تحلیل مد کمانشی و تنش حد کمانشی اعضای تیرستون فولادی جعبه‌ای تحت برهمکنش نیروی محوری فشاری-لنگر خمشی

آنالیز سازه - زلزله

مقاله 7، دوره 13، شماره 3، آذر 1395، صفحه 65-74   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

محمد کبیری^* ؛ محمد نوروزی

چکیده

      تیر-ستون‌ها تحت اثر توام خمش و فشار هستند، با توجه به این‌که کمانش در این اعضا در یکی از اشکال جانبی، پیچشی و پیچشی-جانبی رخ می‌دهد، نسبت لنگر خمشی و نیروی محوری فشاری تاثیر چشم‌گیری بر رفتار کمانشی می‌گذارد. در این پژوهش عملکرد تیر-ستون‌های جعبه‌ای جدار نازک بسته  فولادی، با مقاطع جعبه‌ای تحت شرایط بارگذاری مختلف، ‌بار متمرکز در وسط دهانه و بار گسترده خطی با روش اجزای محدود و با شرایط تکیه‌گاهی دو سر مفصل در محدوده رفتار رتجاعی مورد بررسی قرار گرفته است. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، به علت بزرگ بودن لنگر حد کمانشی از لنگر حد تسلیم برای مقاطع جعبه‌ای تحت خمش، هیچ نوع کمانش کلی را قابل وقوع نمی‌داند، البته به احتمال وقوع کمانش پیچشی-جانبی در محدوده تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی برای تیرهای لرزه‌ای اشاره می‌کند. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد در حضور بارهای خمشی، مد کمانشی مقاطع مورد مطالعه از کمانش جانبی به پیچشی-جانبی تغییر می‌کند و هرچه نسبت بارهای خمشی به بارهای محوری بیشتر شود تغییر شکل‌های پیچشی بیشتر خواهد شد. اما در حضور بارهای خمشی در صفحه کمانش، مد کمانشی مقاطع در مقدار مشخصی از بار خمشی، از کمانش کلی به کمانش موضعی تغییر خواهد کرد. در مقایسه بین سه بارگذاری ، کمترین نسبت M/P  که منجر به وقوع کمانش کلی می‌شود مربوط به بارگسترده یکنواخت است. با انتخاب شرایط مناسب تکیه‌گاهی به لحاظ تقید دوران حول هر یک از محورهای عضو و شکل مناسب مقطع جعبه‌ای می‌توان مقاومت عضو تحت اندرکنش بار محوری فشاری-لنگر خمشی بهبود بخشید.

کلیدواژه‌ها

کمانش؛ تیر-ستون؛ مقاطع جعبه‌ای؛ اندرکنش نیروی محوری-لنگر خمشی

مراجع

[1] طاحونی، ش.، رحیم‌لباف‌زاده، م. ص. و شلالوند، ب.، فناوری ساختمان‌های فلزی، تهران، شرکت چاپ و نشر کتاب‌هاى درسى ایران، چاپ ششم 1394، 232 صفحه.

[2] علی‌نیا، م. م.، تئوری صفحات و پوسته‌ها. تهران، انتشارات آشیان، چاپ چهارم 1395، 352 صفحه.

[3] Mohri, F., Bouzerira, C. and Potier-Ferry, M., Lateral buckling of thin-walled beam-column elements under combined axial and bending loads. Thin-Walled Structures, vol 46, 2008, pp 290-302.

 [4] Saoula, A., Meftah, S.A., Mohri, F. and Daya, E. M., Lateral buckling of box beam elements under combined axial and bending loads. Journal of Constructional Steel Research, vol 116, 2016, pp 141-155.

[5] Duan, L. and Chen, W. F., Design interaction equations for cylindrical tubular beam columns. Journal of Structural Engineering, vol 116, 1990 pp 1794-1812.

[6] Kołakowski, Z., Teter, A., Interactive buckling of thin-walled beam-columns with intermediate stiffeners or/and variable thickness. International Journal of Solids and Structures, vol 37, 2000, pp 3323-3344.

[7] Mohri, F., Damil, N., Potier-Ferry, M., Buckling and lateral buckling interaction in thin-walled beam-column elements with mono-symmetric cross sections. Applied Mathematical Modelling, vol 37, 2013, pp 3526-3540.

[8] Saoula, A., Meftah, S.A., Mohri, F. and Daya, E. M., Lateral buckling of box beam elements under combined axial and bending loads. Journal of Constructional Steel Research, vol 116, pp 141-155.