تحلیل مد کمانشی و تنش حد کمانشی اعضای تیرستون فولادی جعبه‌ای تحت برهمکنش نیروی محوری فشاری-لنگر خمشی

Abstract

تیر-ستون‌ها تحت اثر توام خمش و فشار هستند، با توجه به این‌که کمانش در این اعضا در یکی از اشکال جانبی، پیچشی و پیچشی-جانبی رخ می‌دهد، نسبت لنگر خمشی و نیروی محوری فشاری تاثیر چشم‌گیری بر رفتار کمانشی می‌گذارد. در این پژوهش عملکرد تیر-ستون‌های جعبه‌ای جدار نازک بسته فولادی، با مقاطع جعبه‌ای تحت شرایط بارگذاری مختلف، ‌بار متمرکز در وسط دهانه و بار گسترده خطی با روش اجزای محدود و با شرایط تکیه‌گاهی دو سر مفصل در محدوده رفتار رتجاعی مورد بررسی قرار گرفته است. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، به علت بزرگ بودن لنگر حد کمانشی از لنگر حد تسلیم برای مقاطع جعبه‌ای تحت خمش، هیچ نوع کمانش کلی را قابل وقوع نمی‌داند، البته به احتمال وقوع کمانش پیچشی-جانبی در محدوده تغییر شکل‌های فرا ارتجاعی برای تیرهای لرزه‌ای اشاره می‌کند. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد در حضور بارهای خمشی، مد کمانشی مقاطع مورد مطالعه از کمانش جانبی به پیچشی-جانبی تغییر می‌کند و هرچه نسبت بارهای خمشی به بارهای محوری بیشتر شود تغییر شکل‌های پیچشی بیشتر خواهد شد. اما در حضور بارهای خمشی در صفحه کمانش، مد کمانشی مقاطع در مقدار مشخصی از بار خمشی، از کمانش کلی به کمانش موضعی تغییر خواهد کرد. در مقایسه بین سه بارگذاری ، کمترین نسبت M/P که منجر به وقوع کمانش کلی می‌شود مربوط به بارگسترده یکنواخت است. با انتخاب شرایط مناسب تکیه‌گاهی به لحاظ تقید دوران حول هر یک از محورهای عضو و شکل مناسب مقطع جعبه‌ای می‌توان مقاومت عضو تحت اندرکنش بار محوری فشاری-لنگر خمشی بهبود بخشید.