SM570M-CHW高強度鋼箱型柱翼厚與梁翼板高程偏心對電熱熔渣銲破壞效應

黃昱竣; 胡祐瑋; 覃志光; 蔡青宜; 李昭賢; 莊勝智; 林克強; 蔡克銓

doi:10.6849/SE.202009_35(3).0001

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来源数据

P5 - 38

工程学 > 工程学总论
工程学 > 土木与建筑工程

DOI： 10.6849/SE

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SM570M-CHW高强度钢箱型柱翼厚与梁翼板高程偏心对电热熔渣焊破坏效应

Effects of SM570M-CHW steel beam flange eccentricity and box-column flange thickness on electro-slag welding failure

黄昱竣(Yu-Jun Huang) ；胡佑玮(You-Wei Hu) ；覃志光(Chih-Kuang Chin) ；蔡青宜(Ching-Yi Tsai) ；李昭贤(Chao-Hsien Li) ；庄胜智(Sheng-Jhih Jhuang) ；林克强(Ker-Chun Lin) ；蔡克铨(Keh-Chyuan Tsai)

结构工程； 35 卷 3 期 (2020 / 09 / 01) ， P5 - 38

繁体中文 DOI： 10.6849/SE.202009_35(3).0001

钢箱型柱；钢梁柱接头； SM570M-CHW钢；电热熔渣焊；圆周刻痕拉伸试验；钢材破裂预测模型；有限元素模型分析；横隔梁翼交叠高度； steel box column ； SM570M-CHW steel ； electro-slag welding ； circumferentially notched tensile test ； steel fracture prediction model ； finite element analysis ； overlapping distance of beam flange and diaphragm

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摘要 │ 参考文献 (20) │ 被引用文献 (1) │ 国际计量

摘要〈TOP〉

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Steel box columns are widely used in seismic steel building structures in Taiwan. In order to effectively transfer the beam-end moment to the column, diaphragm plates are welded inside the box column at the same elevations of the welded beam flanges. Electro-slag welding (ESW) procedure is common applied to attach the diaphragm plates to the column. Recently, the SM570M-CHW grade high strength steel is prevailingas it reduces the column sizes. In this study, four full-scaled welded SM570M-CHW steel beam-to-column (BC)joint specimens and eleven ESW component specimens were fabricated and tested. The key design parameters of these specimens include column flange thickness, beam flange eccentricity with respect to the diaphragm plate. This study investigates the applicability of stress modified critical strain and degraded significant plastic strain modelsin predicting the crack initiation fracture of the diaphragm-to-column ESW joint. The ESW component specimens were subjected to monotonic tensile loads, while the welded BC joint specimenswere subjected to cyclically increasing displacement to investigate the effects of beam flange eccentricity and column flange thickness on the ESW fractures. Test results show that when the ESW was subjected to monotonic tension only, it could fracture when the ＂overlapping distance of beam flange and diaphragm＂ (OD) was smaller or equal to zero. On the contrary, it remained intact even when the ODwas greater or equal to thickness of beam flange. Cyclic test results of the welded BC joints show that the connection with the 25mm thick column flange failed at the 3% inter-story drift (IDR) cycle, while the specimen with the 45mm column flange went through 5% IDR cycle without failure. The finite element model analysisresults show that when the column flange thickness increases from 25mm to 45mm, the stress concentrations are reduced and the crack tip opening displacement is decreased by 3 times. This study also carried out parametric study, focusing on the effects of the column flange thickness, the beam flange thickness and the OD on ESW fracture. Results show that increasing the column flange thickness, or the OD and decreasing the beam flange thickness reduce the stress concentration near ESW. In order to avoid the ESW fracture, the results of this study suggest that column flange thickness be equal to or larger than diaphragm or beam flange thickness; and the ODbe larger than one quarter of the diaphragm or beam flange thickness.

参考文献 ( 20 ) 〈TOP〉

吴忠哲,李昭贤,蔡青宜,林克强,庄胜智,蔡克铨(2018)。钢梁接箱型柱之内横隔断裂试验与有限元素模型分析研究。结构工程，33(4)，29-61。
连结：
AISC(2016).Seismic Provisions for Structural Steel Buildings.American Institute of Steel Construction.
D’Escata, Y.,Devaux, J.C.(1979).Numerical study of initiation, Stable Crack Growth and Maximum Load with a Ductile Fracture Criterion based on the Growth of Holes.ASTM STP 668,Philadelphia:
Kanvinde, A.M.,Deierlein, G.G.(2006).Void Growth Model and Stress Modified Critical Strain Model to Predict Ductile Fracture in Structural Steels.Journal of Engineering Mechanics
Kanvinde, A.M.,Deierlein, G.G.(2007).Cyclic Void Growth Model to Assess Ductile Fracture Initiation in Structural Steels due to Ultra Low Cycle Fatigue.Journal of Engineering Mechanics

被引用文献 ( 1 ) 〈TOP〉

蔡克铨,杨钧尧(2023)。电热熔渣焊储仓口形状对其破坏时机之影响。结构工程，38(2)，5-38。

国际计量

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