فهرست مطالب

سازه و فولاد - شماره 24 (پاییز و زمستان 1397)
  • شماره 24 (پاییز و زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/10/24
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مهندس ایمان حاجیان نیا *، دکتر مرتضی شمعانیان، دکتر مسعود عطاپور صفحات 5-12
    در این تحقیق به بررسی تاثیر 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 نمونه های شکست نشان داد، دانه های ریز فاز ها دارای شکست نسبتا نرم هستند همچنین شکستگی با دیمپل های تقریبا هم محور مشخص شد و کندگی ها دارای ناخالصی هایی بود که باعث اشاعه ترک و شکست در حین تغییر شکل پلاستیک شدند.
    کلیدواژگان: فولادTRIP، همسان گردی، خواص مکانیکی، آستنیت باقیمانده
  • میلاد محمدیان*، علی اکبر میمندی، عباس مهدویان صفحات 13-28
    یکی از مسائلی که همواره ذهن انسان های متفکر در اکثر نقاط دنیا را به خود مشغول نموده، مسئله خسارات و مشکلات ناشی از پدیده های طبیعی است. بشر می داند که وقوع این پدیده ها حتمی است ازاین رو از دیر باز به فکر پیش بینی زمان و مکان وقوع و یا پیش بینی میزان قدرت و خسارات این پدیده ها بوده است. یکی از این پدیده ها زلزله است که در پیش بینی زمان وقوع آن تا به امروز موفق نبوده اما در پیش بینی میزان قدرت و یا مکان وقوع تا حد قابل قبولی پیشرفت کرده است. در جهت پیش بینی میزان قدرت و خسارات زلزله یکی از سیاست های به کاربرده شده از طرف مهندسین زلزله، پیش بینی نیرو های ایجادشده در سازه ها در اثر وقوع زلزله می باشد. بر اساس نیاز، کشور هایی که بیشتر در معرض این خطر قرار می گرفتند مسلما بیشتر به فکر حل مسئله بوده و پیشرفت های بیشتری هم در این زمینه کرده اند. یکی از این کشور ها ایران است که وقوع زلزله های مخرب همچون زلزله سال 1341 بوئین زهرا و یا (منجیل، رودبار و طبس) مهندسین را به فکر ایجاد ضوابطی در خصوص طراحی لرزه ای سازه ها انداخت. بطوریکه در سال 1367 اولین آئین نامه خاص جهت طراحی ساختمان ها در برابر زلزله تحت عنوان استاندارد 2800 منتشر گردید. با پیشرفت علوم و تکنولوژی و ظهور کامپیوتر در رشته مهندسی عمران این امکان فراهم آمده که روز بروز درک ما از رفتار دقیق سازه ها و همچنین ماهیت زلزله بیشتر شود. ازاین رو در سال های اخیر بحث رفتار غیر خطی و سیاست روش عملکردی در ارزیابی لرزه ای سازه ها مطرح شده است. در این زمینه مراکز تحقیقاتی و آژانس های زیادی فعالیت کرده و نتایج کار خود را در دستور العمل هایی همچون ATC و یا FEMA مطرح کرده اند. در این پژوهش ضوابط دستور العمل های مذکور در خصوص ارزیابی لرزه ای سیستم های برون محور (EBF) موردبررسی و قضاوت قرار داده شده و نتایج به صورت پیشنهاد هایی ارائه شده اند.
    کلیدواژگان: تحلیل استاتیکی، تحلیل دینامیکی غیر خطی، طیف ظرفیت، تیر پیوند، دستورالعمل FEMA
  • معصومه سلطانی *، اسما سیستانی، بهروز عسگریان صفحات 29-40
    تحلیل کمانشی ستون ها به عنوان اصلی ترین عضو سازه ای از جایگاه ویژه ای در تحقیقات مهندسی برخوردار است. امروزه استفاده از ستون های غیرمنشوری در قاب ها به علت افزایش پایداری و کاهش وزن سازه و به تبع آن کاهش نیروهای زلزله، افزایش یافته است. در بررسی پایداری ستون ها مهمترین موضوع، تعیین نیروی کمانش بحرانی می باشد. بدین منظور بایستی معادله دیفرانسیل پایداری حاکم را حل نمود. در بسیاری از مطالعات، حل معادله دیفرانسیل مذکور، با استفاده از روش های تحلیلی امکان پذیر نبوده و در این راستا محققان از روش های عددی برای حل معادله دیفرانسیل حاکم و تعیین نیروی کمانشی بهره می گیرند. سری های توانی یکی از روش های 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 خاص ترین حالات ستون های غیرمنشوری است که کمتر روشی قادر به حل معادله دیفرانسیل پایداری حاکم بر این ستون ها بوده است. در ادامه، معادله دیفرانسیل پایداری حاکم بر ستون ها با مقطع متغیر و شرایط تکیه گاهی متفاوت با استفاده از بسط سری های توانی و در نظر گرفتن تغییرات صلبیت خمشی مقطع به صورت بسط مک لورن حل می گردد و بار کمانش بحرانی الاستیک با استفاده از روش حل مقادیر ویژه محاسبه می شود. نتایج حاصل از حل مثال های عددی با روش فوق در مقایسه با نتایج حاصل از سایر روش های موجود، بیانگر این است که سری های توانی به عنوان یکی از روش های بسیار قدرتمند در حل معادلات دیفرانسیل پیچیده، از دقت کافی و سرعت بالا در تحلیل پایداری الاستیک ستون ها با مقطع متغیر برخوردار هستند.
    کلیدواژگان: پایداری الاستیک، ستون های غیر منشوری، بار کمانش بحرانی، سری های توانی، بسط مک لورن
  • حمید بیرقی * صفحات 41-52
    پس از تسلیم مهاربندها در قابهای دارای مهاربندهای کمانش تاب تحت زلزله های 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. پاسخ های حاصل از این سیستم تحت اعمال زلزله با پاسخ های قاب با مهاربند کمانش تاب بدون خرپای الاستیک مقایسه شود. وجود یک خرپای قائم قوی که اساسا رفتار الاستیک داشته باشد میتواند موجب ایجاد جابجایی نسبی بین طبقه ای تقریبا یکسان در همه طبقات شود. در چنین سیستمی، پای خرپای قائم الاستیک به صورت مفصلی به زمین اتصال می یابد، به گونه ای که امکان دوران برای کل خرپا مهیا است؛ کلیه اعضای خرپای قائم از جمله اعضای مورب تحت نیروی لرزه ای در محدوده الاستیک باقی می مانند، در حالی که سایر مهاربندها که از نوع کمانش تاب هستند، در زلزله های شدید به ناحیه پلاستیک وارد می شود و شکل پذیری و اتلاف انرژی را برای سیستم تامین می کنند. سازه های مورد تحقیق در ابتدا طبق آیین نامه های طراحی متداول طراحی می شوند و سپس با تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی تحت اثر نگاشت های زلزله و همچنین تحلیل استاتیکی غیرخطی نتایج مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرد. به طور متوسط برای سازه های مورد بررسی، در اثر بکارگیری خرپای قایم در قاب با مهارند کمانش تاب مقدار جابجایی نسبی بین طبقه ای باقی مانده از عدد 33/1درصد به عدد 58/0 درصد کاهش نشان می دهد.
    کلیدواژگان: قاب، مهاربند کمانش تاب، زلزله، جابجایی نسبی بین طبقه ای ماندگار، تحلیل تاریخچه زمانی
  • دکتر مهران زینلیان *، ستار بلخاری، پوریا رافعی صفحات 53-63
    در این تحقیق ظرفیت فشاری مقاطع نبشی ساخته شده از فولاد سرد نورد شده با استفاده از روش های آیین نامه ای، روش های عددی و آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. در بررسی عددی، ضمن بررسی حالت های کمانش اعضای فولادی سرد نورد شده، رفتار غیرخطی مواد، تغییر شکل های اولیه بررسی شده است. به همین منظور از نرم افزار انسیس استفاده شده و برای صحت سنجی، نمونه ای با ابعاد واقعی در محیط آزمایشگاه تحت فشار قرار گرفته است. علاوه بر این ظرفیت فشاری مقطع مورد نظر از روش های عرض موثر و مقاومت مستقیم نیز بدست آمده و با نتایج آزمایشگاهی و المان محدود مقایسه گردیده است. نتایج نشان می دهد که روش های آیین نامه ای، نتایج محافظه کارانه ای را ارائه می دهند. همچنین با بررسی تاثیر سخت کننده و لبه بر روی مقاطع نبشی، نشان داده شد که با اضافه نمودن تنها یک سخت کننده در بال های نبشی می توان ظرفیت آن را %24 افزایش داد.
    کلیدواژگان: فولاد سرد نورد شده، ظرفیت فشاری، روش عرض موثر، روش مقاومت مستقیم، نبشی
  • دکتر سید مهدی زهرایی *، مهندس اکبر بطهایی، مهندس میثم رمضانی صفحات 65-76
    کنترل ارتعاشات سازه امروزه به یک زمینه چالش برانگیز در بین محققین و مهندسین تبدیل گشته است. خسارات وارده به سازه ها در برابر زلزله های اخیر که باعث تلفات جانی و مالی در کشورهای مختلف گشته است، اهمیت کنترل ارتعاشات سازه در برابر زلزله را بیش از پیش آشکار می سازد. در سال های اخیر کنترل نیمه فعال به عنوان یک روش کنترل کارآمد و قابل اطمینان مطرح گشته است، که از خاصیت اعتمادپذیری کنترل غیرفعال و خاصیت انعطاف پذیری کنترل فعال بهره می گیرد. در این مطالعه عملکرد کنترل نیمه فعال با کمک فعال کننده های پیزوالکتریک نصب شده بر روی میراگر اصطکاکی که مطابق الگوریتم کنترل منطق فازی تصمیم می گیرد، بر روی مدل سازه پنج طبقه بررسی شده است. به همین منظور نتایج تحلیل برای دو حالت کنترل نیمه فعال و غیرفعال مقایسه شده است. نتایج حالت نیمه فعال برای معیارهای ارزیابی تغییرمکان و برش پایه برای زلزله های حوزه دور به طور متوسط درصد بهبودی به ترتیب برابر 11 و 5/10 درصد، نسبت به حالت غیرفعال را نشان می دهد. همچنین همین مقدار درصد بهبود برای زلزله های حوزه نزدیک به ترتیب برابر 7 و 5 درصد می باشد. علاوه بر این حساسیت سیستم کنترلی نیمه فعال به طور میانگین برای زلزله های حوزه نزدیک و دور به ترتیب برابر 53/16 و 8/11 درصد نسبت به حالت غیرفعال بهبود داشته است.
    کلیدواژگان: میراگر اصطکاکی? فعال کننده های پیزوالکتریک، الگوریتم کنترل منطق فازی، تحلیل دینامیکی افزایشی
  • سید رضا سیدزاده اطاقسرایی، دکتر سید محمد سیدپور، دکتر مجتبی جعفری صمیمی*، دکتر سعید فلاحیان صفحات 77-91
    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 می باشد. 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 پیچ های اتصال، فواصل پیچ ها 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 می کند. با توجه به نتایج توزیع تنش های 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 تنش های کششی غیر یکنواخت را توجیه می کند.
    کلیدواژگان: اتصالات پیچی، اتصالات دارای خروج از مرکزیت، فولاد گرم نورد شده، اعضای کششی، برش قالبی
  • محمدرضا فرج پور صفحات 93-102
    یکی از روش های بهبود رفتار لرزه ای قابهای خمشی و ممانعت از ترد شکنی اتصالات آنها، استفاده از اتصالات استخوانی می باشد. در این مقاله با ایجاد مدلهای االمان محدود اتصالات استخوانی و ارزیابی دقت آنها با نتایج آزمایشگاهی موجود، توزیع تنش و نحوه شکست این اتصالات بحث شده است. همچنین توصیه آیین نامه Fema در هندسه اتصالات استخوانی مد نظر قرار گرفته است. در ادامه تحقیق رفتار لرزه ای قابهای خمشی با اتصالات استخوانی، از طریق محاسبه و آنالیز چندین نمونه بررسی شده و برای نشان دادن مزایای این سیستم، پارامترهای لرزه ای آن محاسبه و با پارامترهای لرزه ای سیستم قاب خمشی ویژه با اتصالات متعارف مقایسه شده است. نتایج حاصله نشان دهنده رفتار مناسب این نوع سیستم سازه ای در بارگذاریهای لرزه ای می باشد.
    کلیدواژگان: اتصالات استخوانی، قاب خمشی ویژه، مدل المان محدود، ضریب رفتار، مکانیزم خرابی
|
  • I. Hajiannia *, M. Shamaniana, M. Atapoura Pages 5-12
    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 thermomechanical 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.
    Keywords: TRIP1100 steel, Anisotropy, Mechanical properties, Microstructure, Residual austenite
  • M. Mohammadian *, A.A. Meymandi Parizi, A. Mahdavian Pages 13-28
    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.
    Keywords: Nonlinear static analysis, Nonlinear dynamic analysis, Capacity spectrum, Link beam, FEMA guideline
  • M. Soltani *, A. Sistani, B. Asgarian Pages 29-40
    Elastic tapered columns are a class of important structural components, which have wide applications in civil structures. This is because their ability to increase both strength and stability, reduce the whole weight of structure and consequently reducing earthquake forces. In this study, it is assumed that flexural rigidity of the considered columns with desired end conditions varies smoothly along the beam axis by power-law formulations and or exponential ones. For accurate estimation of the stability characteristics, the equilibrium equation should be solved. In the presence of arbitrary variation in geometrical properties, the governing equation becomes a differential equation with variable coefficients in which the classical methods adopted in stability analysis of uniform columns are not efficient and no longer valid. It is noteworthy that exponential variation of mechanical properties is one of the most special states of non-prismatic columns that few methods are able to solve its governing differential equation. For such complicated problem, numerical, analytical and mathematical methodologies are usually employed by researchers to solve the equilibrium equation and evaluate exact buckling loads. In the current paper, a novel semi-analytical technique based on combination of polynomial approximation and the Maclaurin series is proposed to solve the governing differential equation. The critical buckling loads of the beam are finally obtained by imposing the natural and initial boundary conditions and solving the eigenvalue problem. The obtained outcomes are compared to the results of other available benchmarks. The competency and efficiency of the method is then remarked.
    Keywords: Stability analysis, Non-prismatic Columns, Maclaurin Series, Eigenvalues
  • H. Beiraghi * Pages 41-52
    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 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.
    Keywords: Frame, Buckling restrained braces earthquake, Residual inter-story drift, Time history analysis
  • M. Zeynalian *, S. Bolkhari, P. Rafeei Pages 53-63
    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.
    Keywords: Cold formed steel, Compression capacity, Effective width method, Direct strength method, Angle
  • A. Bathaei, M. Ramezani, S.M. Zahrai * Pages 65-76
    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. 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. 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 0.1g to 1g was used. The results of both semi-active and passive control were compared. The average results of semi-active control for displacement and base shear evaluation criteria show 12 and 3.4% of improvement compared to those of passive control, respectively; under farfield earthquakes while 13.8% and 4.7% improvements were observed under near-field earthquakes. Moreover, the sensitivity of the semi-active control systems shows 43% and 33.1% reduction compared to that of passive control under far-field and near-field earthquakes respectively.
    Keywords: Peizoelectric friction damper, Fuzzy logic control algorithm, Incremental dynamic analysis
  • S.R. Seyedzadeh Otaghsaraei, S.M. Seyedpoor, M. Jafari Samimi *, S. Fallahian Pages 77-91
    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.
    Keywords: Bolted connections, Connections have eccentricity, Hot rolled steel, Tensile members, Block shear
  • M. Farajpour * Pages 93-102
    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 dogbone 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.
    Keywords: Dog-bone connection, Special moment resisting frame, Finite element model, Behavior factor, Collapse mechanism