وثيقة

Performance evaluation of axially loaded steel columns under lateral vehicle's impact action : a numerical study.

عناوين أخرى
سلوك أعمده فولاذية محملة محوريا تحت تأثير قوة تصادم جانبي بالسيارة : دراسة تحليلية
الناشر
Sultan Qaboos University.
ميلادي
2023
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
Columns at the first floor that are exposed to lateral vehicle impact puts the overall stability of the structure at serious risk. In most cases, column design does not consider such horizontal impact loads. The dynamic impact load will produce deflection, decrease the bearing capacity of the column, and may lead to the progressive collapse of the building. This study investigates the performance of steel column with axial load subjected to horizontal impact load from car accident using finite element modelling through LS-DYNA. A parametric study considering different impact scenarios are considered to evaluate the behavior of steel column under lateral car impact and the effectiveness of steel column protection system in reducing the effect of impact load due to vehicle impact. First numerical models are developed and validated against previous experimental data. Afterwards, an extensive parametric study is conducted to provide a comprehensive database of results covering different car mass, car velocity, boundary conditions, axial load ratio, impact directions, and column size. The outcomes of this research can help in understanding the behavior of axially loaded steel column under lateral impact. The parametric study shows that global buckling is the predominant failure mode, which was mainly dependent on the value of the kinetic energy of impact. Increasing axial load ratio, car mass, and car velocity lead to increase in the displacement on the column and higher probability to failure. The impact direction about minor axis has a lower impact resistance. In comparison to columns without axial loads, the steel column with axial loads exhibits more lateral deformation. Considering Reinforced Concrete (RC) encasement, leads to controlled local displacements, which has a positive impact on reducing the overall lateral deformation.
الملخص العربي
إن تعرض أعمدة الطابق الاول للتصادم الجانبي للمركبة يعرض الاستقرار العام للهيكل لخطر جسيم. وفي معظم الحالات لا يأخذ في الحسبان التأثير الافقي لحوادث السيارات في تصميم العمود. ينتج عن تأثير الحمل الديناميكي انحرافً تحمل العمود والذي قد يؤدي إلى انهيار تدريجي للمبنى. ويهدف هذا البحث ا يقلل من قدرة إلى إجراء دراسة عددية لأداء العمود الفولاذي ذي الحمل المحوري المعرض لتأثير تصادم أفقي نتيجة لحادث سيارة باستخدام برنامج DYNA-LS. في ظل دراسة تأثير المتغيرات المختلفة، تأخذ بعين الاعتبار سيناريوهات التأثير المختلفة لتقييم سلوك العمود الفولاذي تحت تأثير السيارة الجانبي، وتحديد فعالية نظام حماية العمود الفولاذي في تقليل تأثير حمل الصدمات بسبب اصطدام السيارة بالعمود. أولا، تم تطوير نماذج عددية والتحقق من صحتها مقابل البيانات المخبرية السابقة. بعد ذلك، تم إجراء دراسة واسعة النطاق للمتغيرات المختلفة لتوفير قاعدة بيانات شاملة للنتائج التي تشمل اختلاف كل من كتلة السيارة، وسرعة السيارة، وظروف الدعم للعمود، ونسبة الحمل المحوري، واتجاهات التأثير، وأبعاد العمود .يمكن أن تساعد نتائج هذا البحث في فهم سلوك العمود الفولاذي المحوري تحت تأثير التصادم العرضي .تظهر نتائج دراسة المتغيرات أن الانحناء العام هو نمط الفشل السائد، والذي كان يعتمد بشكل أساسي على قيمة الطاقة الحركية للتأثير. تؤدي زيادة نسبة الحمل المحوري وكتلة السيارة وسرعة السيارة إلى زيادة الازاحة على العمود الفولاذي وزيادة احتمالية فشل العمود. التأثير باتجاه يكون حول محور العمود الثانوي له مقاومة تأثير أقل من المقاومة حول محور العمود الرئيسي .عند مقارنة الاعمدة الفولاذية بدون أحمال محورية مع نفس الاعمدة بأحمال محورية فأن الاعمدة ذات الاحمال المحورية معرضة للمزيد من الازاحة الجانبية. الخرسانة المسلحة(RC (، تساهم في التحكم بالازاحة والتي لها تأثير إيجابي على تقليل التشوه الجانبي.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية