دفاعیه دکتری (مهندسی عمران - مهندسی سازه) بررسی اثر کمانش خزشی ستون در سازه های قاب خمشی فولادی در معرض آتش
| تاریخ ارسال: 1404/5/1 |
دانشجو: آقای یوسف پوراوندری ابوالفضل
استاد راهنما: دکتر جعفر کیوانی قمصری
استاد راهنما: دکتر غلامرضا نوری
زمان: ۱ مرداد ماه ۱۴۰۴ ساعت: ۰۹:۳۰
مکان: دانشکده فنی و مهندسی کلاس ۲۰۳
استاد راهنما: دکتر جعفر کیوانی قمصری
استاد راهنما: دکتر غلامرضا نوری
زمان: ۱ مرداد ماه ۱۴۰۴ ساعت: ۰۹:۳۰
مکان: دانشکده فنی و مهندسی کلاس ۲۰۳
چکیده:
ستونها به عنوان اجزای اصلی سازهها، نقش حیاتی در حفظ استحکام و پایداری سازه دارند. در شرایط آتشسوزی، دمای بالا میتواند به کاهش مقاومت مواد و بروز پدیدههایی مانند خزش و کمانش منجر شود که میتواند موجب فروپاشی سازهها شود. شناخت دقیق رفتار مواد در دماهای بالا به مهندسان امکان میدهد تا طراحیهای ایمنتر و مؤثرتری ارائه دهند. این میتواند به استفاده بهتر از مواد و افزایش عمر مفید سازهها کمک کند. در نهایت، بررسی رفتار ستون فولادی در دماهای بالا به افزایش سطح ایمنی و بهبود روشهای طراحی و ساخت سازههای مقاوم در برابر آتش کمک میکند. عوامل متعددی بر رفتار ستونهای فولادی در دماهای بالا تأثیر میگذارند. عواملی که بر رفتار ستونهای فولادی مؤثر است علاوه بر لاغری و مدول الاستیسیته فولاد که در دمای اتاق موردتوجه است، عوامل دیگری مانند دما و زمان اعمال بار نیز به آنها اضافه میشود. شناخت و تحلیل دقیق این عوامل میتواند به بهبود طراحی سازههای مقاوم در برابر آتش و افزایش ایمنی سازهها کمک کند. هرچه دما بالاتر باشد، میزان خزش (تغییرشکل تدریجی) فولاد افزایش مییابد. این موضوع میتواند باعث کاهش مقاومت و پایداری سازه شود. طول مدتزمانی که بار بر ستون اعمال میشود نیز تأثیر قابلتوجهی دارد. خزش فولاد وابسته به زمان است و افزایش مدتزمان بارگذاری باعث افزایش تغییرشکل میشود.
رویکرد اصلی این پژوهش بررسی تأثیر خزش فولاد بر رفتار ستونهای فولادی است که این تأثیر شامل دو مورد میشود. اولی نرخ بارگذاری در تحلیل کمانش ستون است و دومی کمانش خزشی که در ستونهای فولادی در دماهای بالا اتفاق میافتد. کمانش خزشی به حالتی از کمانش گفته میشود که ستون در یک بار و دمای ثابت ابتدا پایدار بوده و بعد از گذشت یک مدتزمانی کمانش میکند. یکی از یافتههای کلیدی محققان این است که اثرات خزش در دماهای بالا بهطور قابلتوجهی بر رفتار کمانشی ستونهای فولادی تأثیر میگذارد. نتایج تحقیقات مختلف نشان میدهد که کمانش خزشی وابسته به زمان است و بار بحرانی کمانشی به دما و مدتزمان بار اعمالشده بستگی دارد؛ بنابراین، مدلهای محاسباتی و تحلیلی که اثرات خزش را در نظر میگیرند، میتوانند نتایج دقیقتری ارائه دهند.
این پژوهش به بررسی پدیده «کمانش خزشی» در ستونهای فولادی در مواجهه با آتش پرداخته است. این مطالعه تلاش کرده تا با استفاده از روشهای تحلیلی، محاسباتی و دادههای تجربی موجود رفتار کمانشی ستونهای فولادی در دماهای بالا را پیشبینی کند. در این رساله از مدلهای مختلف پلاستیک و خزش مواد برای فولاد استفادهشده و نتایج محاسباتی با نتایج تحلیلی مقایسه شده است. همچنین دادههای خزش مواد بر روی فولاد ASTM A۹۹۲M با مدلهای رفتاری موجود مقایسه شده و نتایج نشان میدهد که نادیده گرفتن اثرات خزش میتواند به پیشبینیهای نادرست و ناامن منجر شود. استفاده از مدلهای خزش مختلف برای پیشبینی رفتار ستونها در دماهای بالا میتواند نتایج متفاوتی را ارائه دهد. مدلهای مختلف خزش مانند مدلهای Harmathy و Fields & Fields میتوانند نتایج متفاوتی را برای یک شرایط معین ارائه دهند. نرخ بارگذاری بهشدت بر رفتار فولاد و همچنین ستونهای فولادی تأثیر دارد. بهگونهای که تغییر نرخ بارگذاری در دماهای بالا باعث افت مقاومت فولاد تا ۴۰ درصد میشود. همچنین تغییر نرخ بارگذاری در تحلیل کمانش ستون فولادی باعث کاهش بار کمانش ستون تا ۵۵ درصد میشود. در تحلیل کمانش خزشی ستونهای فولادی دو سر مفصل با نسبت لاغری ۵۰ نیز نشان داده شده است که بعد از ۲۰۰ دقیقه در دمای ۷۰۰، ۸۰۰ و ۹۰۰ درجه بار کمانش ستون به ترتیب به میزان ۴۰، ۵۰ و ۵۵ درصد کاهش مییابد.
ستونها به عنوان اجزای اصلی سازهها، نقش حیاتی در حفظ استحکام و پایداری سازه دارند. در شرایط آتشسوزی، دمای بالا میتواند به کاهش مقاومت مواد و بروز پدیدههایی مانند خزش و کمانش منجر شود که میتواند موجب فروپاشی سازهها شود. شناخت دقیق رفتار مواد در دماهای بالا به مهندسان امکان میدهد تا طراحیهای ایمنتر و مؤثرتری ارائه دهند. این میتواند به استفاده بهتر از مواد و افزایش عمر مفید سازهها کمک کند. در نهایت، بررسی رفتار ستون فولادی در دماهای بالا به افزایش سطح ایمنی و بهبود روشهای طراحی و ساخت سازههای مقاوم در برابر آتش کمک میکند. عوامل متعددی بر رفتار ستونهای فولادی در دماهای بالا تأثیر میگذارند. عواملی که بر رفتار ستونهای فولادی مؤثر است علاوه بر لاغری و مدول الاستیسیته فولاد که در دمای اتاق موردتوجه است، عوامل دیگری مانند دما و زمان اعمال بار نیز به آنها اضافه میشود. شناخت و تحلیل دقیق این عوامل میتواند به بهبود طراحی سازههای مقاوم در برابر آتش و افزایش ایمنی سازهها کمک کند. هرچه دما بالاتر باشد، میزان خزش (تغییرشکل تدریجی) فولاد افزایش مییابد. این موضوع میتواند باعث کاهش مقاومت و پایداری سازه شود. طول مدتزمانی که بار بر ستون اعمال میشود نیز تأثیر قابلتوجهی دارد. خزش فولاد وابسته به زمان است و افزایش مدتزمان بارگذاری باعث افزایش تغییرشکل میشود.
رویکرد اصلی این پژوهش بررسی تأثیر خزش فولاد بر رفتار ستونهای فولادی است که این تأثیر شامل دو مورد میشود. اولی نرخ بارگذاری در تحلیل کمانش ستون است و دومی کمانش خزشی که در ستونهای فولادی در دماهای بالا اتفاق میافتد. کمانش خزشی به حالتی از کمانش گفته میشود که ستون در یک بار و دمای ثابت ابتدا پایدار بوده و بعد از گذشت یک مدتزمانی کمانش میکند. یکی از یافتههای کلیدی محققان این است که اثرات خزش در دماهای بالا بهطور قابلتوجهی بر رفتار کمانشی ستونهای فولادی تأثیر میگذارد. نتایج تحقیقات مختلف نشان میدهد که کمانش خزشی وابسته به زمان است و بار بحرانی کمانشی به دما و مدتزمان بار اعمالشده بستگی دارد؛ بنابراین، مدلهای محاسباتی و تحلیلی که اثرات خزش را در نظر میگیرند، میتوانند نتایج دقیقتری ارائه دهند.
این پژوهش به بررسی پدیده «کمانش خزشی» در ستونهای فولادی در مواجهه با آتش پرداخته است. این مطالعه تلاش کرده تا با استفاده از روشهای تحلیلی، محاسباتی و دادههای تجربی موجود رفتار کمانشی ستونهای فولادی در دماهای بالا را پیشبینی کند. در این رساله از مدلهای مختلف پلاستیک و خزش مواد برای فولاد استفادهشده و نتایج محاسباتی با نتایج تحلیلی مقایسه شده است. همچنین دادههای خزش مواد بر روی فولاد ASTM A۹۹۲M با مدلهای رفتاری موجود مقایسه شده و نتایج نشان میدهد که نادیده گرفتن اثرات خزش میتواند به پیشبینیهای نادرست و ناامن منجر شود. استفاده از مدلهای خزش مختلف برای پیشبینی رفتار ستونها در دماهای بالا میتواند نتایج متفاوتی را ارائه دهد. مدلهای مختلف خزش مانند مدلهای Harmathy و Fields & Fields میتوانند نتایج متفاوتی را برای یک شرایط معین ارائه دهند. نرخ بارگذاری بهشدت بر رفتار فولاد و همچنین ستونهای فولادی تأثیر دارد. بهگونهای که تغییر نرخ بارگذاری در دماهای بالا باعث افت مقاومت فولاد تا ۴۰ درصد میشود. همچنین تغییر نرخ بارگذاری در تحلیل کمانش ستون فولادی باعث کاهش بار کمانش ستون تا ۵۵ درصد میشود. در تحلیل کمانش خزشی ستونهای فولادی دو سر مفصل با نسبت لاغری ۵۰ نیز نشان داده شده است که بعد از ۲۰۰ دقیقه در دمای ۷۰۰، ۸۰۰ و ۹۰۰ درجه بار کمانش ستون به ترتیب به میزان ۴۰، ۵۰ و ۵۵ درصد کاهش مییابد.
مطالب مشابه
دفعات مشاهده: 24 بار |
دفعات چاپ: 11 بار |
دفعات ارسال به دیگران: 0 بار |
0 نظر