تحلیل تیرهای باربر فولادی سرد نورد شده تحت خمش و نیروی محوری متغیر

در این مقاله پایداری تیرهای مایل با مقاطع سرد نورد شده تحت بارهای ثقلی با تکیهگاه الاستیک در برابر کمانش جانبی بررسی می گردد. بدین منظور در مرحله نخست، براساس تئوری والسو تغییر شکل های حاکم بر یک تیر جدار نازک با سطح مقطع نامتقارن تعریف گردیده است. سپس معادلات دیفرانسیل مرتبه چهار حاکم بر تعادل کمانش الاستیک جانبی تیر مذکور با سطح مقطع ثابت تحت بارهای خمشی خارج از مرکز و بار محوری متغیر، با ایستا نمودن انرژی پتانسیل کلی حاکم بر تیر جدار نازک که شامل انرژی کرنشی، انرژی ذخیره شده در فنر الاستیک بستر تیر و کار خارجی است، تعیین می شوند. در ادامه، دستگاه معادله دیفرانسیل مرتبه چهار حاصل شده با استفاده از روش بسط سری های توانی حل می گردد. بدین ترتیب که فرم تغییر شکل حاکم بر تیر مایل به صورت یک سری توانی با جملات نامتناهی در نظر گرفته شده است. سپس، با استفاده از روش حل مقادیر ویژه مقدار بار بحرانی کمانش الاستیک محاسبه می شود. در پایان، چند نمونه مثال عددی شامل تحلیل کمانش جانبی تیر مایل با شیب های مختلف با در نظر گرفتن اثر مهار جانبی جزئی و کامل بر مقادیر بار بحرانی کمانشی ارائه گشته است و نتایج به دست آمده از روش مذکور با مقادیر محاسبه شده توسط روش های عددی، تحلیلی و یا اجزای محدود موجود مقایسه شده اند.

کلیدواژه ها:

Rafter ، Lateral-Torsional Buckling ، Cold-formed Sections ، Elastic Support ، Variable axial load ، تیر مایل ، مقطع سرد نورد شده ، کمانش جانبی ، تکیهگاه الاستیک ، نیروی محوری متغیر