20189

۲۰۱۸۹

بررسي اندركنش خمش و برش در تيرورقهاي فولادي تحت شرايط آتش سوزي

دكتري تخصصي

سازه

1392

بهمن ۱۳۹۷

دكتر وحيد بروجرديان

عمران

پس از فروريزش برجهاي مركز تجارت جهاني ، بررسي موضوع مقاومت ساختمانها در برابر آتشسوزي و تأمين امنيت ساكنين، بيش از پيش، توجه مهندسين را جلب نموده است. در اين راستا، بدنه سازه هايي مانند كشتي، خودرو، هواپيما نيز، مشابه ساختمانها نياز به طراحي در برابر آتشسوزي دارند. لذا با توجه به اهميت موضوع و كاربرد آن در صنعت، بررسي رفتار ورقها و تيرورقها در برابر آتشسوزي لازم ميباشد. در اين پژوهش، به كمك روش حل عددي و تحليلي به صورت جداگانه به بررسي رفتار ورقها و تيرورقها تحت اثر برش خالص و اندركنش خمش و برش (M-V) در دماهاي معمولي و بالا پرداخته شده است. به منظور در نظر گرفتن عوامل مؤثر در منحني اندركنش خمش و برش، مدل‌هاي مطالعات پارامتريك در نرم افزار اجزاي محدود ABAQUS ايجاد شده و اثر عواملي از جمله مشخصات مصالح، بارگذاري، شرايط مرزي، نسبت ابعادي، نقص هندسي اوليه ، نسبت سختي بال به جان و لاغري ورق جان به صورت جداگانه بررسي شد. در ادامه، با در نظر گرفتن حداكثر تأثير خطاي ساخت در كاهش مقاومت برشي ورقهاي فشرده، به صورت تحليلي روابط لازم براي استخراج نمودار اندركنش خمش و برش (M-V) در تيرورقهاي همگن و دوگانه غيركامپوزيت داراي بال و جان فشرده، در هر دو شرايط معمولي و آتشسوزي استخراج شد. در راستاي بررسي دقت روابط تحليلي پيشنهادي، نتايج حاصل از روابط اندركنش پيشنهادي با نتايج شبيه سازي عددي رساله حاضر، نتايج آزمايشگاهي ساير پژوهشگران و همچنين نتايج حاصل از رابطه آيين¬نامه اروپا (EN 1993-1-5) مقايسه گرديد. مقايسه و بررسي نتايج، حاكي از دقت بالاي منحني اندركنش پيشنهادي و همچنين غيرمحافظه¬كارانه بودن رابطه پيشنهادي آيين نامه است.

1397/12/21

Investigation into Moment-Shear Interaction in Steel Plate Girders under Fire Conditions

2/18/2019 12:00:00 AM

After the collapse of the World Trade Center towers, the investigation of the building resistance and providing the safety of residents in case of fire has attracted the attention of engineers more than ever. In this regard, similar to buildings, gas and liquid containment structures, vehicles, planes, and vessel fuselages are examples of engineering usage which need to be designed against fire. Therefore, regarding the importance of the issue and its application in the industry, it is necessary to investigate the behavior of the plates and girders against fire. In this research, the behavior of plates and girders under the pure shear and moment-shear (M-V) interaction at both ambient and elevated temperatures were investigated by theoretical and numerical methods, separately. In order to consider the effect of effective parameters on the yield locus of M-V interaction, numerical parametric models was generated in ABAQUS software and the effect of factors including the material properties, loading, boundary condition, aspect ratio, initial geometrical imperfection, flange-to-web stiffness ratio, and web plate slenderness was investigated. Then, considering the maximum reduction effect of initial geometrical imperfection on the shear strength of the compact plates, theoretical equations have been extracted to achieve the M-V interaction curve without considering shear buckling for the non-composite homogeneous and hybrid steel plate I-girders at both ambient and elevated temperatures. The proposed equations were corroborated with 6 existing experimental data, and 60 finite element analysis results and those of EN 1993-1-5. Comparing the results corroborated the capability of the model to predict the M-V interaction phenomenon.