ارزیابی رفتار غیر خطی هندسی و مصالح قاب های خمشی فولادی به روش اجزاء محدود

پیشرفت نرم افزارها و سخت افزارهای کامپیوتری در سال های اخیر امکان ترکیب نظریه پلاستیسیته و نظریه اجزاء محدود که نوعی تحلیل پیشرفته می باشد را برای مهندسین ممکن ساخته است. ارائه یک طرح بهینه سازه ای نیازمند آگاهی از عملکرد سازه ها در شرایط واقعی می باشد. بنابراین، خود مستلزم یک ابزار مناسب است. بدین منظور در این پژوهش یک روش دقیق برای تحلیل پیشرفته قاب های خمشی فولادی، به عنوان ابزاری مناسب پیشنهاد می شود. در این روش، اثرات غیرخطی هندسه و غیرخطی ماده از قبیل اثرات مرتبه دوم P-Δ و P- δ ، توزیع مجدد نیروهای داخلی به سبب شکل گیری مفاصل پلاستیک، کاهش سختی اعضاء به سبب جاری شدن فولاد و همچنین نقص های هندسی اولیه، به طور مستقیم و دقیق درتحلیل وارد می شوند. برای رسیدن به این اهداف، در ابتدا یک قاب خمشی فولادی 4 طبقه به صورت دو بعدی و سه بعدی در نرم افزار SAP مدل گردید و پس از تحلیل استاتیکی خطی و مشخص شدن مقاطع اعضاء، آنالیز پیشرفته قاب هایی دوبعدی از مدل های یاد شده با استفاده از نرم افزار Drain2Dx صورت گرفت (نرم افزار مذکور تنها قابلیت تحلیل اثر P-Δ را دارا بوده است که با استفاده از برنامه نویسی بسیار دقیق توسط نرم افزار فرترن قابلیت تحلیل اثر P-δ و همچنین تحلیل همزمان اثرات مرتبه دوم P-Δ و P-δ به نرم افزار اضافه گردید) و منحنی ظرفیت قاب ها رسم گردید و به منظور صحت سنجی، پاسخ های بدست آمده از روش پیشنهادی با نتایج نرم افزار PERFORM-3D مقایسه شد. در ادامه برای قاب دوبعدی، مدل بدون و با در نظر گرفتن اثر P-Δ ، با مدل با در نظر گرفتن اثر P-δ و در نظر گرفتن همزمان اثرات P-Δ و P-δ که جهت مدل سازی در روش تحلیل پیشرفته پیشنهادی به کار برده می شوند، مقایسه شد که مشخص گردید حداکثر کاهش ظرفیت باربری (در دیاگرام ظرفیت سازه) برای قاب 4 طبقه در تغییرمکان 0.1 متر و با میزان 17.21 درصد بوده که مقدار حداکثر ذکر شده مربوط به روش تاثیر همزمان اثرات مرتبه دوم می باشد. همچنین به کمک تغییرات در برنامه روش تحلیل پیشرفته، به یک تحلیل بسیار دقیق و واقعی تر نزدیک شده همچنین در این روش به دلیل استفاده از روش های مستقیم تحلیل و عدم محاسبه ضریب طول موثر اعضاء، حجم و زمان محاسبات کاهش خواهد یافت.

کلیدواژه ها:

تحلیل پیشرفته ، غیرخطی هندسه ، غیرخطی ماده ، غیرخطی هندسه و ماده ، اثرهای مرتبه دوم ، نقص های هندسی اولیه ، قاب های خمشی فولادی