طراحی قاب های خمشی فولادی به روش LRFD با استفاده از تحلیل پیشرفته

ارایه یک طرح بهینه سازه ای نیازمند آگاهی از چگونگی عملکرد سازه ها در شرایط واقعی می باشد. نیل به این هدف، خود مستلزم برخورداری از یک ابزار مناسب است. بدین منظور در این مطالعه یک روش جدید برای تحلیل پیشرفته قاب های خمشی فولادی که یکی از پرکاربردترین سازه های ساختمانی می باشند، به عنوان ابزاری مناسب پیشنهاد می شود. در روش پیشنهادی، اثرات غیرخطی هندسه و غیرخطی ماده از قبیل اثرهای مرتبه دوم P-δ و P-Δ، توزیع مجدد نیروهای داخلی به سبب شکل گیری مفاصل خمیری، کاهش سختی اعضاء به سبب جاری شدن فولاد و همچنین نقص های هندسی اولیه، به طور مستقیم و دقیق در روند تحلیل وارد می شوند. برای رسیدن به این هدف، ابتدا دو قاب خمشی فولادی 5 و 10 طبقه به صورت 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 PAAP صورت گرفت و منحنی ظرفیت قاب ها رسم گردید و در نهایت به منظور صحت سنجی، پاسخ های بدست آمده از روش پیشنهادی با نتایج نرم افزار PERFORM-3D مقایسه شد. در ادامه برای قاب های دو بعدی، مدل های نقص صریح، بار فرضی معادل و کاهش بیشتر مدول مماسی که جهت مدلسازی نقص های هندسی در روش تحلیل پیشرفته پیشنهادی به کار برده می شوند، با مدل بدون نقص مقایسه شد که مشخص گردید وجود نقص باعث کاهش ظرفیت باربری خواهد شد. همچنین به کمک روش تحلیل پیشرفته، یک بهینه سازی در سایز اعضاء صورت گرفت که دلیل اصلی این بهینه سازی بازتوزیع لنگر غیرالاستیک می باشد. سپس مقاطع بهینه شده با مقاطع قبلی ناشی از طراحی LRFD مقایسه شد. همچنین در این روش به دلیل استفاده از روش های مستقیم تحلیل و عدم محاسبه ضریب طول موثر اعضاء، حجم و زمان محاسبات کاهش یافت.

Keywords:

تحلیل پیشرفته , غیرخطی هندسی , غیرخطی متریال , اثرات مرتبه دوم , نقص های هندسی اولیه , قاب های خمشی فولادی