-
شماره ركورد
23960
-
شماره راهنما
CIV3 19
-
نويسنده
عرفاني جزي، معصومه
-
عنوان
بررسي قابليت اعتماد برشگيرهاي پيچي-اصطكاكي (HSFGB) و رفتار احتمالاتي تيرهاي مركب با اين نوع برشگيرها
-
مقطع تحصيلي
دكتري
-
رشته تحصيلي
مهندسي عمران - سازه
-
دانشكده
مهندسي عمران و حمل و نقل
-
تاريخ دفاع
1403/06/24
-
صفحه شمار
176 ص.
-
استاد راهنما
مريم داعي
-
استاد مشاور
عبدالرضا عطائي
-
كليدواژه فارسي
آناليز قابليت اعتماد , ضريب ايمني جزئي , ضريب كاهش مقاومت خمشي تير مركب , تحليل احتمالاتي , شبيه سازي مونت كارلو , برشگير پيچي- اصطكاكي با قابليت جداشوندگي
-
چكيده فارسي
در سال¬هاي اخير سيستم تير مركب به صورت تركيبي از دال¬هاي بتني پيش¬ساخته و تيرهاي فولادي كه توسط برشگيرهاي پرمقاومت پيچي- ¬اصطكاكي با قابليت جداشوندگي به هم متصل شده¬اند، به عنوان يك روش مناسب براي ساخت و ساز پايدار مورد توجه محققين قرار گرفته است. از سويي فقدان دستورالعملها و مقررات طراحي براي اين نوع سيستم مركب، استفاده از آن¬ها در طراحي و ساخت را محدود نموده است. در اين راستا به منظور ارائه رابطه مقاومت طراحي برشگير پيچي-اصطكاكي با قابليت جداشوندگي و ارزيابي ضريب ايمني جزئي مناسب براي آن، مدل اجزاي محدود سهبعدي آزمايش پوش-اَوت برشگير توسعه داده شد و دقت مدل¬ در برابر نتايج آزمايشگاهي صحتسنجي شد. سپس با بكارگيري آناليز حساسيت و روش طراحي آزمونه پلاكت-برمن، تاثير پارامترهاي مختلف بر رفتار اين برشگيرها و نيز عوامل موثر در مقاومت نهايي برشگير شناسايي شد. در ادامه با انجام تحليل¬هاي جامع آماري، معادله پيش بيني مقاومت نهايي برشگير پيچي-اصطكاكي با قابليت جداشوندگي ارائه شد. با پياده¬سازي تحليل قابليت اطمينان مطابق با رويكرد ايمني آييننامه¬، ضريب ايمني جزئي 52/1 براي طراحي اين نوع برشگير به دست آمد كه به واسطه آن، سطح قابل قبولي از ايمني براي معادله طراحي پيشنهادي تضمين ميگردد.
در مرحله بعد تحليل احتمالاتي اجزاي محدود سه بعدي براي بررسي تاثير عدم قطعيتهاي مواد و برشگير بر روي رفتار خمشي تير مركب انجام شد. بدين منظور نخست مشخصههاي آماري اين نوع برشگير ارزيابي شد. سپس مدل مناسب اجزاي محدود كه هم¬زمان با دارا بودن دقت كافي براي ارزيابي رفتار، امكان تحليل¬هاي احتمالاتي با تعداد بالا را از نظر صرفه محاسباتي و زمان فراهم آورد، توسعه داده شد. در انجام تحليل¬هاي احتمالاتي از سه روش¬ شبيهسازي تصادفي مونت كارلو، نمونهگيري ابرمكعب لاتين و روش تخمين نقطهاي رزنبلاث استفاده شد. براساس نتايج به دست آمده، با بكارگيري روش نمونهگيري ابرمكعب لاتين براي انجام تحليل¬هاي احتمالاتي اجزاي محدود مي¬توان به ازاي تعداد نمونه به مراتب كمتر از روش شبيه¬سازي مونت¬كارلو، مشخصههاي آماري تير مركب داراي برشگير پيچي- اصطكاكي با قابليت جداشوندگي را با دقت مناسبي برآورد نمود.
از آنجاييكه ضوابط طراحي به روش ضرايب بار و مقاومت، ضريب ايمني اتصال¬دهنده برشي را به عنوان بخشي از ضريب مقاومت كلي تير مركب گنجانده است، لذا ضروري است تغيير نوع برشگير بر عملكرد خمشي اين نوع تيرها مورد بررسي قرار گيرد. در اين راستا پس از توسعه و صحت¬سنجي مدل اجزاي محدود سه بعدي تير مركب¬، آناليز حساسيت و نيز گسترش پايگاه اطلاعاتي و آناليزهاي قابليت اعتماد براي اين نوع تير مركب انجام شد. نتايج نشان مي¬دهد ضريب كاهش مقاومت خمشي براي تيرهاي مركب با برشگيرهاي پيچي-اصطكاكي با درجه اتصال برشي كامل، نزديك به مقدار ضريب كاهش مقاومت تير مركب با برشگيرهاي جوشي توصيه شده در AISC 360-22 است. در حاليكه استفاده از مقدار ضريب كاهش مقاومت آيين¬نامه¬اي براي تيرهاي مركب با برشگيرهاي پيچي-اصطكاكي با درجه اتصال برشي جزئي، غيرمحافظه كارانه است.
-
كليدواژه لاتين
Reliability analysis , Partial factor , Flexural reduction factor , Probabilistic analyses , Monte Carlo simulation , Deconstructable high-strength friction grip bolt shear connectors
-
عنوان لاتين
A study on reliability analysis of HSFGB shear connectors and probabilistic analysis of composite beams with this type of connectors
-
گروه آموزشي
مهندسي عمران
-
چكيده لاتين
In recent years, the high-strength friction grip bolt (HSFGB) shear connectors in steel-concrete composite beams as deconstructable connectors are of great research interest since they are aligned with sustainable construction. However, the lack of design guidelines and regulations for this type of composite system has limited their use in design and construction. Therefore, the main objectives of this study are to understand the probabilistic behavior of composite beams with deconstructable high-strength friction grip bolts and to analyze their safety while considering uncertainties.
To achieve these objectives, the resistance relationship of the deconstructable high-strength friction grip bolts is presented, and a suitable partial safety factor is evaluated. Additionally, probabilistic analysis of the composite beam and the evaluation of its flexural strength resistance factor are discussed. In this regard, a three-dimensional finite element model of the push-out test for the high-strength friction grip bolt is developed and validated against experimental results. Sensitivity analysis and the development of Plackett-Burman (PB) design method are then performed to identify the influence of different parameters on the behavior of these friction grip bolts and the factors affecting their ultimate resistance. Furthermore, statistical analyses are employed to provide a predictive equation for the ultimate resistance of deconstructable high-strength friction grip bolt. The implementation of a reliability analysis in compliance with the safety approach led to a partial safety factor of 1.52 for the design of such friction grip bolts, ensuring an acceptable level of safety for the proposed design equation. The next step involved a three-dimensional probabilistic finite element analysis to investigate the effects of material and shear connector uncertainties on the flexural behavior of composite beams. First, the statistical properties of the HSFGBs were evaluated. Then, a suitable finite element model was developed that simultaneously offered sufficient accuracy for behavior evaluation and computational efficiency for a large number of probabilistic analyses. Three methods were used for the probabilistic analyses: Monte Carlo simulation (MCS), Latin hypercube sampling (LHS), and Rosenblueth point estimate (RS) method.
Since design regulations based on the Load and Resistance Factor Design (LRFD) method incorporate the shear connector safety factor as part of the overall beam resistance factor, it is crucial to investigate the influence of the connector type on the flexural performance of these beams. To this end, after developing and validating a three-dimensional finite element model for composite beams, sensitivity analysis, database expansion, and reliability analyses were performed for this type of beam. The results showed that the reduction factor for flexural resistance of composite beams with HSFGBs and full shear connection is close to the value recommended in AISC 360-22 for composite beams with welded shear connectors. However, using the code-specified reduction factor for composite beams with HSFGBs and partial shear connection is non-conservative.
-
تعداد فصل ها
7
-
لينک به اين مدرک :