بررسی لغزش گرهی نبشی های دوتایی در برج‌های مشبک توربین بادی با استفاده از روش اجزای محدود

Abstract

با توجه به افزایش سرعت متوسط باد در جهان و کاهش و آلودگی سوخت‌های فسیلی، استفاده از توربین‌های بادی که در سازه‌های دارای انرژی‌های نو و تجدید پذیر طبقه‌بندی می‌شوند، بسیار مقرون‌به‌صرفه خواهد بود. برج‌های توربین بادی می‌توانند به‌صورت بتنی، فولادی و یا چند ماده‌ای اجرا شوند که در این میان، برج‌های مشبک فولادی می‌توانند سبب کاهش 30 درصدی هزینه‌ی ساخت سازه‌ی توربین بادی شوند و بنابراین مدلی کامل و درست جهت تحلیل این نوع سازه‌ها بسیار مهم و ازنظر اقتصادی قابل‌توجه خواهد بود. برج‌های مشبک توربین بادی عموماً با اتصالات پیچی ساخته و اجرا می‌شوند و به علل اجرایی، سوراخ پیچ از قطر پیچ بزرگ‌تر و همین سبب ایجاد لغزش گرهی می‌شود. لغزش گرهی سبب افزایش تغییر مکان برج‌های مشبک شده و عدم در نظر گرفتن آن سبب انهدام برج و فرض ضریب اطمینان سبب غیراقتصادی شدن آن خواهد شد. در این نوع سازه‌ها، غالباً سازه از نبشی ساخته‌شده و نبشی‌های تک در اعضای ضربدری و مهاربندی و نبشی‌های دوتایی بیشتر در پایه‌های برج‌های مشبک به‌کاربرده می‌شوند. با این توضیح، در این مطالعه 3 نمونه با مقطع نبشی تک برای صحت‌سنجی و 4 نمونه با مقطع نبشی دوتایی در نرم‌افزار Abaqus مدل و منحنی نیرو-تغییرمکان این نمونه‌ها تحت بارهای رفت و برگشتی به دست آورده شد. در این پژوهش داده‌های موجود در لغزش گرهی اتصالات پیچی را که شامل نبشی‌هایی با بال‌های برابر است، توسعه بخشیده و نمودار نیرو-تغییرمکان اتصالات مختلف را ارائه و بر اساس آن، نسبت میرایی (ζ) آن‌ها را محاسبه و اثربخشی هر متغیر بر لغزش گرهی در نبشی‌های دوتایی بیان می‌شود. این پژوهش، برای طراحی سازه‌های مشبک توربین بادی مفید و در آن، رفتار سازه را به‌صورت دقیق‌تر در اختیار طراح قرار می‌دهد.