ترجمه مقاله بررسی المان محدود در رفتار سازه از فولاد پیچ اتصالات در نورد سرد

رشته: عمران

Finite element investigation on the structural behaviour of coldformed steel bolted connections

دانلود رایگان مقاله انگلیسی اینجا را کلیک نمایید

چکیده

یک مدل المان محدود با عناصر جامد سه بعدی به بررسی شکست بلبرینگ از فولاد اتصالات پیچ سرد تحت برش ایجاد می شود. این (چانگ و آی پی سازه های مهندسی 2000؛ 22: 1271-1284) نشان داده شد که پیش بینی منحنی بار-گسترش اتصالات پیچ در آزمون برش دامان نزدیک به منحنی های بار فرمت اندازه گیری ارائه شده است، که نقاط قوت فولاد همراه با اندازه گیری و ابعاد هندسی در تجزیه و تحلیل مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این، نشان داده شد (چانگ و IP. مجموعه مقالات دومین کنفرانس اروپا در سازه های فلزی، Praha از مه 1999، ص 503-506) که منحنی تنش-کرنش، در ارتباط با ضریب اصطکاک بین رابط عنصر، و نیروهای بستن توسعه در پیچ شانکس پارامترهای مهم برای پیش بینی دقیق از ویژگی های تغییر شکل اتصالات پیچ ارائه شده است. در این مقاله یک فرمت از بررسی المان محدود بر روی رفتار سازه از فولاد پیچ اتصالات سرد و سه حالت شکست متمایز (IP و چانگ. مجموعه مقالات دومین کنفرانس بین المللی پیشرفت در سازه های فلزی، هنگ کنگ، دسامبر 1999) در آزمون برش دامان مشاهده می شودو موفقیت مدل: تحمل شکست؛ برشی کردن شکست؛ و شکست خالص را به همراه دارد. علاوه بر این، مطالعه پارامتریک در اتصالات پیچ با تنظیمات مختلف انجام شده است و به ارائه مقاومت تحمل برای طراحی عملی، و نتایج حاصل از مدل سازی می پردازند، المان محدود نیز با چهار قواعد طراحی مدون مقایسه شده است. آن قواعد قابل طراحی هستند و قابلیت استفاده برای اتصالات پیچ با فولادهای با استحکام بالا با توجه به کاهش شکل پذیری است. در نتیجه، یک فرمول طراحی semiempirical برای تحمل مقاومت اتصالات پیچ است که پس از اندازه گیری و کالیبراسیون در برابر نتایج المان محدود ارائه شده است. قانون طرح پیشنهادی مربوط به مقاومت بلبرینگ با عملکرد طراحی و مقاومت کششی نوار فولادی از طریق یک ضریب قدرت ارائه می شود. ثابت شده که طراحی قابل استفاده برای اتصالات پیچ از هر دو قدرت و استحکام بالا فولادهای کم با محدودیت شکل پذیری متفاوت است.

کلمات کلیدی: فولادهای سرد, اتصالات پیچ, مدل سازی المان محدود, حالت شکست, بلبرینگ مقاومت, قواعد طراحی  

1. مقدمه

در فولاد پیچ اتصالات سرد، گالوانیزه بخش فولاد سرد در برنامه های مختلف ساختمان، اعم از مصالح و قاب بندی های فولاد، به سقف و دیوار پوششی، و کف طبقه مشخص شده است. مزایای استفاده از فولاد سرد، همراه با دوام طولانی مدت با قدرت عملکرد بالا و buildability بالا مشتق شده است. در ساخت و ساز ساختمان، نورد گرم مقاطع فولادی معمولا به عنوان فریم های ساختاری اولیه مورد استفاده در حالی ارائه می شود، که بخش فولاد سرد به عنوان اعضای ساختاری ثانویه برای پشتیبانی از روکش در تشکیل پاکت ساختمان خارجی استفاده می شود. رایج ترین تشکیل فولاد سرد C و Z را برای این بخش داریم و ضخامت این بخش معمولا 1٫2-3٫0 میلی متر متغیر است. هر دو فولاد با استحکام تسلیم 280 و 350 Nzrnrrr، معمولا استفاده می شود. ارتباط بین گرم نورد فولاد و اعضای فولاد سرد تشکیل معمولا با پیچ و مهره و زاویه نورد گرم به عنوان وب سایت نشان داده می شود.

Abstract

A finite element model with three-dimensional solid elements was established to investigate the bearing failure of cold-formed steel bolted connections under shear. It was demonstrated (Chung and Ip. Engineering Structures 2000;22: 1271–1284) that the predicted load–extension curves of bolted connections in lap shear tests followed closely to the measured load–extension curves provided that measured steel strengths and geometrical dimensions were used in the analysis. Furthermore, it was shown (Chung and Ip. Proceedings of the Second European Conference on Steel Structures, Praha, May 1999, p. 503–506) that stress–strain curves, contact stiffnesses and frictional coefficients between element interfaces, and clamping forces developed in bolt shanks were important parameters for accurate prediction of the deformation characteristics of bolted connections. This paper presents an extension of the finite element investigation onto the structural behaviour of cold-formed steel bolted connections, and three distinctive failure modes (Ip and Chung. Proceeding of the Second International Conference on Advances in Steel Structures, Hong Kong, December 1999) as observed in lap shear tests are successfully modelled: bearing failure; shear-out failure; and net-section failure. Furthermore, a parametric study on bolted connections with different configurations is performed to provide bearing resistances for practical design, and the results of the finite element modelling are also compared with four codified design rules. It is found that the design rules are not applicable for bolted connections with high strength steels due to reduced ductility. Consequently, a semiempirical design formula for bearing resistance of bolted connections is proposed after calibrating against finite element results. The proposed design rule relates the bearing resistances with the design yield and tensile strengths of steel strips through a strength coefficient. It is demonstrated that the design rule is applicable for bolted connections of both low strength and high strength steels with different ductility limits.  2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Keywords: Cold-formed steel, Bolted connections,; Finite element modelling, Failure modes, Bearing resistance, Design rules

جهت دانلود محصول اینجا کلیک نمایید