در مقاله حاضر با استفاده از روش تحلیلی به مطالعه رفتار پایداری ستونهای ترک دار مجهز به وصله های پیزوالکتریک پرداخته می شود. جهت قطبیدگی وصله های پیزوالکتریک به گونه ای انتخاب شده اند که باعث ایجاد نیروی محوری در ستون می شوند. ترک با استفاده از فنر پیچشی مدل شده است که دو قسمت سالم ستون را در محل ترک به هم متصل می سازد. پس از اعمال شرایط مرزی و بین مرزی در محل ترک و نواحی انتهایی وصله های پیزوالکتریک، معادله مشخصه حاکم بر رفتار کمانش ستون های ترک دار استخراج گردیده است. تاثیر پارامترهای موثر بر بار کمانش اول و دوم ستون از قبیل پارامترهای ترک (موقعیت و عمق ترک) و همچنین موقعیت و طول وصله های پیزوالکتریک و ولتاژ اعمالی با استفاده از نمودارهای مناسب مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که وجود ترک باعث کاهش قابل ملاحظه ای در ظرفیت کمانش ستون می شود. میزان این کاهش به موقعیت و عمق ترک بستگی دارد. با تعیین موقعیت و طول مناسب وصله های پیزوالکتریک، می توان باعث بهبود ظرفیت کمانش تیر ترک دار شد. لزوما بهترین موقعیت وصله پیزوالکرتیک متناظر با محل ترک نمی باشد و باید با توجه به شرایط مرزی تیر و محل ترک تعیین شود. نتایج نشان می دهد اثر اعمال ولتاژ مثبت بر ظرفیت کمانش مود دوم و مود اول متفاوت است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در سال های گذشته مطالعه ورق های جدار نازک مسطح و انواع مسائل مربوط به آن مورد توجه بوده و این در حالیست که مطالعات منسجمی در رابطه با فرمول بندی رفتار ورق های خمیده وجود ندارد. بنابراین با توجه به رشد روزافزون استفاده از پانل های خمیده در زمینه های مختلف، در این تحقیق، اثر سختی پیچشی، خمشی و محوری اعضای پیرامونی بر روی رفتار کمانش برشی و پس کمانشی پانل های فولادی برشی خمیده با استفاده از نرم افزار ABAQUS و روش Riks بررسی شده است. بر طبق نتایج بدست آمده، سختی خمشی و محوری تاثیری بر افزایش مقاومت کمانشی پانل ها ندارند درحالیکه سختی پیچشی بر مقاومت کمانشی الاستیک پانل ها موثر است. رفتار غیرخطی پانل ها تابع نسبت سختی اعضای پیرامونی به سختی پانل است. سختی اعضای پیرامونی بر ظرفیت پس از کمانش و روند گسترش تنش های اصلی پانل ها تاثیر ندارند.

با توجه به اینکه کشورمان در یکی از مناطق لرزه خیز جهان واقع شده است، همواره احتمال رخداد زلزله های قدرتمند در مناطق مختلف آن دور از انتظار نیست. طی سالیان گذشته محققین سیستم های مختلفی جهت جذب و اتلاف انرژی زلزله در سازه ها پیشنهاد داده اند که در این راستا مهاربندهای کمانش تاب مورد توجه مهندسین بوده است. هدف این تحقیق بررسی رفتار تیر پیوند کوتاه در قاب های فولادی با مهاربندهای کمانش پذیر و کمانش تاب می باشد. بدین منظور سه سازه ی، 3، 6 و 9 طبقه با مهاربندهای کمانش پذیر و کمانش تاب بر اساس آیین نامه های معتبر طراحی و کلیه ضوابط لرزه ای نیز کنترل شده است. در ادامه قاب دو بعدی کناری آن ها با مهاربندهای واگرا در نرم افزار SeismoStruct 2016 مدل شده است. به منظور بررسی رفتار تیر پیوند از تحلیل های استاتیکی غیر خطی و تاریخچه زمانی تحت 3 زلزله دور از گسل و خاک نوع 2 استفاده شده است. در ادامه نتایج نیروی برشی و لنگر خمشی تیر پیوند و منحنی های تحلیل های استاتیکی غیر خطی قاب ها در دو حالت با مهاربندهای کمانش پذیر و کمانش تاب مقایسه شده است. نتایج تحلیل استاتیکی غیر خطی نشان می دهد لنگر و برش در تیر پیوند با مهاربندهای کمانش تاب می تواند بترتیب تا 38 و 50 درصد بیش از قاب با مهاربندهای کمانش پذیر می باشد. تحلیل های غیر خطی تاریخچه زمانی نیز رشد بیشتری از نیروهای تیر پیوند در قاب با مهار بند کمانش تاب نسبت به تحلیل استاتیکی غیر خطی نشان می دهد.

1در سازه ­های فولادی، تیرهای قاب خمشی به دلیل این که عضو شکل ­پذیر سازه می باشند، از نقش حائز اهمیتی برخوردار هستند. ظرفیت تیرهای فولادی متعارف از کم­ترین ظرفیت پلاستیک و ظرفیت کمانش جانبی-پیچشی محاسبه می­ شود. به منظور دست یافتن به ظرفیت پلاستیک تیرها، وقوع کمانش جانبی-پیچشی با استفاده از مهارهای جانبی-پیچشی به تعویق انداخته می­ شود تا ظرفیت پلاستیک مقطع حاکم شود. در بعضی از سازه ­ها امکان جانمایی مهارهای جانبی-پیچشی مناسب وجود ندارد؛ به همین دلیل، اجرایی بودن بعضی از تیرها با چالش­ هایی مواجه است. راهکار مناسب برای رفع این چالش، استفاده از مقاطع دوبل ناودانی به جای مقاطع I شکل و استفاده از قیدهای متصل کنندۀ ناودانی­ ها به یکدیگر به جهت بالابردن ظرفیت کمانشی مقطع است. در این مطالعه، چندین قید میانی جهت اتصال تیرهای دوبل ناودانی به یکدیگر در نظر گرفته شدند و از بین آن­ ها، قید میانی با بهترین عملکرد به عنوان قید میانی مناسب، جهت اتصال دوبل ناودانی ­ها به یکدیگر معرفی شدند. در این تحقیق با استفاده از نرم ­افزار آباکوس به مدل­سازی تیرهای دوبل ناودانی­ و مقایسۀ آن با تیرهای دارای مقطع I شکل پرداخته شده است. جهت اعمال حالت­ های مختلف بارگذاری، لنگر متمرکز اعمال شده در یک انتهای تیر، به صورت ضریبی از لنگر اعمال شده در انتهای دیگر تیر در نظر گرفته شد. همچنین در این مطالعه، جهت بررسی طول تیرها، چهار طول تیر یعنی 4، 6، 8 و 10 متر استفاده شد. نتایج تحقیق نشان داد که از بین طول­ های متنوع درنظرگرفته شده برای فواصل بین قیدهای میانی اتصال دوبل ناودانی ­ها به یکدیگر، مقدار طول مهاری استفاده شده برای تیر با مقطع ناودانی تک مناسب می ­باشد. علاوه بر این، نتایج تحقیق تأیید می­ کند که قید میانی ملحوظ شده برای اتصال ناودانی ­ها به یکدیگر دارای عملکرد مناسبی است و منجر می­ شود که ظرفیت خمشی در تیرهای دوبل ناودانی، مشابه ظرفیت خمشی در تیرهای I شکل متناظر باشد.

تیرهای فولادی لانه زنبوری اعضای سازه ای سنگ وزنی با رفتار کمانشی متفاوت نسبت به نیمرخهای I شکل معمولی هستند. این تیرها معمولا از برش لانه زنبوری نیمرخهای نورد شده با بالهای فشرده بدست می آیند. اگر این تیرها همانطوری که در لاپه ها و سقفهای سبک و نیز سازه های صنعتی کاربرد دارند بدون مهارجانبی و یا دارای مهارجانبی با فاصله زیاد باشند رفتار الاستیک خواهند داشت. در این مقاله رفتار خمشی - جانبی تیرهای لانه زنبوری مهار نشده مورد بررسی قرار گرفته و چند رابطه پیشنهادی برای پیش بینی ضریب خمشی Cb تحت اثر شرایط مختلف بارگذاری ارایه شده است. از نتایج بدست آمده در این مقاله و با استفاده از نتایج دیگر مقالات منتشر شده بکمک ضریب اصلاحی پیشنهاد شده Cc همخوانی بسیار خوبی حاصل شده است.

در این مطالعه، رفتار کمانش و پس کمانش صفحات کامپوزیتی دارای لایه های پیزوالکتریک تحت بارگذاری درون صفحه ای فشاری مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر میدان کوپل الکتریکی-مکانیکی بر روی رفتار پس کمانش و نقطه دوشاخگی در صفحات با لایه چینی عمودی و عمومی با استفاده از تئوری لایه ای مطالعه شده است. تئوری لایه ای استفاده شده در این مطالعه برای تحلیل صفحات کامپوزیتی با لایه های پیزوالکتریک بر مبنای تئوری مرتبه اول برشی استخراج و از اصل کمینه انرژی پتانسیل به منظور بدست آوردن معادلات تعادل استفاده شده است. معادلات تعادل غیرخطی بدست آمده با استفاده از الگوریتم تکراری نیوتن-رافسون حل شده است. همچنین به منظور بررسی دقت جواب های بدست آمده از روش پیشنهادی، از نتایج تحلیل اجزاء محدود سه بعدی استفاده شده است. در نهایت نتایج بدست آمده حاکی از همخوانی خوبی با نتایج حاصل از روش اجزاء محدود می باشد. نتایج بدست آمده نشان داد که موقعیت لایه های پیزوالکتریک تاثیر بسزائی در رفتار کمانش و پس کمانش صفحات کامپوزیتی دارد. همچنین در تعداد درجه آزادی بکار رفته در روش پیشنهادی نسبت به روش اجزاء محدود کمتر است که هزینه زمان محاسباتی را کاهش می دهد.