نشریه علمی سازه و فولاد

نشریه علمی سازه و فولاد

تحلیل کمانشی قاب‌های فولادی دو بعدی با پیوندهای گوناگون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه عمران، دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده
در بیشتر قاب­‌های فولادی، پیوند میان عضوها را ساده یا سخت می‌­پندارند. در حالی که تمامی پیوندها در زیر بار، مقدار مشخصی نرمی از خود نشان می‌­دهند. در این مقاله، اثر نرمی پیوند در تحلیل کمانشی قاب­‌های فولادی دو بعدی بررسی می­‌گردد. در این راستا، با بهره‌جویی از ضریب‌گیرداری، اثر پیوندهای ساده، سخت، نیمه­‌سخت و خورجینی در تحلیل وارد می­‌شوند. همچنین، شیوه‌­ای برای تحلیل قاب­‌های خورجینی ارائه می­‌گردد. بر پایۀ فن پیشنهادی، تمامی رابطه­‌های تحلیلی قاب‌­های نیمه‌­سخت، قابل گسترش برای قاب‌های خورجینی می­‌باشند. باید افزود، درستی شیوۀ پیشنهادی با حل نمونه‌های عددی تأیید می­‌شود. به دنبال آن، ماتریس سختی عضو، با وارد نمودن اثرهای مرتبه دوم و نرمی پیوند، پیشنهاد خواهد شد. ویژگی اصلی این ماتریس، کلی بودن آن می‌­باشد. زیرا، توانایی الگوسازی یک عضو قابی با هر گونه پیوندی را دارد. همچنین، نسبت به ماتریس‌­های مشابه از دقت و کارایی بیشتری برخوردار است. بنابراین، با در اختیار داشتن ماتریس سختی عضوها می­توان ماتریس سختی قاب را برپا نمود. سپس، بار کمانشی قاب با تعیین مقدارهای ویژۀ این ماتریس به دست می‌­آید. سرانجام، حل چند نمونۀ عددی و مقایسۀ پاسخ آن­‌ها با نتیجه‌های دیگر پژوهشگران، درستی و دقت بیشتر این شیوه را تأیید می‌­کند. بررسی‌ها نشان می­‌دهند که پاسخ قاب‌­های خورجینی در این گونه تحلیل، نزدیک به قاب‌های نیمه ­سخت است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Buckling Analysis of Plane Steel Frames with Various Connections

چکیده English

The beam-to-column connections in most steel frames are assumed to be pinned or rigid. All structural connections have some specified values of flexibility under the loading. In this paper, the effect of flexibility of connections in buckling analyses of a plane steel frame is investigated. Accordingly, end-fixity factor used for taking into account the pinned, rigid, semi-rigid, and khorjini connections in the analyses. Furthermore, new technique for analysis of steel frames with khorjini joints is proposed. Based on the presented approach, all analytic equations of semi-rigid frames are developed for analysis of khorjin frames. In order to verify the presented method, several numerical examples are solved. Moreover, the stiffness matrix of a beam-column element, which can take into account the second-order effects and flexibility of connections, is derived. This matrix is very general and can be applied to a frame member with any type of connection. The new formula is more accurate and efficient than the corresponding matrices obtained by other authors. By assembling the stiffness matrix of frame and calculating the minimum positive eigenvalue of this matrix, buckling load of the frame is obtained. To demonstrate the validity and efficiency of proposed approach, several numerical examples are solved. Results show that the response of khorjini frame is close to the one with the semi-rigid joints. The buckling loads of the steel frame with khorjini connections are close to the one with the semi-rigid joints.

کلیدواژه‌ها English

Plane steel frames
Semi-rigid connection
Second-order effects
Buckling analysis
Khorjini connection

  • تاریخ دریافت 10 مرداد 1403
  • تاریخ اولین انتشار 10 مرداد 1403
  • تاریخ انتشار 01 مرداد 1393