مدلسازی و بررسی رفتار ستون‏های مرکب با بست‎های موازی با در نظر گرفتن اثر برش در تعیین بار بحرانی آنها

چکیده ستونها در قاب‎های خمشی و هر سیستم سازه‎ای که تحت اثر بارهای فشاری است، وظیفه تحمل بارهای فشاری را بر عهده دارند. برای ساخت ستون‏ها معمولا از نیمرخ‎های فولادی استفاده می‏گردد. در بعضی شرایط نیز ستونها از ترکیب چند نیمرخ ساخته می‎شوند که در این صورت به آنها، ستون‎های مرکب می‎گویند. در طراحی ستون‏های تک، محاسبه‏ی بار بحرانی، براساس کمانش کلی آنها و با در نظر گرفتن تغییرشکل‎های کوچک و بدون در نظر گرفتن اثر برش امکان پذیر است. از حل معادله‏ی دیفرانسیل عضو کمانش یافته نیروی بحرانی براساس ضریب لاغری kl/r محاسبه می‏گردد، در تعیین ضریب لاغری فقط اثرات شرایط انتهایی ستون با ضریب k تعیین می‏گردد ولی تأثیر نادیده گرفتن اثر برش مقدار طول موثر kl را به صورت k´kl اصلاح می‏کند که مقدار k´ در ستون‏های بلند تک تقریبا یک، فرض می‏شود. اثر برش در ستون‏های مرکب در ضریب لاغری تأثیرگذار بوده و در آئین نامه‏های ایران و آمریکا مقدار آن قابل صرف نظر کردن نمی‎باشد. ولی تحقیقات اخیر سبب گردید که مقدار k´ از آئین نامه 1384 تا 1387 تغییر نماید در این پژوهش برای ستون‏های مرکب با بست‏های موازی، تعیین مقدار k´ با در نظر گرفتن مدلسازی عددی در برنامه‏ی abaqus امکان پذیر است پارامترهای موثر بر k´ مانند فاصله دو پروفیل، فواصل بست‏های موازی، مشخصات هندسی تک پروفیل، ابعاد بست‎های موازی و طول ستون‎های مرکب مورد ارزیابی قرار گرفته و دقت مقدار k´ پیشنهادی آئین نامه مورد بررسی قرار می‏گیرد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‏دهد که با افزایش ارتفاع ستون‎ها وفواصل پروفیل‎ها بار بحرانی کاهش یافته و ضریب k? کاهش می یابد، با افزایش ضخامت بست‏ها و اندازه پروفیل بار بحرانی افزایش یافته اما ضریب k? کاهش می یابد، با کاهش فاصله بست‎ها بار بحرانی افزایش و ضریب k? کاهش می‎یابد که در قالب رابطه‎ای ارائه شده است و نیز درصد بار برشی که ضریب ثابتی از مقدار نیروی محوری به اندازه 2 درصد از آئین نامه داده شده است یراساس نتایج این تحقیق درصد نیروی برشی حدود 2/5 درصد نیروی محوری پیشنهاد شده است.