نشریه علمی سازه و فولاد

نشریه علمی سازه و فولاد

تحلیل کشسان مرتبه دوم و پایداری قاب‌های فولادی دو بعدی با پیوندهای نیمه‌سخت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استاد دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه فردوسی مشهد
2 دانشجوی دکتری سازه، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد
10.22034/jss.2025.238230
چکیده
پیوند تیرها به ستون‌ها در قاب‌های فولادی، ساده و یا سخت پنداشته می‌شود. استفاده از الگوی پیوند سخت یا ساده، هر چند گام‌های تحلیل و طراحی را آسان می‌کند، ولی رفتار واقعی سازه را به دست نمی‌دهد. زیرا آزمایش‌ها نشان می‌دهد که سختی پیوندها زیر بار مقداری مشخصی نرمی از خود نشان می‌دهند. بنابراین باید از شیوه‌ای برای تحلیل بهره جست که به واقعیت نزدیک باشد و نرمی پیوندها را به کار گیرد. در این مقاله ماتریس سختی روی کشسان جزء تیر–ستون دارای پیوندهای نیمه‌سخت زیر اثر نیروهای محوری و بار گسترده خطی به دست آورده می‌شود. سپس به تحلیل کشسان مرتبه دوم و پایداری قاب‌های فولادی دو بعدی پرداخته می‌شود. ماتریس سختی پیشنهادی بسیار کلی بوده و می‌تواند برای هر نوع پیوندی به کار رود. افزون بر این، این روش نسبت به روش‌های دیگر از نظر دقت و کارآیی برتری دارد. همچنین این روش تنها از یک جزء برای هر عضو استفاده می‌کند و برای اعضای کششی و فشاری تنها یک فرمول‌بندی ارائه می‌دهد. منحنی بار–تغییرمکان و مقادیر عددی به‌دست آمده از روش پیشنهادی با نتایج دیگر پژوهشگران مقایسه می‌شود. اثر نرمی پیوند بر مسیر تعادل و بار کمانش نیز بررسی می‌گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Second-Order Elastic and Stability Analysis of Plane Steel Frames with Semirigid Connections

نویسندگان English

Mohammad Rezaiee-Pajand 1
Mohsen Bambaeechee 2
چکیده English

The beam-to-column connections in steel frames are assumed to be either pinned or rigid. Using pinned or rigid connections simplify the analysis, but they can not present the real behavior of the structure. Because, the experiments have shown that the connections under the loads will have some flexibility. Therefore, the connection flexibility should be included in the frame analysis. In this paper, the elastic secant stiffness matrix of a beam-column element with semi rigid connection under axial force, end moments and transverse distributed loads are derived. Second-order elastic and stability analysis of two-dimensional steel frames are carried out, afterward. The proposed stiffness matrix is very general and can be applied to a frame member with any type of connection. Furthermore, it is more accurate and efficient than the corresponding matrices obtained by other authors. In addition, this method uses only one element for each member and presents a single formulation for both tensile and compressive members in the analysis. Load-deflection curve and numerical values obtained by the suggested technique are compared with those found by other investigators. The effect of the connection flexibility on the equilibrium path and the stability load are also discussed.

کلیدواژه‌ها English

Plane Steel Frames
Elastic Analysis
Stability Analysis
Semi Rigid Connections
Second-Order Effects