تحلیل پایداری تیرهای مایل با مقطع فولادی سرد نورد شده تحت خمش و نیروی محوری متغیر
چکیده
امروزه استفاده از مقاطع فولادی سرد نورد شده در تیرهای مایل به عنوان اعضای سازه‌ای ثانویه که رابطی میان پوشش سقف و دیوارهای باربر هستند، رواج یافته است. پوشش سقف به عنوان تکیهگاهی الاستیک برای تیر محسوب میشود. نیروهای ثقلی وارد بر تیرهای مایل به دو مولفه قائم بر امتداد تیر و موازی با امتداد تیر قابل تجزیه هستند. اعضای تحت این نوع بارگذاری را می‌توان به عنوان تیرستونهای با نیروی محوری متغیر محسوب کرد. تاکنون جهت طراحی این اعضا یا از اثر نیروی محوری صرفنظر میشد یا حداکثر نیروی محوری متغیر به عنوان نیروی محوری ثابت معادل لحاظ میشد. نتیجه این روش طراحی میتواند غیرایمن یا غیراقتصادی باشد. در این پایان‌نامه پایداری تیرهای مایل تحت بارهای ثقلی با تکیه‌گاه الاستیک در برابر کمانش جانبی-پیچشی و کمانش اعوجاجی بررسی شده است. جهت بررسی پایداری تیر مایل تحت نیروهای ثقلی از روش انرژی و کار مجازی استفاده شد. به این ترتیب معادلات ریاضی حاکم بر پایداری عضو بدست آمد. با استفاده از این معادلات بار کمانش جانبی-پیچشی و کمانش اعوجاجی عضو حاصل شد. حل معادلات برای چند نمونه تیر مایل نشان داد که افزایش شیب عضو تا 45 درجه بار کمانش جانبی-پیچشی را برای نمونههای بررسی شده تا 12% و بار کمانش اعوجاجی را برای نمونههای موردنظر تا 43% کاهش میدهد. در رابطه با کمانش جانبی-پیچشی اثر مهاربندی جزئی بر پایداری عضو بررسی شد و مشاهده شد بین نتایج بدست آمده از تحلیل پایداری تیر مایل در حالت مهاربندی جانبی جزئی نسبت به حالت مهاربندی جانبی کامل در برخی موارد اختلاف وجود دارد.در رابطه با کمانش اعوجاجی نیز اثر اتصال پانل بر بار بحرانی تیر بررسی شد. در مطالعه موارد خاص مشاهده شد که با اتصال پانلی با ضخامت معمول بار کمانش اعوجاجی تیر تا دو برابر افزایش یافت.