عنوان پایان‌نامه
رفتار اتصال خمشی فولادی در خستگی سیکل پایین
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1604;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51578
- تاریخ دفاع
- ۳۰ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- بهروز بدرخانی آجائی
- استاد راهنما
- مهدی قاسمیه
- چکیده
- تحقیقات انجام شده بر روی اتّصالات خمشی فولادی بعد از زلزله نورتریج باعث ایجاد تغییراتی در این اتّصالات برای جلوگیری از گسیختگی¬های ترد در این اتّصالات شد. اتّصالات جدید هرچند از نظر گسیختگی ترد آسیب¬پذیری کمتری داشتند، در آزمایش¬های انجام شده بر روی این اتّصالات، خستگی سیکل¬پایین به¬صورت پیدایش و رشد ترک نرم به عنوان چالشی جدید آشکار شد که برای رسیدن به شکل¬پذیری بیشتر باید بر آن غلبه شود. برای شبیه¬سازی ترک¬خوردگی در اتّصالات مورد بررسی، از مدل رشد چرخه¬ای حفرات استفاده شده است. در این تحقیق، درستی استفاده از این مدل برای اتّصالات تیر به ستون اثبات شده است. شاخص¬های تجمّع خسارت از نظر قابلیّتشان در تشخیص ترک¬خوردگی در اتّصالات تیربه¬ستون در اثر خستگی سیکل¬پایین با هم مقایسه شده¬اند. شاخص ماینر تنها شاخصی است که ترک¬خوردگی در این اتّصالات را به درستی تشخیص می¬دهد. اتّصال با ورق¬های روسری و زیرسری که در مبحث دهم مقررات ملّی ساختمان معرّفی شده است با اتّصال¬های مشابه خارجی مقایسه شده است و تأثیر عوامل مختلف مانند شکل ورق¬های روسری و زیرسری و جوشهای بین این ورق¬ها و بال¬های تیر و نحوه اتّصال بال¬ها و جان تیر به بال ستون بر مقاومت این اتّصالات در برابر ترک¬خوردگی بررسی شده است. شبیه¬سازی¬های انجام شده با مدل رشد چرخه¬ای حفرات نشان می¬دهند که جزئیات ورق¬های روسری و زیرسری که در مبحث دهم مقررات ملّی ساختمان پیشنهاد شده¬اند باعث تسریع ترک-خوردگی در اتّصال می¬شوند؛ در حالی که استفاده از ورق¬های روسری و زیرسری مستطیلی شکل با افزودن یک جوش گوشه عرضی در انتهای این ورق¬ها بهترین نتیجه را می¬دهد. ورق¬های لچکی که در جزئیّات ارائه شده در این آیین¬نامه به ورق¬های روسری و زیرسری افزوده شده¬اند باعث افزایش مقاومت اتّصال در برابر ترک¬خوردگی می¬شوند. جوش مستقیم بال¬ها و جان تیر به بال ستون باعث افزایش مقاومت در برابر ترک¬خوردگی می¬شود.
- Abstract
- Research on steel moment-resisting connections after the Northridge earthquake resulted in modifications in these connections aiming for preventing brittle fractures in these connections. Although the new connections were less prone to brittle fractures, low-cycle fatigue in the form of ductile crack initiation and growth was observed in the tests carried out on these connections, as a new challenge which should be overcome to reach higher levels of ductility. In this research project, connections known as flange-plate and cover-plate connections in the Iranian and foreign steel design codes are investigated by a low-cycle fatigue approach. In this research, use of the Cyclic Void Growth Model is validated for simulation of cracking in beam to column connections. Damage accumulation indices are compared with eachother considering their ability of detecting cracking in beam to column connections. Miner’s index is the only index which is capable of properly detecting cracking in these connections. The connection which is introduced in the Iranian Steel Design and Construction Code as the flange-plate connection is compared with the similar connections and effect of various factors like geometry of the flange plates and the fillet welds connecting the flange plates to the beam flanges, and the method of connecting the beam flanges and web to the column flange is investigated. Using the flange plate details introduced in the Iranian Steel Design and Construction Code accelerates the cracking process. Meanwhile, using rectangular flange plates adding atransverse fillet weld at the end of each of them gives the best result. Rib plates which are added to the flange plates in the details presented in the Iranian Steel Design and Construction Code delay cracking in the connection. Direct welding of the beam flanges and web to the column flange also delays cracking of the connection.
