مدلي از قابهاي فولادي با مفصلهاي نيمه صلب

اتصال تیر به ستون معمولا به دو صورت کاملا صلب یا کمی لولایی مطرح می شود .بهر حال امروزه ساختمانهایی که خوب ساخته می شوند رفتار واقعی شان از لحاظ ارتباط و اتصالات خود سازه بصورت نیمه صلب است.مقاله حاضر ارایه یک مدل مکانیکی از اتصالات است که در آن از سفتی و سختی مفاصل با استفاده از دوران و حرکت انتقالی فنرها که مفهوم عناصر غیر تغییر شکل پذیر از گره ها رانشان میدهند که وابستگی تغییر مکان به دوران مابین گره ها و عناصر در سازه را شرح میدهد.

نمونه هایی اخیرا منتشر شده اند که در آنها تعمیم و سادگی و کارایی و بهره وری از روشها و مقایسه نتایج در آنها نشان داده شده اند.

کلمات کلیدی:

صلب – نیمه صلب – اتصال – مدل مکانیکی – فریم .

نماد گذاری :

K1 ,k2 :ثابت های الاستیکی فنرها در دوران گره های i ,j مربوطه

Cv :ثابت های الاستیکی عمودی فنر ها در گره های i ,j مربوطه

Ø :مساحتی از نمودار لنگر خمشی برای تکیه گاه تیر

nl ,ml  :فاصله از تکیه گاه سمت چپ و راست از وزن مرکز Ø

W:سختی خمشی در واحد طول

i∆ :جابجایی عمودی نسبی مابین گره های i,j

Vi,Mi,Vj,Mj:واکنش گره های i,j در محل رفرنس

Fe:بردار نیرو در محل رفرنس

مقدمه

تجزیه و تحلیل متعارف و مرسوم از فریم های فولادی که فرض می کنیم اتصالات آنها کاملا بصورت صلب یا لولایی است . رفتار بسیاری از اتصالات صلبی در واقع تا حدودی بین ایندو طرف است که شامل اثر انعطاف پذیری اتصال قابها می شود ضروری است .

برای ارزیابی رفتار واقعی این قابها باید اثر انعطاف پذیری اتصالات این قابها را بیان کنیم.

در دهه های گذشته کارهای تحقیقاتی گسترده ای با این نسخه ها در ازمایش های مختلف برای بارگذاری استاتیکی مطرح و به مرحله اجرا در آمده و انجام شده که در این راستا مجموعه های گسترده ای از داده ها از آزمونهای مختلف بدست آمده اند.

بعضی از محققان مانند کیشی و چن اطلاعات جمع آوری شده و نتایج تجربی بدست آمده را در یک بانک اطلاعاتی اتصالات فولادی در دسترس کاربران قرار داده اند که نه تنها داده ها تست شده اند بلکه برخی از معادلات نیز پیش بینی شده اند. بهر حال هر مهندس سازه به این پایگاه داده ها که حاصل نتایج تجربی است دسترسی دارد.

برای هر اتصالخمشی تیر بوضوح نشان داده شدهاست که در حال حاضر دوران لنگر غیر خطی است که شامل انواع مختلفی از اتصالات و قطعات مربوطه از اتصالات انعطاف پذیر است چند مدل ریاضی برای دوران خمشی منحنی ها از داده های تجربی ارایه شده اند این مدلها بطور گسترده ای متفاوت هستند که (θ-M)منحنی اتصالات هستند که اگر بخواهیم آنرا به شکل نمایی نشان دهیم داریم : 

بعلت بالا بودن تعداد پارامترهای موثر بر رفتار اتصالات مدلسازی دقیق از چنین رفتاری پیچیده می شود  در جهان اولیه صلبیت و لنگریت نامحدود هستند که این دو اتصال مهمترین مشخصه رفتاری مفاصل هستند.

مدل مکانیکی :

برای اثر دادن اثر اتصالات نیمه صلب در قابهای فولادی باید مفهوم عناصر غیر تغییر شکل پذیر در گره ها که وابستگی تغییر مکان به دوران مابین گره ها و عناصر در سازه را نشان میدهد بدانیم.اتخاذ این مدل استوار است بر سه اصل فنرها با دو تغییر مکان و یک دوران و اثر هر فنر که بطور جداگانه در نظر گرفته می شود .

معادلات تعادل و تغییر شکل دورانی :

1.1.2.میلگرد مربوط به نیروی محوری:

2.1.2.میلگرد مربوط به نیروی حرکت انتقالی:وقتی که نیرویی بصورت عمودی اعمال می شود که دوران فنرها بیان شود:

دوران تغییر شکل پذیر برای گره i با توجه به شکل 3:

و برای گره j :

در شکل ساده تر شده این معادلات میتواند بصورت زیر نوشته شود :

گردآورنده : بهرام رزمی

بخش کوتاهی از این مقاله را مشاهده نمودید برای دریافت متن کامل مقاله کلیک کنید .