Понашање моментих веза са чеоном плочом и четири завртња у реду

Abstract

У овом раду спроведене су опсежна експериментална и нумеричка испитивања понашања веза са чеоном плочом и четири завртња у реду, као и карактеристичне компоненте ових веза - Т-елемента. Експериментална испитивања укључују тестирања 36 узорака Т-елемената у природној величини, као и четири везе греда-стуб са чеоном плочом и четири завртња у реду, такође у природној величини. Нумеричке анализе, спроведене у софтверском пакету ABAQUS, су обухватале све типове нелинеарности, али и отказ материјала, те се као такве сврставају међу ретке којима су слични проблеми нумерички испитивани. Параметарска студија обухвата 33 различите конфигурације Т-елемената са четири завртња и представља највећу такву студију изведену за ову компоненту. Као основни још увек нерешен проблем, круцијалан за понашање Т-елемената, препознати су положај сила услед ефеката полуге, али и савијање завтњева. Приказан је и предложен нови аналитички модел прорачуна носивости Т-елемената са четири завртња, и квантификована његова предност над до сада постојећим моделима.

U ovom radu sprovedene su opsežna eksperimentalna i numerička ispitivanja ponašanja veza sa čeonom pločom i četiri zavrtnja u redu, kao i karakteristične komponente ovih veza - T-elementa. Eksperimentalna ispitivanja uključuju testiranja 36 uzoraka T-elemenata u prirodnoj veličini, kao i četiri veze greda-stub sa čeonom pločom i četiri zavrtnja u redu, takođe u prirodnoj veličini. Numeričke analize, sprovedene u softverskom paketu ABAQUS, su obuhvatale sve tipove nelinearnosti, ali i otkaz materijala, te se kao takve svrstavaju među retke kojima su slični problemi numerički ispitivani. Parametarska studija obuhvata 33 različite konfiguracije T-elemenata sa četiri zavrtnja i predstavlja najveću takvu studiju izvedenu za ovu komponentu. Kao osnovni još uvek nerešen problem, krucijalan za ponašanje T-elemenata, prepoznati su položaj sila usled efekata poluge, ali i savijanje zavtnjeva. Prikazan je i predložen novi analitički model proračuna nosivosti T-elemenata sa četiri zavrtnja, i kvantifikovana njegova prednost nad do sada postojećim modelima.

In this research, extensive experimental and numerical investigations of behaviour of end-plate moment connection with four bolts per row are performed, as well as specific component of the connection – T-stub element. Experimental research comprises tests on 36 unscaled specimens of T-stub elements and 4 specimens of beam-to-column joints with end-plate connection and four bolts per row, also in full-size. Numerical analyses, performed with software ABAQUS, included all types of nonlinearities, and material deterioration, hence they can be considered as one of the few most sophisticated analyses used for investigation of the considered problem. The parametric study comprises 33 different configurations of the T-stub element with four bolts per row and it presents the biggest study of this kind for this type of component. Bending of the bolts and position of the prying forces are recognized as the largest, still unsolved problem, crucial for the behavior of the T-stub elements. A new theoretical model for the resistance of the T-stub element with four bolts per row is proposed and its advantage over the existing models is presented and quantified.