ارزیابی عملکرد تیرورق های فولادی با تغییر در پارامترهای هندسی بازشوهای جان تیرورق ها

با پیشرفت تکنیکهای صنعت جوشکاری استفاده از تیرورقهای فولادی به عنوان تیرهای با دهانه های بزرگ مورد توجه مهندسان قرارگرفته است. مهمترین مزیت استفاده از تیرورقها اقتصادی بودن و بهینه بودن وزن و ابعاد مقطع تیرورق است که میتواند بهگونهای توسط طراح انتخاب شود که بیشترین بازدهی را در برابر کمترین وزن سازه همراه داشته باشد. چنانچه جان نازک تیرورق تحت تنشهای برشی قرار بگیرد، ممکن است در آن کمانش برشی رخ دهد؛ بنابراین کنترل برش در جان تیرورقها دارای اهمیت ویژهای است. عبور کانالهای بزرگ و تاسیسات مکانیکی و برقی از زیر تیرورقهای سازه های فولادی در ساختمانهای بلندمرتبه، منجر به ایجاد ارتفاع زیاد و غیرقابل قبول در بین طبقات ساختمانها میگردد. یک راه حل مناسب ایجاد بازشو در جان تیرورقها است که خدمات میتوانند از میان این بازشوها عبور کنند. با ایجاد بازشو در جان تیرورق، در ناحیهای که تمرکز نیروهای برشی ناشی از بارگذاری بر روی تیرورق است، مقاومت برشی جان کاهش مییابد. در این مقاله شش نمونه تیرورق فولادی دارای بازشو در ورق جان توسط نرم افزار Abaqus2017 به روش اجزا محدود، مدل سازی و مورد تحلیل قرار گرفت. بازشوهای ورق جان نمونه ها، دارای مساحت یکسان و هندسه متفاوت هستند که شامل هندسه دایرهای، بیضی، مستطیل، مربع، مثلث و لوزی شکل است. با خروجی گرفتن داده ها از نرم افزار Abaqus برای تیرورق های فولادی شامل منحنی بار- تغییر شکل و ظرفیت باربری، توزیع تنش بر اساس معیار تسلیم Von-Mises و کمانش موضعی در جان تیرورقها به ارزیابی عملکرد سازهای نمونه ها پرداخته شد. نتایج حاکی از آن است که تیرورق دارای بازشو در جان با هندسه لوزی شکل، دارای ظرفیت باربری 201/6 کیلو نیوتن و ظرفیت تنش این نمونه نسبت به میانگین تنش نمونه های دیگر 13/73 درصد بیشتر و کمانش موضعی جان آن نسبت به نمونه های دیگر 99/6 درصد کمتر است. درنتیجه تیرورق با بازشو هندسه لوزی شکل دارای عملکرد سازه ای مناسبتری است.

Keywords:

تیرورق , کمانش موضعی , بازشو جان تیرورق , منحنی بار-تغییرشکل , ظرفیت باربری