Hot spot stress analysis on rib–deck welded joint in orthotropic steel decks

结构工程 甲板 正交异性材料 焊接 接头(建筑物) 压力(语言学) 疲劳极限 外推法 工程类 有限元法 数学 机械工程 语言学 哲学 数学分析
作者
Rong Liu,Yuqing Liu,Bohai Ji,Manman Wang,Yuan Tian
出处
期刊:Journal of Constructional Steel Research [Elsevier BV]
卷期号:97: 1-9 被引量:61
标识
DOI:10.1016/j.jcsr.2014.01.012
摘要

Orthotropic steel decks are used in beams and cable-supported bridges. Fatigue cracks of the vertical rib–deck welded joint have been found in some of the bridges. In this paper, the structural hot spot stress (SHSS) approach is applied to evaluate the rib–deck fatigue. Refined solid models are built using a multi-sub-model technique. Stress around the weld tip is analyzed and effects of the weld profile, the weld toe radius and mesh size are discussed. The SHSS is analyzed using the surface stress extrapolation method, the stress linearization method and the 1 mm stress method. Fatigue strength of the joint based on the SHSS is proposed. Results of this study show that the refined multi-sub-model considering the weld detail can reflect the mechanical behavior of the rib–deck joint. Variation of the SHSS by the three methods decreases to less than 10% and a convergent SHSS is achieved using the refined models. The derived fatigue strength for the rib–deck joint using the SHSS of the refined models is close to FAT100. A more precise fatigue strength prediction can be achieved using the refined model while the coarse models result in a conservative design.
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