Experimental Moment-Rotation Behavior of Semi-Rigid Beam-to-Column Connections

Abstract

An experimental research was accomplished to examine the rotational capability of extended end-plate connections and stiffened fin plate connections. Four extended end plates and four stiffened fin plate connections configurations were tested under monotonic loading histories suggested by SAC. In addition, the connections suitability for use in seismic resisting moment frames (SRMF) were examined for ductility to find that all the connections achieved more than 0.03 rad rotation which is minimum rotation capacity required by Eurocode for high ductility class structures. Experimental results for maximum moment resisted by the connections were compared with analytical predictions. All the tested connections except one, F200x200, achieved higher moments than the predicted moments. The experimental results demonstrated that, the extended end plate moment connections can be detailed and designed by using the web plates and stiffeners in certain locations so as to be reliable for use in seismic regions. However, the stiffened fin plate connections have very high rotational capacity with very low moment capacities unless three or more bolts in a row is used. Keywords: Connection tests, Moment-rotation curves, Moment frame, Extended end plate, Stiffened Fin plate, Monotonic loading.

ÖZ: Genişletilmiş uç plaka ve güçlendirilmiş fin plaka bağlantılarının dönme kapasitlerini ölçme amaçlı bir deneysel çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu nedenle dört adet genişletilmiş uç plaka ve 4 adet de güçlendirilmiş fin plaka bağlantıları SAC tarafından önerilen şekilde monoton statik yükleme uygulayarak test edilmiştir. İlaveten, bu bağlantıların depreme dayanıklı rijit çerçevelerde kullanımının süneklik açısından uygunluğu incelenmiş ve tüm bağlantıların Eurocode tasarım standardında depreme dayanıklı ve yüksek süneklik sınıfında olan yapıların bağlantıları için öngörülen 0.03 rad minimum dönme kapasitesini aştığı saptanmıştır. Deneylerden elde edilen kolon-kiriş bağlantılarının taşıyabileceği maksimum moment değerleri analitik olarak tahmin edilen değerlerle kıyaslanmıştır. Buna göre deneyi yapılan tüm bağlantılar, biri dışında F200x200, analitik olarak hesaplanan moment değerlerinden daha yüksek moment taşıyabildiler. Deneysel çalışmanın sonuçları genişletilmiş uç plakalı moment bağlantılarının detaylandırılıp gövde plakası ve bayraklar kullanılarak deprem bölgeleri için güvenilir hale getirilebileceğini göstermiştir. Fakat güçlendirilmiş fin plaka bağlantılarının dönme kapasitelerinin çok yüksek olması yanında moment kapasitelerinin de çok düşük olduğu gözlemlenmiş ve bağlantılarda her sırada en az 3 civata kullanılması durumunda bu bağlantıların da daha uygun olabileceği sonucuna varılmıştır. Keywords: Bağlantı deneyleri, Moment-dönme eğrileri, Rijit çerçeve, Genişletilmiş uç plaka, Güçlendirilmiş fin plaka, Monoton statik yükleme