ارزیابی عملکرد تیرورق‌های فولادی با تغییر در پارامترهای هندسی بازشوهای جان تیرورق‌ها

ساعد حبیب زاده¹ حمید صابری² وحید صابری³ پارسا موسی خانی تهرانی⁴

1) دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، دانشگاه ایوانکی، سمنان، ایران
2) استادیار دانشکده عمران، دانشگاه ایوانکی، سمنان، ایران
3) استادیار دانشکده عمران، دانشگاه ایوانکی، سمنان، ایران
4) دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، دانشگاه آزاد اسلامی، شهریار، ایران

محل انتشار : کنگره بین المللی علوم مهندسی و توسعه شهری پایدار - کپنهاگ(dtuconf.eu)
چکیده :
با پیشرفت تکنیک‌های صنعت جوشکاری استفاده از تیرورق‌های فولادی به‌عنوان تیرهای با دهانه‌های بزرگ مورد توجه مهندسان قرارگرفته است. مهم‌ترین مزیت استفاده از تیرورق‌ها اقتصادی بودن و بهینه بودن وزن و ابعاد مقطع تیرورق است که می‌تواند به‌گونه‌ای توسط طراح انتخاب شود که بیشترین بازدهی را در برابر کم‌ترین وزن سازه همراه داشته باشد. چنانچه جان نازک تیرورق تحت تنش‌های برشی قرار بگیرد، ممکن است در آن کمانش برشی رخ دهد؛ بنابراین کنترل برش در جان تیرورق‌ها دارای اهمیت ویژه‌ای است. عبور کانال‌های بزرگ و تأسیسات مکانیکی و برقی از زیر تیرورق‌های سازه‌های فولادی در ساختمان‌های بلندمرتبه، منجر به ایجاد ارتفاع زیاد و غیرقابل‌قبول در بین طبقات ساختمان‌ها می‌گردد. یک‌راه حل مناسب ایجاد بازشو در جان تیرورق‌ها است که خدمات می‌توانند از میان این بازشوها عبور کنند. با ایجاد بازشو در جان تیرورق، در ناحیه‌ای که تمرکز نیروهای برشی ناشی از بارگذاری بر روی تیرورق است، مقاومت برشی جان کاهش می‌یابد. در این مقاله شش نمونه تیرورق فولادی دارای بازشو در ورق جان توسط نرم‌افزار Abaqus2017 به روش اجزا محدود، مدل‌سازی و مورد تحلیل قرار گرفت. بازشوهای ورق جان نمونه‌ها، دارای مساحت یکسان و هندسه متفاوت هستند که شامل هندسه دایره‌ای، بیضی، مستطیل، مربع، مثلث و لوزی شکل است. با خروجی گرفتن داده ها از نرم افزار Abaqus برای تیرورق های فولادی شامل منحنی بار- تغییر شکل و ظرفیت باربری، توزیع تنش بر اساس معیار تسلیم Von-Mises و کمانش موضعی در جان تیرورق‌ها به ارزیابی عملکرد سازه‌ای نمونه‌ها پرداخته شد. نتایج حاکی از آن است که تیرورق دارای بازشو در جان با هندسه لوزی شکل، دارای ظرفیت باربری ۲۰۱/۶ کیلو نیوتن و ظرفیت تنش این نمونه نسبت به میانگین تنش نمونه‌های دیگر ۱۳/۷۳ درصد بیشتر و کمانش موضعی جان آن نسبت به نمونه‌های دیگر ۹۹/۶ درصد کمتر است. درنتیجه تیرورق با بازشو هندسه لوزی شکل دارای عملکرد سازه‌ای مناسب‌تری است.
کلمات کلیدی : تیرورق کمانش موضعی بازشو جان تیرورق منحنی بار-تغییرشکل ظرفیت باربری