الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۶۸
کد مقاله
CVL68
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
پاسخ دینامیکی تیرهای فولادی با اتصالات نیمه گیردار
نام انگلیسی
Dynamic Response of Steel Beams with Semi-rigid Connections
Steel beams, Semi-rigid, Dynamic response, Fundamental frequency, Spring stiffness
مرجع به فارسی
پی اس جوانا – عضو دانشکده مهندسی عمران – دانشگاه مهندسی پادور – هندوستان
پروفسور جی ام سامویل کینگ – مدیر گروه دانشکده مهندسی عمران – دانشگاه آنا – چنای – هندوستان
مرجع به انگلیسی
Department of Civil Engineering, Hindustan College of Engineering
کشور
هندوستان
پاسخ دینامیکی تیرهای فولادی با اتصالات نیمه گیردار
چکیده
این مقاله پاسخ دینامیکی تیرهای فولادی با اتصالات نیمه گیردار را ارائه می دهد. از آنجا که در عمل، بیشتر اتصالات تیر به ستون اجرا شده ماهیت نیمه گیرداری دارند و دارای یک انعطاف پذیری مشحص می باشند، درنظر گرفتن تاثیر سختی گره در بررسی دقیق رفتار دینامیکی تیر های فولادی، ضروری می باشد. صرفنظر نمودن از نیمه گیرداری اتصال، سبب می شود که یک سختی غیرواقعی برای تیر ها، بدست آید که در نتیجه آن، دوره تناوب اصلی کوتاهتر می شود که آن نیز به نوبه خود منجر به خطاهای قابل ملاحظه ای در ارزیابی بارهای دینامیکی می گردد. مثال هایی جهت نشان دادن این مسئله که چگونه سختی اتصال بر بسامد زاویه ای اصلی ، تغییر مکان و گشتاور های خمشی تیر، تاثیر می گذارد، ارائه شده است. منحنی های نرمالیز شده بسامد زاویه ای اصلی و تغییرمکان ها برای تسهیل ارزیابی سریع خطاهای موجود، ارائه شده اند. باتوجه به بررسی تیرها ، مشاهده می شود که انعطاف پذیری گره می تواند به شکلی مفید در جذب اثرات اینرسی و درعین حال، مقاومت در برابر بارهای دینامیکی ناگهانی وارده به یک سیستم طراحی شده برای بارهای استاتیکی معمولی، بکار گرفته شود.
کلید واژه ها : تیرهای فولادی؛ نیمه گیردار؛ پاسخ دینامکی؛ بسامد زاویه ای اصلی ؛ سختی فنری.
پاسخ دینامیکی تیرهای فولادی با اتصالات نیمه گیردار
مقدمه
دقت و قابل اعتماد بودن یک تحلیل، تاحد بسیار بالایی به مشابهت مدل ارائه شده نسبت به سازه واقعی، وابسته می باشد. یکی از عوامل عمده در یک مدلسازی دقیق برای سازه های فولادی، شبیه سازی رفتار اتصال تحت بار های دینامیکی است. یکی از فرض های اصلی در تحلیل های متداول برای سازه های اسکلت فولادی، این است که گره یا کاملا گیردار باشد یا کاملا مفصلی. به هر حال در سازه های واقعی، اتصالات به صورت گیردار کامل یا مفصل کامل رفتار نمی کنند. در حقیقت، گره ها نیمه گیردار هستند و یک درجه معین محدودیت دورانی دارند. انعطاف پذیری اتصال بر روی بسامد زاویه ای اصلی ، توزیع نیرو و تغییرشکل تیرها تاثیر گذار است و باید حتما در تحلیل دینامیکی سازه محاسبه گردد.
به رغم تلاش های گسترده انجام گرفته بر روی تحلیل استاتیکی قاب های فولادی نیمه گیردار، ت محققان بسیار کمی بر روی تحلیل دینامیکی کار کرده اند. کولوسون[۱] مدل ریاضی برای تحلیل دقیق قاب ها با اتصالات غیرخطی نیمه گیردار را ارائه داد. دهیلون و مالی[۲] ، قاب ها با اتصالات نیمه گیردار را تحت اثر بارگذاری های استاتیکی تحلیل کردند. روش تحلیل و طراحی کامپیوتری برای طراحی قاب ها فولادی نیمه گیردار تحت اثر بارگذاری های استاتیکی، ارائه شد. چوی و چان[۳] پاسخ گذرای قاب های فولادی خمشی با اتصالات انعطاف پذیر را بررسی کردند. یک روش خوب برای تحلیل غیر خطی هندسی قاب های فولادی با اتصالات هیستریک تحت بار های دینامیکی ارائه شد. گوتو و میتاشیتا[۴] یک سیستم طبقه بندی برای اتصالات تیر به ستون را بر حسب مرز بین اتصالات گیردار و نیمه گیردار، ارائه کردند.
این مقاله یک بررسی از خصوصیات دینامیکی تیر های با اتصالات نیمه گیردار را ارائه می کند. اتصالات نیمه گیردار به وسیله فنر های دورانی، مدلسازی شده اند. ضرایب جرم مطابق با مختصات گره ای المان تیر و به روشی مشابه با روش تعیین ضرایب سختی المان ها ارزیابی شده اند. سپس برای تعیین تغییر مکان ها و گشتاور های خمشی المان با اتصالات نیمه گیردار در دو انتهایش، تحلیل مودال انجام گرفته است. یک بررسی عددی جهت تحقیق اثرات سختی اتصال بر روی بسامد های زاویه ای اصلی ، تغییر مکان ها و گشتاور های خمشی برای یک تیر گیردار و تیر چند دهنه انجام گرفته است. منحنی های نرمالیزه شده بسامد زاویه ای اصلی و تغییر مکان ها برای اتصالات نیمه گیردار متقارن و نامتقارن ارائه شده اند.
پاسخ دینامیکی تیرهای فولادی با اتصالات نیمه گیردار
بسامد زاویه ای اصلی تیـر با اتصالات نیمه گیردار
مدل سازی اتصالات
اتصالات به عنوان یک واسط میانی عمل می کنند که نیروها را از یک عضو سازه ای به عضو دیگر منتقل می نماید. اساسی ترین نیرویی که به واسطه اتصالات منتقل می گردد، گشتاور است که منجر به تغییر شکل دورانی می شود. اتصالات نیمه گیردار می توانند به صورتی ایده آل با استفاده از فنر های دورانی، مدلسازی شوند. مقدار سختی فنر دورانی، K مشخص نمی شود مگر اینکه گره به صورت انعطاف پذیر یا به صورت گیردار رفتار کند. به بیان دقیق تر، این نسبت بین سختی فنر، K به سختی خمشی عضو EI/L (E ثابت یانگ، I گشتاور اینرسی و L طول تیر) می باشد که تعیین کننده نوع رفتاری است که بروز می کند. این نسبت معمولا سختی گره نامیده می شود و با عبارت K / (EI/L)نمایش داده می شود.
فرمول بندی ماتریس سختی و ماتریس جرم برای اتصال نیمه گیردار
ماتریس سختی برای المان تیر نیمه گیردار با درنظر گرفتن فنر های دورانی محاسبه می شود. برای المان تیر نشان داده شده در شکل ۱، دوران نسبی فنر ها θra و θrb به صورت θra = Ma / Ka و θrb = Mb / Kb به سختی فنر ها یعنی Ka و Kb مرتبط می گردند.
ماتریس سختی اصلاح شده با جایگذاری دوران گره یعنی θa و θb به ترتیب با (θa – θra) و (θb – θrb) بدست می آید:
از معادله (۱) ماتریس سختی عضو برای المان تیر نیمه گیردار حاصل می شود. دهیلون و مالی[۲] ماتریس سختی را به صورت زیر فرمول بندی کردند :
در این تحقیق، ماتریس جرم سازگار بر پایه شکل تغییر یافته تیر با درنظر گرفتن نیمه گیرداری اتصالات، بدست آمده است. وقتی که یک تغییر مکان واحد به انتهای A از تیر نشان داده شده در شکل ۱، اعمال گردد، ضرایب سختی متناظر عبارت اند از K11 ، K21 ، K31 ، K41 و از معادله (۲) بدست آیند. معادله انحنای تغییر شکل یافته u1(x) را می توان به صورت زیر نوشت:
مقدار ثابت های C1 و C2 از شرایط مرزی تیر با اتصال نیمه گیردار بدست می آیند. معادله انحناهای تغییرشکل یافته u2(x) ، u3(x) ، u4(x) را می توان به ترتیب با اعمال دوران واحد در انتهای A و اعمال تغییر مکان واحد و دوران واحد در انتهای B بدست آورد. معادلات انحناهای تغییر شکل یافته را می توان به صورت مستقیم در فرمول بندی ماتریس جرم بکار برد :
پاسخ دینامیکی تیرهای فولادی با اتصالات نیمه گیردار
بسامد زاویه ای اصلی تیر با اتصال نیمه گیردار
بسامد زاویه ای اصلی تیری با دهانه ۴ متر برای سختی های مختلف اتصالات تیر بدست آمده و در شکل ۲ نمایش داده شده است. تیر از شرایط انتهای گیردار تا انتهای مفصلی برای دو حالت زیر تحلیل شده است:
حالت ۱: مقدار سختی دو انتهای تیر با هم برابر می باشد (Ka = Kb)؛
حالت ۲: فقط یکی از دو انتهای تیر اجازه دوران داشته و انتهای دیگر آن صلب است (بینهایت Kb = )؛
مشاهده می شود که اگر سختی فنر کمتر از Nm/radian105 باشد (به عبارت دیگر در حالتی که گره های کاملا انعطاف پذیر هستند) بسامد زاویه ای اصلی تیر ثابت می ماند. با بیشتر شدن سختی فنر از مقدار Nm/radian105، بسامد زاویه ای اصلی به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش یافته و زمانی که سختی از Nm/radian109 بیشتر شد (به عبارت دیگر گره های گیردار کامل)، مقدار بسامد زاویه ای اصلی ثابت می ماند.
پاسخ دینامیکی تیرهای فولادی با اتصالات نیمه گیردار
پاسخ دینامیکی تیر با اتصال نیمه گیردار
تیر دو سر گیردار
پیشتر، پاسخ دینامیکی یک تیر با سختی های مختلف اتصال ، بحث شد. در اینجا، همان تیر را درنظرگرفته و در وسط دهانه، یک بار متمرکز آنی با مقدار kN2 و با زمان تناوب (t/T = 0.6) اعمال شده است که در آن T زمان تناوب اصلی تیر می باشد. میزان تغییرات تغییرمکان برای مود اول ارتعاش، به مقدار سختی فنر وابسته بوده و در شکل ۴ نشان داده شده است.
پاسخ دینامیکی تیرهای فولادی با اتصالات نیمه گیردار
تیر چند دهانه
برای تیر دو دهانه نشان داده شده در شکل ۶ ، مسئله با دو حالت گیردار بودن و نیمه گیردار بودن اتصالات دو انتهای تیر، بررسی شده است. بار متمرکز آنی با مقدار kN30 و kN20 و با دوره تناوب(t/T = 0.6) به ترتیب در وسط دهانه تیر AB و تیر BC اعمال شده است، در شکل های ۶(b) و ۶(c) نمودار گشتاور خمشی متناظر برای مود اول ارتعاش، به ترتیب برای تیر گیردار و تیر نیمه گیردار با مقدار سختی فنری ۱e6Nm/radian یا (۱*۱۰۶Nm/radian) در دو انتهای تیر نشان داده شده است. می توان مشاهده نمود که نیمه گیرداری اتصال، منجر به یک کاهش قابل ملاحظه در مقدار گشتاور خمشی می شود. گشتاور خمشی طراحی از مقدار ۴۲٫۷kNm برای حالت گیردار به مقدار ۳۶٫۷kNm کاهش می یابد که کاهشی در حدود ۱۵% می باشد.
پاسخ دینامیکی تیرهای فولادی با اتصالات نیمه گیردار
نتیجه گیری
نقش انعطاف پذیری گره ها در تیر ها بررسی شد و سازه هایی با فرض اتصالات گیردار، بار دیگر به صورت دینامیکی و با نیمه گیردار بودن اتصالات، تحلیل شدند و نتایج حاصله ، به تفصیل شرح داده شدند.
برای مدلسازی شرایط محدودیت نیمه گیرداری در اسکلت سازه های فولادی، می توان از فنر های دورانی استفاده نمود. مشخص شد که سختی اتصال به مقدار قابل ملاحظه ای بر روی پاسخ دینامیکی سازه، تاثیر گذار است. بررسی پارامتری که در این مقاله ارائه شد، شدت خطاهای حاصله را وقتی که در تحلیل های دینامیکی تیرها، فرض گیرداری برای اتصالات اتخاذ شود، مشخص می کند. وقتی که سختی گره کمتر از ۱٫۰ باشد، تیر به صورت مفصلی رفتار می کند و وقتی که سختی گره بیشتر از ۱۰۰ باشد، تیر به صورت گیردار رفتار می کند. برای مقادیر سختی اتصال بین این حدود، به طور سودمندتر، ممکن است اتصال به صورت نیمه گیردار مدل شود. منحنی های ارائه شده برای دوره تناوب اصلی نرمالیزه شده و تغییر مکان نرمالیزه شده، ارزیابی سریع خطاهای موجود را تسهیل می بخشد و این امکان را به مهندسان اجرایی می دهد که تشخیص دهند در کدام حالت، مقدار این خطاها بزرگ بوده و قابل ملاحظه می باشد. نیمه گیرداری در اتصالات، یک اثر مفید را بر گشتاور خمشی تیر تحت بارگذاری دینامیکی دارد که در آن گشتاور خمشی طراحی در حالت اتصالات نیمه گیردار، نسبت به اتصالات گیردار کاهش می یابد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
