بخشی از مقاله
چکیده
پژوهش حاضر با هدف بررسی ظرفیت برشی تیرورق های منشوری با جان موجدار ذوزنقه ای دارای بازشو انجام شد.در تیرورق های مورد استفاده در پل ها و ساختمان های صنعتی ،برای عبور تاسیسات، تعمیر و نگهداری و... نیاز است که بازشوهایی در جان تیرورق تعبیه شود که این بازشوها اثرات منفی در ظرفیت برشی تیرورق ها ایجاد می نمایند.
برای دستیابی به اهداف ، تعداد زیادی تیرورق با جان موجدار ذوزنقه ای بصورت دوسر ساده و بارگذاری گسترده یکنواخت به روش اجزا محدود مدلسازی و تحلیل استاتیکی غیر خطی هندسی و مصالح در مورد تمام نمونه ها انجام شد. با استفاده از نتایج آنالیز، نمودارهای بار-تغییرمکان وسط دهانه تیرورق ها بدست آمد. پس از آن مطالعه پارامتریک روی نتایج بدست آمده انجام و این نتیجه حاصل شد که افزایش زاویه شیب بال مورب و افزایش ضخامت جان ، در ظرفیت برشی نهایی تاثیر قابل توجهی دارند.. هم چنین محل قرارگیری بازشو ها در همه حالات تاثیری در سختی نمونه ها ندارد ولی بر ظرفیت برشی تیرورق ها موثر است.
-1 مقدمه
تیرورق های فولادی یکی از پرکاربردترین اعضایی هستند که در بخش های مختلف صنعتی، به خصوص پل سازی کاربرد فراوانی دارند و بخاطر اقتصادی بودن، روز به روز استفاده از آنها افزایش می یابد. جان تیرورق های معمولی با جان مسطح، می تواند تحت اثر بارهای وارده در معرض خطر کمانش قرار گیرد. برای جلوگیری از کمانش جان، یا باید ضخامت جان را زیاد کرد و یا از سخت کننده های طولی و عرضی استفاده نمود.
یک روش اقتصادی برای جلوگیری از کمانش جان ،موج دار کردن آن است. در این روش با افزایش سختی خارج از صفحه ورق ، سخت کننده های عرضی حذف می شوند و امکان استفاده از جان نازک تر مهیا می شود. از طرف دیگر به منظور عبور تاسیسات و یا جهت تعمیر و نگهداری نیاز است که بازشوهایی در جان تیرورق تعبیه شود. این بازشوها اثرات منفی در ظرفیت برشی تیرورق ها ایجاد می نمایند. در این تحقیق ظرفیت برشی تیرورق های منشوری با جان موجدار ذوزنقه ای دارای بازشو مورد بررسی قرار می گیرد.
-2 مروری بر تحقیقات گذشته
تاکنون مطالعات تجربی وعددی متعددی برای تعیین مقاومت کمانش برشی در تیرهای جان موجدار انجام شده است.Easley وMcFarlandدرسال 1969 معادله کمانش برشی برای جان های موجدار رابادر نظر گرفتن جان موجدار به عنوان یک جان تخت ناهمسان گرد ارائه کردند که تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی داشت.
مقاومت کمانش برشی درتیرهای با جان موجدار تو سط LindnerوAschinger نیزمورد برر سی قرارگرفته ا ست.[2] در سال 1997 تحقیقات تجربی تو سطElgaalyبرای تعیین مقاومت کمانش بر شی درتیرهای باجان موجدار انجام و این نتیجه حا صل شد که هیچ اندرکن شی بین خمش و برش در تیرورق های با جان موج دار وجود نداشته و بال ها تمام خمش و جان موج دار تمام برش را تحمل می کنند .
بررسی عددی ویژه توسطLuoو Edlund در سال 1996آغاز شد[4] واین تحقیق توسطPasternak و [5]Hannebauer وHassanein و[6]Kharoob ادامه دا شته ا ست. دراین مطالعات تحقیقاتی بررفتارکمانش بر شی درتیرهای با جان موجدار با جزئیات مورد بررسی قرارگرفته و آزمایش های متعددی انجام شده و مدلهای مختلف عددی بررسی شده است.
براساس مطالعات انجام شده طرحهای مختلف طراحی برای تعیین هرسه نوع حالت شکست کمانش برشی ،یعنی مقاومت کمانش برش موضعی ،کلی واندرکنش آنها، استخراج شده است. رجایی و گودرزی خویگانی[7]تنش برشی در جان تیرورق های موج دار با جان ذوزنقه ای را مورد بررسی قرار داده اند. پارامترهای مورد بررسی زاویه موج ذوزنقه ای، طول قسمت مسطح جان، ضخامت و ارتفاع جان مقطع بود.
نتایج حاصل شده نشان می دهد که با افزایش هرچه بی شتر زاویه موج، مقاومت برشی افزایش پیدا می کند.هم چنین حجازی و آروین خیبری[8] به بررسی رفتار تیرورق های فولادی با جان موج دار ذوزنقه ای پرداخته اندو به این نتیجه ر سیدند که جان موج دار سختی پیچ شی را افزایش داده و عمق موج اثری در ظرفیت بر شی نهایی ندارد.
-3 مشخصات نمونه های مورد مطالعه
در تحقیق حاضر تیرورق های منشوری بصورت شکل 1مورد مطالعه قرار گرفت.
شکل :1شکل کلی تیرورق های مورد مطالعه
جهت محقق نمودن اهداف تحقیق ، چندین تیرورق با شرایط تکیه گاهی دوسرساده با بار گسترده یکنواخت برای هرکدام از حالت ها مورد بررسی قرار گرفت.تحلیل استاتیکی غیر خطی و مصالح روی نمونه ها انجام شد.سپس نمودارهای نیروی برشی - جابجایی وسط دهانه ترسیم شد. جدول 1 مشخصات هندسی تیرورق های مورد مطالعه را نشان می دهدکه در آن،a طول دهانه، tfضخامت بال، bf عرض بال،hw ارتفاع بلند جان ، d طول افقی قسمت مورب موج، hr ارتفاع موج، زاویه موج ، b طول قسمت مسطح موج می باشد.پارامترهای مذکور در شکل 2 نشان داده شده است.ابعاد جان ذوزنقه ای از پل matsnoki ژاپن گرفته شده و ارتفاع بلند جان برای تمام نمونه ها 1500 میلیمتر است.
جدول :1مشخصات هندسی ثابت تیرورق های مورد مطالعه
شکل :2 مشخصات هندسی موج ذوزنقه ای
برای برر سی باز شو در تیرورق های من شوری با جان ذوزنقه ای، نمونه های دارای باز شو به دو گروه، باز شو کنار - - so و بازشو وسط - - mo دسته بندی شدند که در شکل 3 نشان داده شده است.بازشوها به شکل دایره به قطر200 میلیمتر می باشند.
