Influence of Welding Methods on the Performance of Welded Moment Frame Connections

Year 2025, Volume: 36 Issue: 2

Hüdai Kaya , Barlas Özden Çağlayan

https://doi.org/10.18400/tjce.1521635

Abstract

Achieving the targeted levels of energy dissipation, especially in ductile structural steel moment frames, is possible by ensuring that all components forming the assembly function as designed. The experimental study discussed in this research was conducted on three different welding methods, which are widely preferred in the structural steel sector in Türkiye. The aim was to create awareness and reduce existing uncertainties for all our colleagues working in structural steel design, manufacturing, and assembly. Following the testing of 18 full-scale specimens, improvements and changes were indicated in the relevant definitions and conditions of the existing regulations, suggesting the necessity for further advanced research in this regard.

Keywords

Structural steel, weld, ductility, full scale test, moment frame, earthquake, cyclic loading

Ethical Statement

This research did not receive any financial support from any institution or organization.

Moment Aktaran Kaynaklı Birleşimlerde Kullanılan Kaynak Yöntemlerinin Birleşim Performansına Etkisi

Abstract

Özellikle moment aktaran yüksek sünek yapısal çelik çerçevelerde hedeflenen enerji sönüm seviyelerine ulaşılabilmesi, birleşimi oluşturan tüm elemanların tasarlandığı şekilde çalışmaları ile mümkündür. Bu araştırmaya konu olan deneysel çalışma, ülkemizde yapısal çelik sektöründe çoğunlukla tercih edilen üç farklı kaynak yöntemi üzerinde yapılmış ve yapısal çelik tasarım, imalat ve montaj konularında çalışan tüm meslektaşlarımız için halihazırdaki gri alanların azaltılmasına yönelik bir farkındalık oluşturmak amacı ile gerçekleştirilmiştir. İki farklı boyda üçer numuneden toplamda 18 adet tam ölçekli numune testini takiben mevcut yönetmeliğin ilgili tanım ve şartlarında iyileştirmeler ve değişiklikler yapılmasını işaret eden sonuçlar elde edilmiş bu anlamda daha ileri seviyede araştırma yapılmasının gereklilik olduğu kanaatine varılmıştır.

Keywords

Yapısal çelik, kaynak, süneklik, tam ölçekli test, moment aktaran çerçeve, deprem, tekrarlı yükleme

Ethical Statement

Bu araştırma kapsamında herhangi bir kurum veya kuruluştan mali destek alınmamıştır.

References

• Gross, J.L., (1998), Design Guidelines For The Seismic Modification Of Welded Steel Moment Buildings, NIST Sp 931.
• TBDY (2018), Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği, Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı, Ankara, Türkiye
• Changshi M., Fisher J., (2001), Effect of Local Details on Ductility of Welded Moment Connections, Journal of Structural Engineering, Vol 127, Issue 9, https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2001)127:9(1036)
• Chen Y., Huo J., Zhou X., Chen W., (2023), Dynamic Behaviors of Butt Welds and Fillet Welds Under Intermediate Strain Rate, Journal of Constructional Steel Research, Vol 201 https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2022.107683
• Chen Y., Huo J., Zhou X., Chen W., (2021), Dynamic Tensile Behaviors of Welded Steel Joint Material, Journal of Constructional Steel Research, Vol 183, https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2021.106700
• Chen C., Lee J., Lin M., (2003), Behavior of Steel Moment Connections with a Single Flange Rib, Engineering Structures, Vol 25, Issue 11, https://doi.org/10.1016/S0141-0296(03)00104-4
• Dexter R., Melendrez M., (2000), Through-Thickness Properties of Column Flanges in Welded Moment Connections, Journal of Structural Engineering, Vol 126, DOI:10.1061/(ASCE)0733-9445(2000)126:1(24)
• Dubina D., Stratan A., (2002), Behavior of Welded Connections of Moment Resisting Frames Beam to Column Joints, Engineering Structures, Vol 24, Issue 11, https://doi.org/10.1016/S0141-0296(02)00091-3
• Haghollahi A., Ahmadi H., (2018), Cyclic Behaviour of Steel Beam to Column Moment Connections Using Different Sizes of Flange Plates and Reinforced by a Single Rib Plate, Civil Engineering Journal, Vol 4, DOI:10.28991/cej-030975
• Lu L., Ricles J., Mao C., Fisher J., (2000), Critical Issues in Achieving Ductile Behaviour of Welded Moment Connections, Journal of Constructional Steel Research, Vol 55, DOI:10.1016/S0143-974X(99)00092-9
• Nakashima M., Roeder C., Maruoka Y., (2000), Steel Moment Frames for Earthquakes in Unites States and Japan, Journal of Structural Engineering, Vol 126, Issue 8, https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2000)126:8(861)
• Ricles J., Mao C., Lu L., Fisher J., (2003), Ductile Details for Welded Unreinforced Moment Connections Subject to Inelastic Cyclic Loading, Engineering Structures, Vol 25, Issue 6, DOI:10.1016/S0141-0296(02)00176-1
• Ricles J., Fisher J., (2002), Development and Evaluation of Improved Details for Ductile Welded Unreinforced Flange Connections, SAC/BD-00/24
• EN1090-2 (2018), Execution of Steel Structures and Aluminium Structures Technical Requirements for Steel Structures, European Committee for Standardization; Brussels, Belgium.
• FEMA 350 (2000), Recommended Seismic Design Criteria for New Steel Moment Frame Buildings, Washington DC, USA
• Tülbentçi, K. (1990), MIG-MAG Eriyen Elektrod ile Gazaltı Kaynağı, Gedik Holding, Istanbul, Turkiye
• AWS D.1.8/D1.8M (2016), Structural Welding Code-Seismic Supplement, American Welding Society, MA, USA
• IdeaStatiCa V24 (2024) Sonlu Elemanlar Yazılımı, Çek Cumhuriyeti