بررسی تاثیر فواصل و ابعاد بست‌ها در کاهش بار کمانش جانبی ستون‌های نردبانی با مقطع دوبل I شکل و دوبل C شکل

محورهای موضوعی : آنالیز سازه - زلزله

جابر حمایتی ¹ (دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه عمران، واحد بندرعباس، دانشگاه آزاد اسلامی، بندرعباس، ایران)
احمد رهبر رنجی ² (دانشیار دانشگاه صنعتی امیر کبیر)

تاریخ دریافت : 1395/07/20 تاریخ پذیرش : 1395/12/12 تاریخ انتشار : 1395/09/05

کلید واژه: تحلیل عددی, ستون نردبانی, بست, کمانش جانبی,

چکیده مقاله :

ستون های مرکب فولادی با بست های موازی یکی از انواع رایج ستون های بکار رفته در ساختمان های فولادی موجود در کشور است. با وجود تحقیقات بسیاری که بر روی رفتار این ستون ها صورت گرفته، تاثیر ابعاد و فواصل بست ها در بار کمانشی این ستون ها کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در طراحی اعضای فشاری علاوه بر معیار مقاومت، باید معیار پایداری نیز مورد بررسی قرار بگیرد به عبارت دیگر اعضای تحت فشار یک سازه، پیش از رسیدن به حداکثر مقاومت فشاری و در حقیقت پیش از شکست تحت اثر پدیده کمانش دچار شکست خواهند گردید. کمانش یکی از ناپداری های عمده اعضا سازه ای است و عاملی مهم در طراحی ستون های نردبانی به شمار می آید بنابراین پدیده کمانش این ستون ها یکی از حالاتی می باشد که می‌بایست کنترل شود. در این تحقیق 10 نمونه ستون با مقطع دوبل I شکل و 6 نمونه ستون با مقطع دوبل ناودانی بصورت نردبانی با فواصل مختلف بست ها تحلیل شدند. مقطع کلیه ستون ها دوبل IPE140 و UNP140 می باشد. در نهایت بار کمانشی الاستیک این ستون ها در حالات مختلف بست های موازی از نظر ابعاد و فاصله با استفاده از نرم افزار اجزای محدود آباکوس بدست آمد و با روابط موجود در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان مقایسه گردید. نتایج نشان می دهد بار کمانشی ستون با مقطع دوبل IPE140 حاصل از روابط مبحث دهم مقررات ملی ساختمان متناسب با بارکمانشی همان ستون با بست PL180×100×6 به فاصله آکس به آکس 600 میلی متر از هم می باشد و بار کمانشی ستون با مقطع دوبل UNP140 متناسب با بارکمانشی همان ستون با بست PL140×100×4 به فاصله آکس به آکس 400 میلی متر از هم می باشد.

چکیده انگلیسی:

       Steel composite columns with parallel girth are one of the common types of columns used in steel structures in the country (IRAN). Despite many studies on the behavior of these columns, the impact dimensions and spacing of girth on the buckling load of these columns have been less considered. In addition to resistance criteria, in designing of pressure members, the stability criteria must also be considered. In other words, the pressure members of a structure will be defeated effectively by local buckling before reaching maximum compressive strength or influence of buckling phenomenon. The local buckling is one of the common instability of structural members and is an important factor in design of the Built-up columns, so the buckling phenomenon of these columns must be strongly controlled. In this research, 10 columns by double I sections and 6 columns by double C sections were analyzed by different intervals of girths. All column sections are double IPE140 or UNP140. Dimensions of the girth in double I sections are 100×180 mm, with thickness of 4, 6 and 8 mm, by intervals axes to axes 400, 600 and 800 mm in both side. Dimensions of the girth in double C sections are 100×140 mm, with thickness of 4 and 6 mm, by intervals axes to axes 400, 600 and 800 mm in both side. Finally, the elastic buckling load of these columns was obtained by using the Abacus finite element software and compared with the relationships in the tenth chapter of the National Building Regulations.

منابع و مأخذ:

[1] Schafer B.W., Adany S., "Buckling analysis of cold-formed steel members using CUFSM: conventional and constrained finite strip methods", 18 th International Specialty Conference on Cold-Formed Steel Structures, Orlando, Florida, 2006.

[2] قبادی، محمد سهیل، قاسمیه، مهدی، مزروعی، علی، بررسی رفتار غیرخطی ستون­های مرکب مزدوج I شکل در سازههای فولادی رایج، نشریه مهندسی عمران و نقشه برداری، 1389، 513-523.

[3] Chen J.K., Li L.Y., "Elastic axially compressed buckling of battened columns", International Journal of Mechanical Sciences 77, 2013, 1–7.

[4] Dabaon M., Ellobody E., Ramzy K., "Experimental investigation of  built-up cold-formed steel section battened columns", Thin-Walled Structures, 2015, 137–145.

[5] ElAghoury M.A., Salem A.H., Hanna M.T., Amoush E.A., "Strength of cold formed battened columns subjected to eccentric axial compressive force", Journal of Constructional Steel Research, 2015, 58–70.

[6] Hosseini Hashemi B., jafari S.M., "Experimental of Cyclic Behavior of Batten Column", Journal of Constructional Steel Research, 2012, 88-96.

[7] Javidinejad A., Aerospace Z., "Buckling Of Beams And Columns Under Combined Axial And Horizontal Loading With Vrious Axial Loading Application Locations", Theoretical And Applied Mechanics, Sofia, 2012, vol. 42, No. 4, pp. 19–30.

[8] Sahoo D.R., Rai D.C., "Built-up battened columns under lateral cyclic loading", Thin-Walled Structures, 2007, 552–562.

[9] Shi G., Zhou W., Bai Y., Lin C., "Local buckling of 460 MPa high strength steel welded section stub columns under axial compression", Journal of Constructional Steel Research, 2014, 60–70.

[10] Abaqus Analisys User’s Manual, Version 6.11, 2010.

[11]جی. ان. ردی.، 1387،" مقدمه ای بر روش اجزای محدود "، سلطانی، ن.، راستگو، ع.،انتشارات دانشگاه تهران، چاپ دوم.

[12] دفتر امور مقررات ملی ساختمانی ایران،1392، مقررات طرح و اجرای ساختمان های فولادی"مبحث دهم"، نشر توسعه ایران.