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

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

با پیشرفت تکنیک های صنعت جوشکاری استفاده از تیرورق های فولادی به عنوان تیرهای با دهانه های بزرگ مورد توجه مهندسان قرارگرفته است. مهمترین مزیت استفاده از تیرورق ها اقتصادی بودن و بهینه بودن وزن و ابعاد مقطع تیرورق است که می تواند به گونه ای توسط طراح انتخاب شود که بیش ترین بازدهی را در برابر کم ترین وزن سازه همراه داشته باشد. چنان چه جان نازک تیرورق تحت تنش های برشی قرار بگیرد، ممکن است در آن کمانش برشی رخ دهد؛ بنابراین کنترل برش در جان تیرورق ها دارای اهمیت ویژه ای است. عبور کانال های بزرگ و تأسیسات مکانیکی و برقی از زیر تیرورق های سازه های فولادی در ساختمان های بلندمرتبه، منجر به ایجاد ارتفاع زیاد و غیرقابل قبول در بین طبقات ساختمان ها می گردد. یکراه حل مناسب ایجاد بازشو در جان تیرورق ها است که خدمات می توانند از میان این بازشوها عبور کنند. با ایجاد بازشو در جان تیرورق، در ناحیه ای که تمرکز نیروهای برشی ناشی از بارگذاری بر روی تیرورق است، مقاومت برشی جان کاهش می یابد. 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 تیرورق ها به ارزیابی عملکرد سازه ای 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 کم تر است. در نتیجه تیرورق با بازشو هندسه لوزی شکل دارای عملکرد سازهای مناسب تری است.