای هستند زیرا آنها باید قابلیت خود را در انتقال نیروهای محوری، نیروهای برشی، و ممان ها به شالوده حفظ نمایند در حالی که تغییرشکل های غیرارتجاعی بزرگی تحمل نمایند. آسیب شدید به مولفه های صفحه ستون در زلزله های قبلی از قبیل زلزله های1994 نورثریچ [1] و 1995 کوبه [2] مشاهده شده است. تست های آزمایشگاهی حساسیت اتصالات صفحه ستون را به مدهای گسیختگی مختلف، شامل گسیختگی جوش (مثلا [3-5])، تسلیم صفحه ستون، گسیختگی میلگرد مهاری و خردشدگی بتن [6] نشان داده است. مطالعات کامل اخیر توسط گروویلاردل و همکاران [7] حساسیت این مدهای گسیختگی را به پیکربندی سیستم های سازه ای و جزئیات صفحه ستون، بهتر نشان دادند. این ها شامل نوع قاب ساختمانی، اندازه و ضخامت صفحه ستون، مقاومت شالوده بتنی، مقاومت و پیکربندی میلگرد مهاری و جزئیات جوش می شوند اما به آنها محدود نمی شوند…