2020DOAJ (DOAJ: Directory of Open Access Journals)Requires access

Dynamic Behavior of Steel Bolted Flush End Plate Beam-to-Column Joints During Progressive Collapse

Badia Haidar, G. Loho, Khudr Alhaj

Open publisher page 0 citations

Abstract

Bolted beam-to-column joints are an essential element in the performance of steel structures under exceptional loading conditions such as explosions and vehicle collisions due to the risk of a progressive collapse. The research presented in this paper processes the dynamic behavior of steel bolted flush end plate beam-to-column joints during progressive collapse. to achieve this goal, a dynamic analytical study was performed using a mechanical model created using the ABAQUS finite element program. Parametric study was performed using numerical model to investigate the effect of column load release time on the dynamic response of the studied model. the dynamic response of the joint was studied under the influence of the sudden loss of the column. This response was defined as the relationship between the initial vertical load in the column and the maximum dynamic vertical transition resulting from the release of this load. Based on the dynamic and static response obtained, the values ​​of dynamic increase factors were calculated based on the strength of the studied joint and compared with the values ​​calculated according to the data of the American code (DOD). in the end, a simplified relationship was established that allows the determination of Dynamic Increased Factors (DIFs) of the studied connection in the stage cable action. تشكل الوصلات جائز-عمود المنفذة بالبراغي عنصراً جوهرياً في أداء المنشآت الفولاذية تحت شروط التحميل الاستثنائية كالانفجارات واصطدام العربات بسبب خطر حدوث ما يعرف بالانهيار التدرجي.(progressive collapse) يعالج البحث المقدّم في هذه الورقة السلوك الديناميكي للوصلات الفولاذية جائز-عمود المنفذة بالبراغي وصفائح جبهية غير بارزة أثناء الانهيار التدرجي. لتحقيق هذا الهدف، تم إنجاز دراسة تحليلية ديناميكية باستخدام نموذج ميكانيكي (mechanical model) تم إنشاؤه باستخدام برنامج العناصر المنتهية ABAQUS. تم إنجاز دراسة بارامترية باستخدام النموذج العددي للتحري عن تأثير زمن تفريغ حمولة العمود على الاستجابة الديناميكية للنموذج المدروس. تمت دراسة الاستجابة الديناميكية للوصلة تحت تأثير الفقدان الفجائي للعمود وقد تم تعريف هذه الاستجابة كعلاقة بين الحمولة الشاقولية الابتدائية في العمود والانتقال الشاقولي الديناميكي الأعظمي الناتج عن تفريغ هذه الحمولة. استنادا إلى الاستجابة الديناميكية و الستاتيكية التي تم الحصول عليها تم حساب قيم معامل التضخيم الديناميكي القائم على القوة للوصلة المدروسة وتمت مقارنتها مع القيم المحسوبة وفقا لمعطيات الكود الأمريكي (DOD) . في النهاية، تم وضع علاقة مبسطة تسمح بتحديد معامل التضخيم الديناميكي القائم على القوة للوصلة المدروسة في مرحلة العمل الكابلي.

About this research paper

What this paper is about

Bolted beam-to-column joints are an essential element in the performance of steel structures under exceptional loading conditions such as explosions and vehicle collisions due to the risk of a progressive collapse. The research presented in this paper processes the dynamic behavior of steel bolted flush end plate beam-to-column joints during progressive collapse. to achieve this goal, a dynamic analytical study was performed using a mechanical model created using the ABAQUS finite element program. Parametric study was performed using numerical model to investigate the effect of column load release time on the dynamic response of the studied model. the dynamic response of the joint was studied under the influence of the sudden loss of the column. This response was defined as the relationship between the initial vertical load in the column and the maximum dynamic vertical transition resulting from the release of this load. Based on the dynamic and static response obtained, the values ​​of dynamic increase factors were calculated based on the strength of the studied joint and compared with the values ​​calculated according to the data of the American code (DOD). in the end, a simplified relationship was established that allows the determination of Dynamic Increased Factors (DIFs) of the studied connection in the stage cable action. تشكل الوصلات جائز-عمود المنفذة بالبراغي عنصراً جوهرياً في أداء المنشآت الفولاذية تحت شروط التحميل الاستثنائية كالانفجارات واصطدام العربات بسبب خطر حدوث ما يعرف بالانهيار التدرجي.(progressive collapse) يعالج البحث المقدّم في هذه الورقة السلوك الديناميكي للوصلات الفولاذية جائز-عمود المنفذة بالبراغي وصفائح جبهية غير بارزة أثناء الانهيار التدرجي. لتحقيق هذا الهدف، تم إنجاز دراسة تحليلية ديناميكية باستخدام نموذج ميكانيكي (mechanical model) تم إنشاؤه باستخدام برنامج العناصر المنتهية ABAQUS. تم إنجاز دراسة بارامترية باستخدام النموذج العددي للتحري عن تأثير زمن تفريغ حمولة العمود على الاستجابة الديناميكية للنموذج المدروس. تمت دراسة الاستجابة الديناميكية للوصلة تحت تأثير الفقدان الفجائي للعمود وقد تم تعريف هذه الاستجابة كعلاقة بين الحمولة الشاقولية الابتدائية في العمود والانتقال الشاقولي الديناميكي الأعظمي الناتج عن تفريغ هذه الحمولة. استنادا إلى الاستجابة الديناميكية و الستاتيكية التي تم الحصول عليها تم حساب قيم معامل التضخيم الديناميكي القائم على القوة للوصلة المدروسة وتمت مقارنتها مع القيم المحسوبة وفقا لمعطيات الكود الأمريكي (DOD) . في النهاية، تم وضع علاقة مبسطة تسمح بتحديد معامل التضخيم الديناميكي القائم على القوة للوصلة المدروسة في مرحلة العمل الكابلي.

Why it matters

A significance statement is not available in the OpenAlex record.

Key contribution

A contribution statement is not available in the OpenAlex record.

Method / approach

Method details are not available in the OpenAlex metadata.

Main findings

Findings are not separately available in the OpenAlex metadata.

Limitations

Limitations are not available in the OpenAlex metadata.

Applications

Application details are not available in the OpenAlex metadata.

Available abstract

Bolted beam-to-column joints are an essential element in the performance of steel structures under exceptional loading conditions such as explosions and vehicle collisions due to the risk of a progressive collapse. The research presented in this paper processes the dynamic behavior of steel bolted flush end plate beam-to-column joints during progressive collapse. to achieve this goal, a dynamic analytical study was performed using a mechanical model created using the ABAQUS finite element program. Parametric study was performed using numerical model to investigate the effect of column load release time on the dynamic response of the studied model. the dynamic response of the joint was studied under the influence of the sudden loss of the column. This response was defined as the relationship between the initial vertical load in the column and the maximum dynamic vertical transition resulting from the release of this load. Based on the dynamic and static response obtained, the values ​​of dynamic increase factors were calculated based on the strength of the studied joint and compared with the values ​​calculated according to the data of the American code (DOD). in the end, a simplified relationship was established that allows the determination of Dynamic Increased Factors (DIFs) of the studied connection in the stage cable action. تشكل الوصلات جائز-عمود المنفذة بالبراغي عنصراً جوهرياً في أداء المنشآت الفولاذية تحت شروط التحميل الاستثنائية كالانفجارات واصطدام العربات بسبب خطر حدوث ما يعرف بالانهيار التدرجي.(progressive collapse) يعالج البحث المقدّم في هذه الورقة السلوك الديناميكي للوصلات الفولاذية جائز-عمود المنفذة بالبراغي وصفائح جبهية غير بارزة أثناء الانهيار التدرجي. لتحقيق هذا الهدف، تم إنجاز دراسة تحليلية ديناميكية باستخدام نموذج ميكانيكي (mechanical model) تم إنشاؤه باستخدام برنامج العناصر المنتهية ABAQUS. تم إنجاز دراسة بارامترية باستخدام النموذج العددي للتحري عن تأثير زمن تفريغ حمولة العمود على الاستجابة الديناميكية للنموذج المدروس. تمت دراسة الاستجابة الديناميكية للوصلة تحت تأثير الفقدان الفجائي للعمود وقد تم تعريف هذه الاستجابة كعلاقة بين الحمولة الشاقولية الابتدائية في العمود والانتقال الشاقولي الديناميكي الأعظمي الناتج عن تفريغ هذه الحمولة. استنادا إلى الاستجابة الديناميكية و الستاتيكية التي تم الحصول عليها تم حساب قيم معامل التضخيم الديناميكي القائم على القوة للوصلة المدروسة وتمت مقارنتها مع القيم المحسوبة وفقا لمعطيات الكود الأمريكي (DOD) . في النهاية، تم وضع علاقة مبسطة تسمح بتحديد معامل التضخيم الديناميكي القائم على القوة للوصلة المدروسة في مرحلة العمل الكابلي.

Key concepts: Progressive collapse, Structural engineering, Joint (building), Beam (structure), Finite element method, Column (typography), Parametric statistics, Dynamic loading

Related papers

Back to paper searchBrowse research topicsOriginal source
Dynamic Behavior of Steel Bolted Flush End Plate Beam-to-Column Joints During Progressive Collapse — Research Paper | ScholarLens