دانلود مقاله تحلیل قابلیت اطمینان قاب های فولادی ضد زنگ تحت بارهای گرانشی و باد
چکیده
مقدمه
مدل سازی المان محدود
قاب های فولادی ضد زنگ تحت بار جاذبه و باد
کالیبراسیون قابلیت اطمینان قدرت سیستم
نتایج کالیبراسیون قدرت سیستم
نتیجه گیری
منابع
Abstract
Introduction
Finite element modelling
Stainless steel frames under gravity and wind loads
System strength reliability calibrations
System strength calibration results
Conclusions
References
چکیده
در فرآیند توسعه نسل بعدی استانداردهای طراحی برای سازه های فولادی، اکثر کدهای سازه بین المللی مرتبط از جمله AISC 360، AISC 370، AS/NZS 4100 و Eurocode 3 در حال حاضر نسخه های اولیه رویکردهای طراحی به تحلیل مبتنی بر سیستم را در خود جای داده اند. ارزیابی مستقیم استحکام سازه های فولادی و فولادی ضد زنگ از شبیه سازی های عددی پیشرفته در نتیجه، کارهای تحقیقاتی اخیر بر ساخت چارچوب‌های قابلیت اطمینان ساختاری دقیق برای بررسی شاخص‌های قابلیت اطمینان هدف قابل قبول برای سیستم‌های سازه‌ای و توسعه روش‌های طراحی جدید در ارتباط با عوامل ایمنی کافی سیستم و عوامل مقاومت سیستم متمرکز شده‌اند. اگرچه توصیه‌های طراحی برای طراحی مستقیم سازه‌های فولادی نورد گرم و شکل‌دهی سرد بر اساس تحلیل اجزای محدود پیشرفته وجود دارد، گسترش این روش به مواد دیگری مانند فولاد ضد زنگ در دست توسعه است. این مقاله بخشی از یک تلاش تحقیقاتی برای ساخت یک چارچوب قابلیت اطمینان برای سازه‌های فولادی ضد زنگ در معرض ترکیب‌های بار مختلف است و نتایج کالیبراسیون قابلیت اطمینان سیستم انجام شده بر روی شش قاب پورتال فولادی ضد زنگ را ارائه می‌کند که تحت بارهای گرانشی و باد ترکیبی قرار دارند. این مطالعه رایج‌ترین خانواده‌های فولاد ضد زنگ و سه چارچوب طراحی بین‌المللی (یعنی یوروکد، چارچوب‌های ایالات متحده و استرالیا) را پوشش می‌دهد. از کالیبراسیون های قابلیت اطمینان به دست آمده، عوامل ایمنی سیستم و عوامل مقاومت سیستم مناسب برای طراحی مستقیم قاب های فولادی ضد زنگ تحت بارهای گرانشی و باد ترکیبی با استفاده از شبیه سازی های عددی پیشرفته پیشنهاد شده است.
توجه! این متن ترجمه ماشینی بوده و توسط مترجمین ای ترجمه، ترجمه نشده است.
Abstract
In the process of developing the next generation of design standards for steel structures, most relevant international structural codes including AISC 360, AISC 370, AS/NZS 4100 and Eurocode 3 already incorporate preliminary versions of system-based design-by-analysis approaches that allow a direct evaluation of the strength of steel and stainless steel structures from advanced numerical simulations. As a result, recent research works have focused on building rigorous structural reliability frameworks to investigate acceptable target reliability indices for structural systems and to develop new design methods in conjunction with adequate system safety factors and system resistance factors. Although design recommendations exist for the direct design of hot-rolled and cold-formed steel structures based on advanced finite element analysis, the extension of the method to other materials such as stainless steel is under development. This paper is part of a research effort to build a reliability framework for stainless steel structures subject to different load combinations and presents the results of system reliability calibrations carried out on six stainless steel portal frames subjected to combined gravity and wind loads. The study covers the most common stainless steel families and three international design frameworks (i.e., Eurocode, US and Australian frameworks). From the reliability calibrations derived, suitable system safety factors and system resistance factors are proposed for the direct design of stainless steel frames under combined gravity and wind loads using advanced numerical simulations.
Introduction
As a consequence of the rapid advances in design software and the growth of computational features of desktop computers over the last decade, the behaviour and failure of complex structural systems can be accurately predicted. In response to these advances, current research efforts are focused on the development of direct design-by-analysis approaches, in which the analysis and design are carried out simultaneously (single-step process) by accounting for all geometric and material nonlinearities in the analysis and without the use of analytical design expressions. Direct design approaches can be applied to members (e.g., beam-columns), parts of structures (e.g., a module of a box-girder comprising the deck of a bridge) or systems (e.g., full frames). In this process, most relevant design codes for steel and stainless steel structures in the Australian, US and Eurocode frameworks (AS/NZS 4100 [1], AISC 360-16 [2], AISC 370-21 [3], prEN 1993-1-14 [4]) already incorporate preliminary versions of direct design methods, although current design provisions are still primarily based on the conventional two-step approaches [1], [2], [3], [5], [6], [7], [8].
Conclusions
The latest versions of the main international design codes for steel and stainless steel structures [1], [2], [3], [4] provide a basis for system-based design strategies by incorporating preliminary provisions of system-based direct design approaches. These approaches represent a change in the paradigm of structural design and will constitute the next generation of structural design standards, simplifying the design process and potentially leading to more efficient and lighter structures. Recommendations for the use of advanced direct design methods for steel structures have been already developed for different steel structures, including hot-rolled frames, cold-formed frames, racks and scaffolding structures. This study is part of a research effort to extend system-based direct design methods to stainless steel structures. The reliability framework for the design of stainless steel frames using advanced nonlinear numerical simulations was developed in [21], [22], and was used in this paper. While [21] primarily focused on gravity loads, this study presents the system reliability calibrations for stainless steel portal frames subjected to combined gravity and wind loads.
Overall frame geometry
Joint behaviour at bases
Joint behaviour at eaves
Joint behaviour at apex
Level of dead load
Basic wind pressure, qref
Roughness factor, ce
Pressure coefficient, cp
Gust factor, cg
Model coefficient