의 제이슨 맥코믹 플레이스
부교수,시민&환경 Engineering,University of Michigan,Ann Arbor,MI,USA

순간 연결의 직사각형과 사각형 중공 구조 섹션(HSS)가를 받아 적 고려에 비해 HSS 을 HSS 연결을 만들어 최대의 축 방향으로 로드되원(T-,Y, 크로스,그리고 K-연결). 이러한 연결에 초점을 맞춘 정적 연구의 대부분은 Vierendeel 트러스 시스템을 고려했습니다. 이러한 시스템은 자주에 의해 형성된 정사각형 또는 직사각형의 상단과 하단 코드는 연결되어 있으로 정사각형 또는 직사각형 수직 웹사(점)회원은(그림 1). 결과적으로 이 구성의 코드 웹 연결을 겪는 중요한 굽힘과 함께 전단과 축방향 하중과로 간주되지 않습 고정 된 연결을 일반적으로 수행하는 전형적인 트러스 시스템입니다. 원래 Arthur Vierendeel 에 의해 1896 년에 잉태되었는데,Hss 가 개발 될 때까지는 Vierendeel 트러스의 잠재력이 실현되기 시작했습니다(Korol et al. 1977),그러나 그들의 사용은 HSS-to-HSS T-연결 사이의 순간을 전송하는 방법에 대한 이해를 필요로했다.

의 많은 초기 연구는 이러한 연결의 초점을 맞추는 능력에의 연결을 개발하기 위하여 순간의 용량을 지니다. Jubb 및 삼(1966)는 지점 섹션이 동등한 폭 코드 섹션(β=1)전체 순간의 용량 HSS 구성원이 될 수 없이 달성 강화이다. 그러나이 연구는 축 방향 하중의 존재로 인한 모멘트 용량의 잠재적 손실을 고려하지 않았습니다. 반면에,코롤 등. (1977)을 보였는 연결을 가진 작은 지점 폭보다 줄 수 있는지 개발의 전체 순간은 용량의점 없이 강화의 시리즈를 통해 29 다른 연결을 테스트 고려 5 개의 다른 구성(철근,지부 플랜지를 강화 플레이트,코드 플랜지 보강재,엉덩이,그리고 잘립니다 피라미드). 일반적으로,강도 및 강성의 unreinforced Vierendeel 유형 연결을 줄이 증가와 함께 화음을 매우 비율(B/t)감소에 지점을 줄 폭 비율(β). 그 결과,unstiffened Vierendeel 트러스 유형 연결을 고려 될 수있다 엄밀한(i.e 받을 최소화 간의 상대적인 회전 코드 및점)때에는 지점을 줄 너비율은 1.0 코드를 매우 비율은 낮게 또는 연결을 강화(Packer1993).

기 때문에 최대한 순간에 이러한 관절에서 발생할 수 있습니다 과도하게 큰 변형,비슷한 방법을 사용되는 축 방향으로드 광장 및 직사각형 HSS 관절 채택,의 궁극적인 용량 베어링 또는 변형 또는 회전 한계는 사용하는 특성을 디자인하는 순간(Wardenier1982). AISC360-10(장 K3)고려 세 가지 제한국 사각형 및 직사각형 HSS T-connections 아래에서 정적에서-비행기 구부리:코드는 벽 plastification,측벽 지역을 산출,그리고 지역 복의점 때문에 고르지 않은 있습니다. 코 벽 plastification 의 결과로 발생하의 폭을 지원되는 미만의 폭 코드(β≤0.85)을 요구하는 긴장과 압축 부하에 의해 생산하는 굽힘 모멘트에 전송을 통해 상대적으로 가동 가능한 얼굴의 코드보다 직접 딱딱한 측벽. 제한 상태 방정식(AISC360-10 방정식 K3-6)에서 파생될 수 있는 항복선 이론(그림 2)

Mn 은 명목상의 순간은 용량의 연결,Fy 은 지정된 최소 항복 강도의 코드,Hb 전반적인 높이의 지점,h 부하 length 매개 변수는 동일한 높이의 지점에 의해 나누어의 폭 코드(가정 90o 사이의 각도 코드 및 지원으로의 전형적인 Vierendeel 트러스)며 Qf 매개 변수의 용량을 감소하는 공동의 존재에서 축 압축에 있습니다.

는 다른 두 개의 제한국과 연결된 연결 폭 지점의 구성원은 동일하거나 거의 동일한 넓이의 코드(β>0.85)는 분기 부재의 플랜지에서 개발 된 인장 및 압축 하중이 화음의 더 뻣뻣한 측벽으로 거의 직접 전달된다는 것을 의미합니다. 제한 상태를 측벽 로컬 저조(AISC360-10 방정식 K3-7)T-연결할 수 있습에서 파생 된 웹 로컬을 산출 방정식에 대한 집중력에 적용되 거리의 끝에서원 더 보다 깊이(AISC360-10 방정식 J10-2):

Mn=0.5Fyt(Hb+5t)2
수학식 2

로컬수익의 지점으로 인해 불균일드 유통(AISC360-10 방정식 K3-8)T-connection,효과적인 폭 접근을 줄이기 위해 사용의 용량을 보강하는 회원 구하는 명목상 그 순간에 의해 적용되는 버팀대:

Fyb 은 지정된 최소 항복 강도의 지점,Zb 은 플라스틱 단면 계수의 이점에 대해 축의 굽힘,beoi 는 효과적인 폭의점,Bb 전반적인 폭의 지점,그리고 tb 디자인 벽의 두께는 지점에 있습니다.

있기 때문에 제한된 실험적 증거를 지원하는 특정 디자인에 대한 모델 Vierendeel 트러스 연결을(T-연결)에서 비행기를 굽힘과 유사한 제한국으로 사람들을 위해서 비행기를 굽는 데 사용되(Packer et al. 2010). 화음 왜곡 실패의 한 가지 추가 제한 상태는 평면 외 모멘트의 결과로 분기 부재에 의해 화음에 적용되는 토크에서 발전합니다. 이 토크는 코드의 마름모꼴 왜곡을 초래할 수 있습니다. 평면 외 굽힘에 대한 공칭 모멘트 방정식은 AISC360-10 방정식 K3-9,K3-10,K3-11 및 K3-12 에서 찾을 수 있습니다. T-연결의 평면 내 및 평면 외 굽힘 모두에 대한 방정식은 국제적으로 채택 된 것과 유사합니다(Packer et al. 2010).

위의 설계 방정식은 정적 하중 하에서 Vierendeel 트러스 시스템을 고려하여 도출되었습니다. 최근 연구(Fadden et al. 2015)는 발전에게 이 일을 고려 행동의 광장 및 직사각형 HSS 을 HSS 순간 연결에서 큰 반복하중에 사용하기 위해 튜브 기반 지진 순간 프레임 시스템(중급하고 특별한 순간 프레임). 이러한 시스템을 활용하는 우수한 축,굽힘과 비틀림성,높은 강도 무게 비율,그리고 구조적으로 기쁘게 자연의 광장 및 직사각형 HSS. 높은 비틀림에 저항 감소로 이어질 수 있습 빔 측면을 보강하는 동안 고강도의 무게 비율에서 결과 낮은 지진 질량. 그러나,이러한 연결을 할 수 있어야 받을 안정적인 플라스틱 축 빔의 멤버가 80%의 플라스틱의 용량 빔 회원가 유지되거나 0.2rad. (IMF)또는 0.4rad. 스토리 간 드리프트(AISC341-10)의(SMF). 어는 현재 지진 디자인의 순간 구조 시스템을 필요로 대부분의 탄력이 없는 행동에서 발생하 빔원,빔 회원 또한 도달해야 하는 전체 플라스틱 용량이 전 겪고있는 로컬 버클링. Fadden 및 맥코믹 플레이스(2014a)을 모두 고려하는 실험적이며 유한 요소 모델을 결정하 제한 폭-두께 깊이-두께에 대한 요구 사항 HSS 에 굽기 때문에 지정된 현재 AISC Seismic 규정(AISC341-10)크게 기반으로 개발의 테스트를 주기적인 축으로드 HSS 회원입니다.

을 확인하는 적절한 구성과 선발 요구 사항을 충족하이 힘과 연성 demand,네 개의 서로 다른 연결을 구성들을 실험적으로 테스트:두 직접 용접 unreinforced 연결(타의 추종을 불허하고 일치)와 두 개의 강화된 연결을(를 통해 격판덮개와 외부 다이어프램 플레이트). 모든 연결은 HSS10x10x5/8 열을 사용했습니다. 직접 용접된 연결은 AWS D1.1(2010)에 지정된 대로 사전 규정된 CJP 용접을 활용했습니다. 타의 추종을 불허하는 연결의 경우,빔은 HSS12x8x3/8(β=0.8)칼럼면의 가소화가 우려 될 수 있음을 시사한다. 일치 된 연결의 경우,빔은 하중을 측벽으로 직접 전달할 수 있도록 HSS12x10x3/8(β=1.0)이었습니다. 지진 모멘트 연결의 사전 자격을위한 AISC 로딩 프로토콜이 연결을로드하기 위해(AISC341-10)활용되었습니다. 의 동작이 연결되었으로 예상으로 타의 추종을 불허하는 연결을 보여주는 변형에서 열는 동안 얼굴의 일치에 연결할 수 있었 부하를 전달하려는 열 측벽. 그러나 용접 모서리의 발가락에있는 기둥의 기본 금속에서 골절로 인해 두 연결이 모두 실패했습니다(그림 3). 0.4rad 의 회전에서이 부서지기 쉬운 실패. 및 0.5rad. 각각 직접 용접 된 연결이 지진 적용에 적절한 동작을 제공하지 않음을 확인했습니다.

는 강화된 연결되었음을 고려하여 개발을 통해 격판덮개와 외부막판에서 자주 사용하는 넓은 플랜지 beam-to-HSS 열 연결을 제공하기 위해서는 더 나은 메커니즘을 전송하는 인장과 압축력을 측벽의 열 스트레스를 최소화하기 위해 농도는 배치에서 용접합니다. 이러한 연결의 경우,빔은 HSS12x8x3/8(β=0.8)부재였다. 이러한 연결을 설계하고 상세화하는 데 사용되는 특정 절차에 관한 정보는 Fadden And McCormick(2014b)및 Fadden et al. (2015). 아래에 배치 동일한 선적으로 unreinforced 연결,연결을 보여 더욱 안정적인 행동을 가진 플라스틱 경첩 발생하는 멀리에서 열 얼굴의 끝을 통해 또는 외부에 다이어프램 플레이트(그림 4). 두 연결 모두 0.4rad 에 도달 할 수있었습니다. 순간 수용량의 저하 귀착되는 국부적으로 좌굴을 겪기 이전에 교체의. 그러나 0.7rad 의 큰 회전 레벨에서 사이클링으로 인해 hss 빔의 모서리에서 골절이 시작되었습니다. 일치 및 외부 다이어프램 플레이트 연결에 대한 정규화 된 모멘트-회전 곡선의 비교는 그림 5 에서 볼 수 있습니다. 전반적으로 강화된 연결을 보여준에 대한 약속을 사용하의 HSS 을 HSS 지진 순간 구조 시스템,그러나 더 작은 이동해야 이러한 연결을 향한 최종적인 사전 심사.

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2016 년 9 월

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