مقایسه ظرفیت کمانش جانبی-پیچشی تیرهای دوبل ناودانی به همراه قیود خودایستای متصل‌کننده با تیرهای مقطع i شکل به همراه مهار جانبی خارجی

در سازه های فولادی، تیرهای قاب خمشی به‌دلیل این که عضو شکل پذیر سازه می‌باشند، از نقش حائز اهمیتی برخوردار هستند. ظرفیت تیرهای فولادی متعارف از کم­ترین ظرفیت پلاستیک و ظرفیت کمانش جانبی-پیچشی محاسبه می­ شود. به‌منظور دست‌یافتن 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، اجرایی‌بودن بعضی از تیرها با چالش­ هایی مواجه است. راهکار مناسب برای رفع این چالش، استفاده از مقاطع دوبل ناودانی به‌جای مقاطع i شکل و استفاده از قیدهای متصل‌کنندۀ 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 به‌عنوان 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 اعمال‌شده در یک انتهای تیر، به‌صورت ضریبی از لنگر اعمال‌شده 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 درنظرگرفته‌شده برای فواصل بین قیدهای میانی اتصال دوبل ناودانی ها به یکدیگر، مقدار طول مهاری استفاده‌شده برای تیر با مقطع ناودانی تک مناسب می باشد. علاوه بر این، نتایج تحقیق تایید می­ کند که قید میانی ملحوظ‌شده 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.

a comparative study on the lateral-torsional buckling capacity of double channel beams with self-supporting connective constraints versus i-shaped beams with external lateral bracing

in steel structures, beams in moment-resisting frames play an essential role due to their ductile nature as structural members. the capacity of conventional steel beams is determined by the lower of the plastic moment capacity and the lateral-torsional buckling capacity. in order to attain the plastic moment capacity of the beams, lateral-torsional bracing is applied to postpone lateral-torsional buckling, allowing the plastic moment of the section to control the behavior. however, in some structures, it is a challenge to appropriately place lateral-torsional bracing, leading to difficulties in the execution of certain beams. a practical solution to this challenge is to use double channel sections instead of i-sections, along with intermediate connectors between the channels to improve the section’s buckling capacity. in this study, several intermediate connectors were considered for joining double channel beams, and among them, the connector with the best performance was identified as the most suitable intermediate connector for joining double channels. using abaqus software, this research modeled double channel beams and compared them with i-shaped beams. to apply different loading conditions, the concentrated moment applied at one end of the beam was considered as a multiple of the moment applied at the other end. additionally, in this study, four different beam lengths—4, 6, 8, and 10 m—were used to examine the effect of beam length. the research results revealed that, among the various spacing lengths considered for the intermediate connectors in the double channel sections, the restraining length used for the single channel section beams was found to be appropriate. moreover, the study confirmed that the intermediate connector used to join the channels performed effectively, leading to a flexural capacity in double channel beams comparable to that of equivalent i-shaped beams.