مطالعه رفتار چرخه ای ستون های مشبک با بستهای افقی و مایل و ارائه المان جایگزین

ساخت ستون‌های مشبک یکی از روش‌هایی است که در هنگام نیاز به مقاطع بزرگتر برای حمل نیروهای وارده و عدم وجود پروفیل ساختمانی مناسب از آن استفاده می‌شود. در این روش دو پروفیل ساختمانی توسط بست های افقی یا مورب به یکدیگر متصل شده و تشکیل یک پروفیل واحد را می‌دهند. در این مقاله رفتار جانبی ستون‌های مشبک با بست افقی و مورب با استفاده از مدل-سازی اجزاء محدود مورد بررسی قرار می‌گیرد. سپس با بارگذاری در دو حالت یکطرفه و چرخه‌ای، پارامترهای رفتاری غیرخطی ستون شامل سختی جانبی در نواحی ارتجاعی و خمیری، برش تسلیم و سطح منحنی‌های هیسترزیس محاسبه می‌گردد. افزایش بار محوری تا حدود 20 درصد ظرفیت ستون سختی، مقاومت، و ظرفیت جذب انرژی را به میزان قابل ملاحظه کاهش می‌دهد و پس از آن نرخ افت این پارامترها کاهش می‌یابد. ستون‌های دارای بست مورب به دلیل یکپارچگی بیشتر ناشی از عملکرد خرپایی بست‌ها به خصوص در سربارهای محوری زیاد عملکرد بهتری نسبت به ستون مشبک دارای بست موازی از خود نشان می‌دهند. با توجه به نتایج بدست آمده از مدل‌های غیرخطی اجزاء محدود، یک سوپر المان که توانایی مدل کردن رفتار این نوع ستون‌ها را با عضوی یکپارچه با رفتار مشابه دارا می‌باشد، معرفی می‌شود. این سوپر المان که با جایگزین کردن یک المان با تعداد درجات آزادی محدود به جای مدل اجزاء محدود با تعداد المان‌ها و درجات آزادی زیاد بدست می‌آید، سرعت انجام محاسبات را افزایش داده و قابلیت درنظر گرفتن تغییرشکل‌های برشی بست‌های افقی و مورب در مدل‌های کلی را ایجاد می‌کند.