An investigation of the behavior of header end-plate connections under monotonic loading

Abstract

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.

Rijitlik Levhasız Alın Levhalarında Akma Çizgileri ve Hesap Yöntemleri

“…Burada 𝑀 𝑝𝑙 alın levha eğilme mukavemetini, 𝐹 𝑦 , alın levha akma gerilmesini, 𝑡 𝑝 alın levha kalınlığını, 𝑑 kiriş derinliğini ve 𝐾 𝑝𝑙 levha sabitini ifade eder ve Tablo 1'de verilen alın levha konfigürasyonuna göre değişir [8]. [9].…”

“…Elde edilen akma çizgisi konfigürasyonlarına dayalı eğilme direnci; bu bölümde alın levhanın eğilme mukavemeti alın levhanın akma momentini tahmin eden akma çizgisi analizi kullanılarak belirlenir. Bu amaçla öncelikle şekil 8 ve 9'da gösterildiği gibi akma çizgisi düzeni tespit edilerek iç ve dış iş eşitliği denklemleri oluşturulur [9]. Şekil 8.…”

“…Farklı Konfigürasyonlar için Gözlemlenen Akma Çizgisi Modelleri (Sonlu Elemanlar Analiz Sonuçlarından) [9] Şekil 9. Farklı Konfigürasyonlar için Gözlemlere Dayalı Olarak Varsayılan Akma Çizgisi Modelleri [9] Basitlik açısından iç iş bileşenlerini kartezyen 𝑥 ve 𝑦 bileşenlerine ayırmak uygundur. Akma çizgisi deseninin depoladığı iç işin genel ifadesi aşağıdaki gibidir [9].…”

“…Farklı Konfigürasyonlar için Gözlemlere Dayalı Olarak Varsayılan Akma Çizgisi Modelleri [9] Basitlik açısından iç iş bileşenlerini kartezyen 𝑥 ve 𝑦 bileşenlerine ayırmak uygundur. Akma çizgisi deseninin depoladığı iç işin genel ifadesi aşağıdaki gibidir [9].…”

“…burada 𝑄 𝑛𝑥 ve 𝑄 𝑛𝑦 , akma çizgisi boyunca rijit levha parçalarının bağıl dönüşünün 𝑥 ve 𝑦 bileşenleridir. 𝐿 𝑛𝑥 ve 𝐿 𝑛𝑦 akma çizgisi uzunluğunun 𝑥 ve 𝑦 bileşenleridir ve 𝑚 𝑝 levhanın birim uzunluk başına plastik moment dayanımıdır ve aşağıdaki şekilde tanımlanır [9]. İnce levhalı alın levha bağlantılarının eğilme kapasitesi akma çizgisi analizi ile hesaplanabilir.…”