ظرفیت خمشی نهایی تیر ورقهای فولادی تحت اثر بروز ترک در حال جوش بال به جان

آنالیز سازه - زلزله

مقاله 9، دوره 5، شماره 6، بهمن 1387، صفحه 65-74   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

فرهاد فرهودی محمدزاده^* ؛ حسین شوکتی؛ نوروز سیفی

چکیده

تیرورقها، به عنوان اعضای مهم سازه‌ای برای پوشش دهانه‌های بزرگ خمشی، مورد استفاده قرار گرفته و از جوشکاری دو ورق بال و یک ورق جان به همراه تعدادی سخت‌کننده قائم و یا طولی برای جلوگیری از کمانش ورق جان ساخته می‌شوند. به دلیل اهمیت زیاد جوش بال به جان در رفتار سازه‌ای تیرورقها و امکان بوجود آمدن ترک در حین جوشکاری و یا پس از آن در اثر عوامل فیزیکی یا محیطی، در این مقاله به بررسی تاثیر ترک جوش بال به جان تیرورقها، در ظرفیت خمشی نهایی آنها پرداخته شده است. بدین منظور مدلهای مختلف تحلیلی با استفاده از نرم‌افزار المان محدود LUSAS، ساخته شده و مورد تحلیل قرار گرفتند. در طراحی این مدلها تمامی ضوابط آیین‌نامه مدرن AISC-LRFD، رعایت شده و اتصال بالها با جوش پیوسته و سراسری به جان تیر ورق انجام شده است. برای مدلسازی تیرورق، از المان پوسته چهار ضلعی هشت گرهی استفاده شده و تحلیل آنها به روش غیر خطی هندسی و فیزیکی صورت گرفته است. برای حصول نتایج واقع بینانه‌تر، در قسمت میانی جان تیرورق یک ناکاملی اولیه 10 میلیمتری در نظر گرفته شد. رفتار فیزیکی مصالح نیز به صورت غیر الاستیک چهار خطی فرض شده و از فولاد 40st، با تنش 2750 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع استفاده شد. بار وارده به صورت گسترده یکنواخت بر روی بال فوقانی اعمال شده و تکیه گاههای دو طرف تیر نیز مفصلی ثابت و متحرک مدل شد. با توجه به نتایج بدست آمده مشخص شد، وجود ترک در پانلهای بحرانی در این نوع تیرورقها، حداکثر می‌تواند 18 درصد ظرفیت خمشی نهائی را کاهش دهد.