Numerical tests of steel beam-to-column semi-rigid connections

Abstract

This paper presents an analysis of semi-rigid beam-to-column connections in which the beam is connected to column not at 90 degrees angle. Beam-to-column bolted end-plate connections that are subjected to pure bending were modelled by three-dimensional finite elements. Numerical modelling of connection covers the geometrical and material non-linearities as well as contact and separation between various components of connection. Moment-rotation M-F curves for modelled connections using numerical results are made and stress distribution in connection components is presented. The study shows a significant influence of inclination of beam and quantity and location of bolts on the joint rigidity.

Nagrinėjamos pusiau standžios sijų-kolonų jungtys, kuriose sija prijungta prie kolonos ne 90° kampu. Varžtinės per galines plokšteles sijos ir kolonos jungtys skaitiniams tyrimams modeliuojamos baigtiniais elementais. Skaičiavimais įvertinti geometrinis ir fizinis netiesiškumai bei kontaktinis uždavinys tarp atskirų jungčių elementų. Remiantis skaitinių eksperimentų rezultatais sudarytos visų sumodeliuotų jungčių momento ir pasisukimo M-0 kreives bei pateiktas įtempimų pasiskirstymas jungčių elementuose. Nustatyta, kad tirtos jungtys pagal plieninių konstrukcijų projektavimo normas EN 3 yra priskiriamos pusiau standžių mazgų grupei. Tyrimo rezultatai rodo sijos prijungimo prie kolonos kampo, varztų skaičiaus ir jų išdėstymo pakankamai didelių įtakų mazgo standumui.