پديد آورنده :
فلاح تفتي، فاطمه
عنوان :
آناليز غيرخطي قابهاي فولادي با مقطع متغير با در نظر گرفتن مستقيم اثرات نواقص هندسي اوليه
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
نوزده، 145ص. : مصور،جدول،نمودار
توصيفگر ها :
قابهاي فولادي با مقطع متغير , تحليل مستقيم , نواقص هندسي اوليه , تحليل غيرخطي , تركيب خطي مدهاي كمانش , روش بار افقي مجازي
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/03/01
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/03/01
چكيده فارسي :
با توجه به اجتنابناپذير بودن نواقص هندسي اوليه در سازه و با توجه به ضرورت لحاظ كردن آن در رويكرد تحليل مستقيم، تعيين ميزان اثرات عيوب هندسي بر رفتار و عملكرد سازه الزام مييابد. اين نواقص شامل ناشاقولي و ناريسماني بوده و به طور قابل توجهي سبب كاهش مقاومت كمانشي و سختي اعضا ميشود. لذا در نظر گرفتن اين نواقص در تحليل پايداري و طراحي سازهها، به عنوان دو الگوي مهم نقص عضو ضروري است. هدف اين پژوهش، بررسي ظرفيت نهايي قابهاي فولادي با مقاطع متغير با در نظر گرفتن مستقيم اثرات نواقص هندسي اوليه است.
در ابتداي اين پژوهش، به برآورد قابليت نرمافزار آباكوس به جهت دقت در كسب نتايج و سادگي در مدلسازي پرداخته شده است. اين امر در نتيجهي صحت سنجي قابهاي فولادي با مقاطع متغير با استفاده از روش المان محدود طيفي در نرم افزار متمتيكا و SAP2000 حاصل شده است. اين قابليت سبب ميشود مدلسازي نواقص هندسي اعضا با استفاده از اين نرم افزار كه يكي از دقيقترين نرمافزارهاي المان محدود است، صورت گيرد. در اين پژوهش، مدلسازي نواقص هندسي اوليه با بهرهگيري از اتخاذ يك تركيب خطي از مدهاي كمانش مطابق با مرجع علمي شايان و همكاران در سال 2014 صورت گرفته است. در اين راستا ابتدا مقدمهاي در خصوص نرمافزار آباكوس و نحوهي مدلسازي در آن ارائه شده است. به منظور بررسي دقت روش مذكور و اطمينان از صحت نتايج، چندين قاب فولادي با مقاطع ثابت با نتايج حاصل از مرجع مذكور مورد صحتسنجي واقع شده است. سپس به مدلسازي نمونههاي متعددي از قابهاي فولادي با سطح مقطع متغير با استفاده از تحليل غيرخطي استاتيك ريكس پرداخته شده است. در نهايت انواع الگوهاي مختلف جهت اعمال نواقص هندسي با استفاده از رويكرد تركيب خطي مدهاي كمانش بر روي قابهاي مقطع متغير پياده سازي ميشوند. نتايج حاصل از اين روش با نتايج اعمال نواقص هندسي در آييننامههاي معتبر از جمله آييننامه ايران و AISC مقايسه شده است. با مقايسهي روشهاي مذكور ميتوان نتيجه گرفت اعمال نواقص هندسي اوليه با استفاده از تركيب خطي مدهاي كمانش، ارزيابي دقيقتري از ظرفيت نهايي قابهاي فولادي با مقاطع متغير نسبت به روش معرفي شده در آييننامه (روش NHF) در بر دارد. به عبارت ديگر، روشهاي مورد تاييد در آييننامههاي بينالمللي در برخي موارد در خلاف جهت اطمينان سازه را طراحي كرده و تا حدي غيرمحافظهكارانه محسوب ميشوند.
چكيده انگليسي :
Due to inevitability of initial geometric imperfections in the structure and necessity of considering them in direct analysis approach, determining the amount of geometric imperfections of the members is essential on the behavior and performance of the structure. These imperfections include out-of-plumb and out-of-straightness and significantly reduce the buckling resistance and stiffness of the members.Therefore, it is necessary to consider these imperfection in the analysis of stability and design of structures as two important patterns of member imperfections.
At the beginning of this research, the evaluation of capabilities of the Abaqus software for accuracy in obtaining results and simplicity in modeling has been specified. As a result, the verification of steel frames with variable sections using the spectral finite element method in Mathematica and SAP2000 software has been achieved. This capability leads to medeling of geometric imperfections of members using this software, which is one of the most accurate finite element software. In this research, the modeling of geometric imperfections of the members has been carried out by adopting a linear combination of buckling modes according to the scientific refrence of Shayan et al. in 2014. In this regard, firstly, an introduction about Abaqus software and its modeling method has been presented. To verify the accuracy of the mentioned method and ensure the correctness of the results, several steel frames with constant sections have been verified with the results of obtained from the mentioned refrence. Then, modeling of several steel frames with variable sections using Static Riks nonlinear analysis has been discussed. Finally, different types of patterns for applying geometric imperfections are implemented using a linear combination of buckling modes on variable section frames. The results of this method have been compared with the results of applying geometric imperfections in valid codes, including the American and Iranian codes. By comparing the mentioned methodes, it can be concluded that the modeling of initial geometric imperfections using the linear combinations of buckling modes is a more accurate evaluation. It includes the final capacity of steel frames with variable sections compared to the method introduced in the codes (NHF method). In other words, the methodes approved in international codes in some cases designs the structure contray to reliability and are considered non-conservative.
استاد راهنما :
بشير موحديان عطار
استاد داور :
سعيد صرامي , عبدالرضا عطائي