تحلیل رفتار برشی تیرورق فولادی با جان موج‌دار محلی تحت بارگذاری استاتیکی افزایشی

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه شهید اشرفی اصفهانی

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده عمران و حمل و نقل، دانشگاه اصفهان.

چکیده

تیرورق‌ها اعضای خمشی فولادی هستند و در مواردی که نیم‌رخ‌های نوردشده‌ی موجود در بازار قادر به تحمل بارهای وارده بر عضو خمشی نباشند، از ترکیب مناسب ورق‌های فولادی ساخته می‌شوند. کنترل تنش‌های برشی در تیرورق‌های دارای جان نازک از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، زیرا در همان مراحل اولیه‌ی بارگذاری می‌تواند باعث ایجاد کمانش برشی و در نهایت شکست جان تیر شود. تجربیات نشان می‌دهند که اگر در تیرورق‌ها از سخت‌کننده‌های میانی عرضی استفاده شود، کمانش برشی منجر به خرابی نمی‌شود و پس از ایجاد کمانش نیز تیرورق به باربری خود ادامه می‌دهد. هدف از نگارش این مقاله، بررسی رفتار تیرورق‌ها با جان موجدار محلی در مقایسه با تیر‌ورق‌ها با سخت‌کننده‌های عرضی برای کنترل کمانش برشی است. موج محلی روی ورق جان توسط دستگاه پرس ایجاد می‌شود. با توجه به این‌که تاکنون مطالعات تحلیلی بر روی تیرورقها با جان موجدار محلی انجام نشده است، در این مقاله به بررسی چگونگی ایجاد موج‌های محلی، مشخصات موج‌ها، عمل‌کرد آن‌ها در برابر کمانش برشی و تغییرشکل‌های بزرگ و تحلیل‌های مختلف از جمله آنالیز کمانش، به صورت عددی پرداخته شده است. نتایج به دست آمده در اکثر تیرورق‌های مورد مطالعه حاکی از آن است که تیرورق با جان موج‌دار محلی نسبت به یک تیرورق ساده‌ی بدون سخت‌کننده‌ی میانی عرضی، به ظرفیت برشی بیشتری رسیده است. این ظرفیت در مقایسه با تیرورق با سخت‌کننده‌ی میانی عرضی کمتر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Lee SC, Davidson JS, Yoo CH (1996) Shear buckling coefficients of plate girder web panels. Comput Struct 59(5): 189-795.
[2] Elgaaly M, Hamilton RW, Seshadri A (1996) Shear strength of  beams with corrugated webs. J Struct Eng-ASCE 122(4): 390-398.
[3] Luo R, Edlund B (1996) Shear Capacity of Plate Girders with Trapezoidally Corrugated Webs.Thin Wall Struct 26(1): 19-44.
[4] Lee SC, Yoo CH (1998) Strength of plate girder web panels under pure shear J Struct Eng-ASCE 124(2): 184-194.
[5] Real E, Mirambell E, Estrada I (2007) Shear response of stainless steel plate girders. Eng Struct 29: 1626-1640.
[6] Yi J, Gil H, Youm K, Lee H (2008) Interactive shear buckling behavior of trapezoidally corrugated steel webs. Eng Struct 30: 1659-1666.
[7] Estrada I, Real E, Mirambell E (2008) Shear resistance in stainless steel plate girders with transverse and longitudinal stiffening. J Constr Steel Res 64: 1239-1254.
[8] Alinia MM, Shakiba M, Habashi HR (2009) Shear failure characteristics of steel plate girders. Thin Wall Struct 47: 1498-1506.
[9] Alinia MM, Gheitasi A, Shakiba M (2011) Postbuckling and ultimate state of stresses in steel plate girders. Thin Wall Struct 49: 455-464.
[10] Pasternak H, Kubieniec G (2010) Plate girders     with corrugated webs. J Civ Eng Manag 16(2): 166-171.
[11] Hassanein MF, Kharoob OF (2010) Shear strength and behavior of transversely stiffened tubular flange plate girders. Eng Struct 32: 2617-2630.
[12] Hassanein MF, Kharoob OF (2013) Behavior of bridge girders with corrugated webs: (II) Shear strength and design. Eng Struct 57: 544-553.
[13] Sinur F, Beg D (2012) Intermediate transverse stiffeners in plate girders. Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin,Steel Construction5(1).
[14] Nie J, Zhu L, Tao M, Tang L (2013) Shear strength of trapezoidal corrugated steel webs. J Constr Steel Res 85: 105-115.
[15] Guo T, Sause R (2014) Analysis of local elastic shear buckling of trapezoidal corrugated steel webs. J Constr Steel Res 102: 59-71.
[16] حجازی م، خبیری ن (1393) بررسی رفتار تیرورق‌های فولادی با جان موج‌دار ذوزنقه‌ای. پانزدهمین کنفرانس دانشجویان عمران سراسر کشور، دانشگاه اصفهان.
[17] Kwon YB, Ryu SW (2016) The shear strength of end web panels of plate girders with tension field action. Thin Wall Struct 98: 578-591.
[18] Li LZ, Jiang CJ, Lu ZD (2016) Local buckling of bolted steel plates with different stiffener configuration. Eng Struct 119: 186-197.
[19] Dou C, Jiang Z, Pi Y, Guo Y (2016) Elastic shear buckling of sinusoidally corrugated steel plate shear wall. Eng Struct 121: 136-146.
[20] Kövesdi B, Jáger B, Dunai L (2016) Bending and shear interaction behavior of girders with trapezoidally corrugated webs. J Constr Steel Res 121: 383-397.
[21] Correia Lopes GC, Couto P, Real V, Lopes N (2016) Elastic critical moment of beams with sinusoidally corrugated webs. J Constr Steel Res 129: 185-194.
[22] ABAQUS (2016) ABAQUS user’s manual version 6.12. Habbit, Karlson and Sarenson Inc.