عنوان پایان‌نامه
بررسی گسیختگی اتصال خمشی فولادی در خستگی سیکل پایین
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2132;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71427
- تاریخ دفاع
- ۰۸ آذر ۱۳۹۴
- دانشجو
- میلاد افضلان
- استاد راهنما
- مهدی قاسمیه
- چکیده
- گسیختگی ترد قبل از اعمال تغییر مکان¬های بزرگ، به وفور در اتصالات خمشی فولادی بر اثر زلزله نورتریج رخ داد و این موضوع بر خلاف فلسفه طراحی قاب¬های خمشی است که استهلاک انرژی زلزله را از طریق ایجاد مفصل پلاستیک در تیرها مجاز می¬داند. با اعمال اصلاحات در جزئیات، اتصالات جدیدی پیشنهاد گشت که با رسیدن به شکل¬پذیری بیشتر، بر گسیختگی ترد غلبه کرده؛ هر چند این اتصالات بهبودیافته کماکان مستعد ترک¬خوردگی شکل¬پذیر در محل کمانش موضعی در اثر خستگی فراسیکل پایین هستند. در این نوع خستگی، تعداد چرخه¬های بارگذاری محدود بوده و کرنش¬ها چندین برابر مقدار تسلیم است. در ادبیات فنی، روش¬های متنوعی جهت پیش¬بینی ترک¬خوردگی در فولاد سازه¬ای برای بارگذاری تک¬سویه و چرخه¬ای پیشنهاد گشته است. در این تحقیق، با استفاده از مدلی میکرومکانیکی به نام مدل رشد چرخه¬ای حفرات، محل و زمان ترک¬خوردگی در اتصال خمشی فولادی پیش¬بینی می¬شود. علاوه بر این، با ادامه بارگذاری نقاط مستعد ترک¬خوردگی شناسایی می¬شود. نتایج به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی مطابقت قابل قبولی دارد. علاوه بر این، عمر اتصالات، تحت خستگی فراسیکل پایین با در نظر گرفتن سطوح مختلف بارگذاری با دامنه ثابت مورد بررسی قرار می¬گیرد و منحنی¬های S-N ارائه می¬شود. این منحنی¬ها برای مقاصد مهندسی نظیر روش¬های طراحی مبتنی بر عملکرد می¬تواند مورد استفاده قرار گیرد.
- Abstract
- Following Northridge earthquake, widespread brittle cracking had been observed in steel moment connection, and this, was in contrast with the philosophy of designing steel moment frames which accounts for dissipating energy by forming plastic hinges at beams. This situation led to the development of improved connections to make them less prone to brittle fracture. However, studies have shown that these new connections, typically known as post-Northridge connections, can still have the tendency to fracture but in a ductile manner when subjected to ultra low-cycle fatigue loading (ULCF). ULCF consists of limited cycles of loading with large amplitude which induce strains that are several times greater than yielding. Searching the literature, varied methods have been proposed to predict cracking in ductile steel for both monotonic and cyclic loading. In this research, a micromechanical model called cyclic void growth model has been applied to predict the instance and location of cracking in ductile steel. Moreover, as the loading continues, the location of potential cracking has been detected, too. FEM results are satisfactory in agreement with the experimental test. Furthermore, the low-cycle fatigue life of connections under loading with constant amplitude are estimated, and S-N curves are proposed. This curves can be applicable for engineering purposes, such as performance-based design.
