بررسی آزمایشگاهی تأثیر نسبت بار محوری به لنگر در رفتار کمانشی و فرا کمانشی قاب با ناکاملی هندسی اولیه و تنش پسماند

طراحی بهینه و استفاده از مصالحی که نسبت وزن به مقاومت بالایی دارند (نظیر فولاد) منجر به کاربرد اعضای لاغر شده است. رفتار اعضای لاغر به شکل اساسی ناشی از غیر خطی های هندسی و مصالح است. غیر خطی های هندسی شامل اثرات مرتبه دوم ناشی از p-? (انحناء اولیه عضو) و p-? (نا شاقولی عضو) می باشد. همچنین نوع دیگری از ناکاملی ها، ناکاملی مصالح ستون می باشد که ممکن است ناشی از تغییرات تنش تسلیم فولاد باشد. تغییرات در مقاومت تسلیم فولاد متأثر از خواص شیمیایی فولاد و نحوه غلتک کاری آن در فرآیند ساخت است. با توسعه روزافزون نرم افزارهای المان محدود، محققین بسیاری با استفاده از روش های آنالیز پیشرفته دست به صحت سنجی و بهینه سازی روابط آیین نامه های طراحی سازه های فولادی زده اند. تمایل به کمانش در تیر ستون ها در قاب های فولادی، با عواملی نظیر نوع تکیه گاه های آن، خروج از مرکزیت بار وارده، عدم تجانس ماده ستون، نقص اولیه ستون و مخصوصاً تنش های پسماند در نیمرخ ستون مرتبط است. به دلیل سرد شدگی غیر یکنواخت مقاطع فولادی حین ساخت، تنش هایی خود متعادل در مقاطع تولید میشود که اصطلاحاً به آن ها تنش های پسماند میگویند. تحقیقات نشان داده است که وجود تنش های پسماند و توزیع آن ها عامل بسیار مهمی در استحکام ستون های فولادی با بار محوری است. در تحقیق پیش رو با استفاده از نرم افزار المان محدود abaqus چهار مدل معروف توزیع تنش پسماند برای مقاطع i شکل استاندارد مدل سازی شده اند. در این پایان نامه 4 نمونه قاب فولادی از مقاطع i شکل طراحی و ساخته شده و در آزمایشگاه سازه دانشگاه ارومیه تست شده است. سپس تحت دو حالت بارگذاری شامل بار متمرکز و زوج بار متمرکز، به منظور دستیابی به نسبت لنگر خمشی به بار محوری متفاوت نمودار نیرو- جابجایی برای هر نمونه رسم شده است. لازم به ذکر است که از تغییر شکل جانبی قاب در حین بارگذاری جلوگیری بعمل آمده است. در ادامه با استفاده از نرم افزار المان محدود abaqus برای تمامی نمونه ها در حضور ناکاملی های هندسی و مصالح مخصوصاً تنش پسماند مدل سازی شده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. در نهایت نتایج حاصل از آزمایش و نرم افزار المان محدود مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته است.