بررسی تحلیلی المان محدود تاثیر نیروی محوری بر مشخصات مودال المان سازه ای ستون

ستون یکی از مهمترین المانهای سازهای در سازه های ساختمانی و پلها است که تحت اثر نیروی محوری قرار دارد. اگر چنانچه مقدار نیروی محوری وارد بر ستون از مقدار بار بحرانی بیشتر باشد، ستون دچار ناپایداری کمانشی میشود و ممکن است ناپایداری تعدادی از المانهای سازه به ناپایداری و تخریب کلی سازه بیانجامد. از طرفی به کمک خواص مودال سازهای چون مقادیر فرکانسها و شکلهای مود ارتعاشی میتوان و ضعیت سلامتی سازه ها را برر سی و کنترل نمود. در این مقاله، المان ستون در نرم افزار تحلیلی المان محدود ABAQUS مدلسازی شده و مقادیر بار محوری بحرانی آن از تحلیل کمان شی ستون محاسبه گردیده ا ست. درستی مدل سازی از مقایسه مقادیر تئوری و نرم افزاری به د ست آمده برای بار بحرانی تائید گردید. در ادامه، ستون تحت اثر نیروی محوری به صورت نسبتهای مختلف از مقدار بار بحرانی مورد تحلیل فرکانسی واقع شد. نتایج نشان داد که با افزایش مقدار بار محوری، مقدار فرکانس در تمامی مودها کاهش مییابد. همچنین، مقایسه بین شکلهای مود ستون تحت اثر بار محوری با شکلهای مود ستون بدون اثر بار محوری به کمک معیار همب ستگی مودال (MAC) انجام شد و همب ستگی کامل شکلهای مود متناظر به دلیل مقدار MAC برابر با ۱ مشاهده گردید؛ به عبارتی، بی اثر بودن مقدار بار محوری بر جابجایی نسبی درجات آزادی شکلهای مود ارتعاشی نشان داده شد.

کلیدواژه ها:

ستون تحت اثر بار محوری ، تحلیل کمانشی ، بار محوری بحرانی ، تحلیل فرکانسی ، همبستگی مودال