Behavior of Steel Beams Subjected to Bending and Shear Loading Under Localized Fire Conditions
الشريط الجانبي للمقالة
محتوى المقالة الرئيسي
الملخص
تم تصميم الهياكل المدنية لتحمل مجموعة متنوعة من الأحمال خلال فترة خدمتها، بما في ذلك مخاطر الحريق. نتيجة لذلك، يعد توفير السلامة من الحرائق لأجزاء الهيكل أحد أهم المهام في تصميم البنية التحتية المدنية. تتعرض العناصر الهيكلية الفولاذية للتلف أو الانهيار الناجم عن الحريق بسبب التوصيل الحراري العالي والفقدان السريع لخواصها من حيث القوة والصلابة. علاوة على ذلك، فإن الفشل في العوارض الفولاذية تحت التأثيرات المشتركة للانحناء والقص وتحميل النار غير مدروس جيدًا في البحوث العلمية. تتكون الدراسة الحالية من تحقيقات تجريبية حول استجابة العوارض الفولاذية للحريق تحت التحميل السائد للقص والانحناء. العينات لها طول ثابت 1250 مم. تم تغيير العمق الكلي للعينات وفقًا للقسم المختار: 4 بوصات و6 بوصات و8 بوصات (10 سم و15 سم و20 سم). تظهر نتائج الاختبارات أن الحزم يمكن أن تفشل فجأة بسبب الانخفاض الكبير في نقطة الخضوع والقوة النهائية للعارضة الفولاذية. أدت الزيادة في درجة الحرارة إلى انخفاض كبير في المحصول وقوة الانحناء القصوى للعوارض الفولاذية ذات الأحجام المختلفة (لجميع المجموعات). وصل هذا التخفيض في بعض الأحيان إلى 50٪ من أجل قدرة القوة القصوى للعينة. تتأثر مقاومة القص أيضًا بشكل كبير بالتعرض للحريق ووصل الانخفاض إلى حوالي 38٪. علاوة على ذلك، فإن قدرة قوة التصميم لا يمكنها تحمل الأحمال إلا في درجات حرارة منخفضة. لوحظ هذا الانخفاض في القوة تحت التحميل السائد للثني والقص. علاوة على ذلك، فإن قدرة قوة التصميم يمكن أن تصمد أمام التحميل عند درجات الحرارة المنخفضة فقط.
المقاييس
تفاصيل المقالة
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
THIS IS AN OPEN ACCESS ARTICLE UNDER THE CC BY LICENSE http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
##plugins.generic.plaudit.displayName##
المراجع
Garlock M, Payá-Zaforteza I, Kodur V, Gu, L. Fire Hazard in Bridges: Review, Assessment and Repair Strategies. Engineering Structures, Elsevier, 2012; 35: 89-98. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2011.11.002
Kodur VKR, Aziz EM, Dwaikat MMS. Evaluating Fire Resistance of Steel Girders in Bridges. ASCE Journal of Bridge Engineering, 2013; 18: 633-643. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000412
Reis A, Lopes N, Vila Real P. Numerical study of steel plate girders under shear loading at elevated temperatures. Journal of Constructional Steel Research, 2016; 117:1-12 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2015.10.001
Kang MS, Kang JW, Kee SH, Choi BJ. Damage Evaluation of Composite Beams under Fire Conditions. International Journal of Steel Structures, 2020; 20: 1996–2008. DOI: https://doi.org/10.1007/s13296-020-00402-9
Alexander A, Clifford L, Bala T. Experimental Investigation of the Ultimate Shear Resistance of End Web Panels in Steel Girder Bridges. Canadian Journal of Civil Engineering, 2009; 36(2):267-279. DOI: https://doi.org/10.1139/L08-119
Payá-Zaforteza I, Garlock MEM. A Numerical Investigation on the Fire Response of a Steel Girder Bridge. Journal of Constructional Steel Research, 2012; 75: 93-103. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2012.03.012
Vimonsatit V, Tan K, Qian Z. Testing of Plate Girder Web Panel Loaded in Shear at Elevated Temperature. Journal of Structural Engineering, 2007; 133(6): 815- 824 DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2007)133:6(815)
Kodur VKR, Fike RS. An Approach for Evaluating the residual strength of fire-exposed RC beams. Magazine of Concrete Research, 2010; 479-486. DOI: https://doi.org/10.1680/macr.2010.62.7.479
Choe L, Ramesh S, Zhang C, Gross J. The performance of structural steel beams subject to a localized fire. 9th International Conference on Structures in Fire 2016b; Princeton, New Jersey, USA.
Naser MZ. Response of Steel and Composite Beams Subjected to Combined Shear and Fire Loading. Ph.D Thesis, 2016, Michigan State University.
Ramesh S, Seif M, Choe L. Localized fire tests on steel beams with different end restraints” 9th International Symposium on Steel Structures, 2017 November 1-4, Jeju, Korea
AISC (2013) “Steel Construction Manual.” 15th Edition. American Institute of Steel Construction, Chicago, Illinois.
ASTM E119a (2008). “Standard Methods of Fire Test of Building Construction and Materials.” American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA.
Nguyen XT, Park JS. Nonlinear buckling strength of steel H-beam under localized fire and pure bending. KSCE Journal of Civil Engineering 2021; 25: 561–573. DOI: https://doi.org/10.1007/s12205-020-0291-z
Segui William T. Steel Design. Global Engineering: Christopher M. Shortt, 5th, 2013, USA.
McCormac J and Csernak S. Structural Steel Design. Pearson, 5th Edition, 2011.