مطالعه پارامتری ظرفیت برشی مقاطع دوبل تیرهای فولادی سرد نورد شده دارای سوراخ جان

هدف از تحقیق حاضر ارزیابی مقاومت برشی تیرهای با مقطع I ساخته شده از دوبل Cشکل فولاد سرد نوردشده با در نظر گرفتن بازشدگی در جان برای عبور زیرساختهای مکانیکی و برقی است. به دلیل ضعف مقاومت برشی ناشی از سوراخشدگی در جان، ظرفیت برشی مقطع تیر به شدت کاهش یافته و به دنبال آن ظرفیت باربری تیر نیز کاهش مییابد. اندازه، شکل و آرایش سوراخ های ایجادشده در جان تیر، در ظرفیت باربری و استحکام نهایی مقطع تیر موثر است. در این مقاله، با استفاده از روش اجزای محدود، تیر فولادی مذکور به طول ۱۰۰۰ میلی متر تحت اثر بار متمرکز در وسط دهانه مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای متغیر موردنظر در این تحقیق، ضخامت ورق، ابعاد سوراخ، شکل سوراخ، فواصل سوراخ از تکیهگاه و وجود لبه در بال مقطع است که تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی بار افزون متمرکز در وسط تیر قرار گرفته است. جهت بررسی دقت نتایج آنالیز، مقاومت برشی مد ل های تحلیلی با مقاومت برشی محاسبه شده از روش مقاومت مستقیم (DSM) آیین نامه AISI مقایسه شده است. نتایج نشان داد که در مقاطع با مساحتهای معادل و شکل های مختلف سوراخ در جان، با افزایش عمق سوراخ، ظرفیت نهایی در سوراخ های مستطیل، دایره و مربع به ترتیب کاهش مییابد؛ مقطع با سوراخ مستطیل افزایش حدود ۴% نسبت به مقطع با سوراخ دایره داشته و مقطع با سوراخ دایره افزایش ۷% نسبت به مقطع با سوراخ مربع دارد. همچنین با افزایش فاصله سوراخها از یکدیگر، عملکرد تیر بهتر شده و مقاومت برشی ماکزیمم مقاطع حاصل از روش اجزای محدود، بین ۴% تا ۶% افزایش مییابد و با افزایش ضخامت ورق (علی رغم افزایش عمق و طول سوراخ)، از ۲ میلی متر به ۵/۲ میلی متر و از ۵/۲ میلی متر به ۳ میلی متر، ظرفیت برشی به ترتیب حدود ۲۵% تا ۳۰% و ۲۰% افزایش مییابد.

کلیدواژه ها:

مقاومت برشی ، نیروی کمانش برشی ، شکل سوراخ جان ، تحلیل اجزای محدود ، روش مقاومت مستقیم