Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu thực nghiệm về hành vi sau khi cháy của mối hàn góc trong các mối nối hàn
Tóm tắt
Hành vi sau khi cháy của các mối nối hàn được xác định là sự giảm cường độ sau khi tiếp xúc với quá trình gia nhiệt và làm nguội hoàn toàn. Sự thay đổi này về cường độ là yếu tố chính để ước tính hiệu suất cấu trúc của các mối nối hàn sau khi tiếp xúc với lửa. Để giải quyết vấn đề này, bài báo trình bày những kết quả quan trọng từ một chương trình thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình gia nhiệt và làm nguội lên phản ứng cấu trúc của các mối hàn góc chịu tác động của các góc tải khác nhau. Mười tám thí nghiệm đã được thực hiện để xem xét hành vi còn lại của các mối hàn góc cho ba cấu hình mối nối chồng hàn khác nhau sau khi tiếp xúc với nhiệt độ cháy. Các mối nối chồng được phân loại thành dọc, nghiêng và ngang, trong đó góc giữa trục của mối hàn góc và hướng của tải tác dụng là 0°, 45° và 90°, tương ứng. Để kiểm tra phản ứng sau khi cháy của ba mối nối chồng hàn, các mối nối này được tiếp xúc với một chu trình gia nhiệt – làm nguội hoàn chỉnh và sau đó chịu tải cho đến khi hư hỏng. Các thí nghiệm sau khi cháy được thực hiện ở nhiệt độ cao từ 400°C đến 900°C với bước nhảy 100°C và sau đó được làm nguội trở lại nhiệt độ môi trường là 20°C trước khi chịu tải. Các phản ứng còn lại được đặc trưng bởi các đặc tính tải – biến dạng sau khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Kết quả cho thấy rằng cường độ của các mối hàn góc cho tất cả các góc tải đều giảm khi nhiệt độ phân tích sau khi cháy tăng lên. Sự giảm cường độ của mối hàn góc đạt khoảng 25%, 22% và 27% so với cường độ ban đầu của nó ở các góc tải 0°, 45° và 90°, tương ứng, sau khi tiếp xúc với nhiệt độ sau cháy 900°C. Nghiên cứu này cung cấp dữ liệu sơ bộ có thể hỗ trợ phát triển các hướng dẫn thiết kế cho các mối nối hàn trong và sau khi tiếp xúc với lửa.
Từ khóa
#hành vi sau cháy #mối hàn góc #mối nối hàn #cường độ hàn #phản ứng cấu trúcTài liệu tham khảo
ANSI/AISC 360 (2016) Specification for structural steel buildings. American Institute of Steel Construction 360-16, Chicago
Deng K, Grondin G, and Driver R (2003) The effect of loading angle on the behavior of fillet Welds. Structural Engineering report No. 251. Department of Civil and Environmental Engineering, University of Alberta, Edmonton, Alta
El Ghor AH, Hantouche EG (2021) Rate-dependent thermal behavior of fillet welds subjected to various load Angles. Fire Saf J 122:103355
Latham DJ, and Kirby BR (1998) Elevated temperature behavior of welded joints in structural steels. Report EUR 17855 EN, European Commission—Technical Steel Research, ECSC Agreement No. 7210.SA/824
Daryan AS, Yahyai M (2009) Behaviour of welded top-seat angle connections exposed to fire. Fire Saf J 44(4):603–611
Conlon K (2009) Strength of transverse fillet welds at elevated and post-elevated temperatures. MSc Dissertation, Lehigh University.
Hanus F, Zilli G, Franssen J-M (2011) Experimental tests and analytical models for welds and grade 88 bolts under heating and subsequent cooling. J Struct Fire Eng 2(3):181–194
Ufuah E, Ikhayere J (2013) Elevated temperature mechanical properties of butt-welded connections made with high strength steel grades S355 and S460M design. Fabr Econ Metal Struct. https://doi.org/10.1007/978-3-642-36691-8_62
Liu H, Liao X, Chen Z, Huang S-S (2017) Post-fire residual mechanical properties of steel butt weld-experimental study. J Constr Steel Res 129:156–162
Zhang G, Zhu M-C, Kodur V, Li G-Q (2017) Behavior of welded connections after exposure to elevated temperature. J Constr Steel Res 130:88–95
Rezaeian A, Keshavarz M, Hajjari E (2020) Mechanical properties of steel weld at elevated temperatures. J. Constr. Steel Res. 167:105853
El Ghor AH, Hantouche EG, Morovat MA, Engelhardt MD (2020) Rate-dependent behavior of transverse welded lap joints at elevated temperatures. J Struct Eng 147(2):04020317
European Committee for Standardization (CEN) (2005) Eurocode 3: Design of Steel Structures—Part 1–8: Design of Joints and Building Frames (BS EN 1993-1-8, Brussels)
AWS (2012) Specification for carbon steel electrodes for shielded metal arc welding, AWS A5.1/A5.1M. American Welding Society. Doral, Florida
Aziz E, Kodur V (2016) Effect of temperature and cooling regime on mechanical properties of high-strength low-alloy steel. Fire Mater 40(7):926–939