نشریه علمی سازه و فولاد

نشریه علمی سازه و فولاد

اثر نقص انحنای نخستین بر رفتار کمانش مرتبه دوم قاب‌های دو بعدی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استاد دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه فردوسی مشهد
2 کارشناس ارشد مهندسی سازه، دانشکده مهندسی،‌ دانشگاه فردوسی مشهد
10.22034/jss.2008.236506
چکیده
به طور معمول، نقص‌های هندسی در فرایند ساخت و نصب اعضای سازه به وجود می‌آید. نقص انحنای نخستین با شکل‌دهی عضو یکی از رایج‌ترین آن‌هاست. در این مقاله، ماتریس سختی مماسی کمانش جزء تیر–ستون دارای نقص انحنای نخستین، زیر اثر نیروهای گرهی و بارهای میانی گسترده و متمرکز، به دست می‌آید و در تحلیل مرتبه دوم قاب‌ها به کار می‌رود. شیوه پیشنهادی، تابع جدیدی برای نقص انحنای نخستین پیشنهاد می‌کند و آن را به طور مستقیم در ماتریس سختی جزء وارد می‌سازد. همچنین، برای الگوسازی هر عضو سازه تنها یک جزء به کار می‌رود و روابط آن برای اعضای فشاری و کششی یکسان است. نمودار بار–تغییرمکان روش پیشنهادی با پاسخ‌های سایر پژوهشگران مقایسه می‌شود و اثر نقص انحنای نخستین بر مسیر ایستایی مرتبه دوم قاب‌ها بررسی می‌گردد. نتایج نشان می‌دهد اگر اثر P–Δ مرتبه دوم در پایداری قاب تعیین‌کننده باشد، اهمیت نقص شکل‌دهی اعضا کمتر می‌شود. از سوی دیگر، هنگامی که اثر مرتبه دوم P–δ نقش بیشتری در پایداری سازه دارد، این نقص می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر رفتار سازه بگذارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effect of Initial Out-of-Straightness Imperfection on Second-Order Elastic Behavior of Planar Frames

نویسندگان English

Mohaamad Rezaiee Pajand 1
Ehsan Mohtashami 2
1 Professor at the Department of Civil Engineering, Ferdowsi University of Mashhad
چکیده English

Geometrical imperfections usually occur during fabrication and erection. Initial out-of-straightness is one of the most common types of these flaws. In this paper, the elastic tangent stiffness matrix of an initially curved beam-column element subjected to nodal forces and transverse member loads is derived. Second-order analysis of planar frames is carried out afterwards. The proposed method introduces a new function for explicit modeling of out-of-straightness imperfection and incorporates it directly into the element's stiffness matrix. In addition, the proposed technique uses only one element for each member and presents a single formulation for both tensile and compressive members. The obtained load-deflection curve is compared with those predicted by other methods and the effect of initial out-of-straightness imperfection is also discussed. Results of numerical examples indicate that initial out-of-straightness imperfection is less important if the stability of frame is controlled by second-order P-Δ effect. On the other hand, it can have a considerable effect on the behavior of structure when second-order P-Δ effect is dominant.

کلیدواژه‌ها English

Planar Frame
Nonlinear Analysis
Initial Out-of-Straightness Imperfection
Second-Order Effects
Transverse Member Loads