بهبود رفتار خرابی گنبدهای دولایه فضاکار صدفی با استفاده از ابزار محدودکننده نیروی لوله در لوله

گنبد دولایه فضاکارصدفی یکی از انواع جدید گنبدهای فضاکاراست که شکل هندسی آن تابع پارامترهایی نظیر نسبت ارتفاع به دهانه، نسبت برآمدگی به دهانه، سبک قوسی قاچ‌ها و سبک تغییرات در جهت خطوط نصف‌النهاری می‌باشد. در این سازه‌ها، رفتارکمانش عضو فشاری نقش تعیین‌کننده‌ای در رفتار خرابی سازه دارد و ضروری است از راهکاری مناسب جهت مقابله با خرابی اعضای فشاری و به تبع آن خرابی گنبدهای دولایه صدفی استفاده نمود. یکی از راهکارها، جایگزینی اعضای فشاری سازه فضاکار با ابزار محدودکننده نیرو است که بدین طریق، می‌توان از کمانش و افت ظرفیت ناگهانی عضو فشاری و به تبع آن خرابی ترد سازه جلوگیری کرد. برای این منظور در تحقیق حاضر از ابزار محدودکننده نیروی لوله در لوله که کارایی لازم در حذف کمانش عضو فشاری را دارد، استفاده شده است. ابتدا تاثیر پارامترهای هندسی بر رفتار خرابی گنبدهای صدفی با استفاده از روش عناصر محدود و انجام تحلیل غیرخطی مورد بررسی قرار گرفته و اعضای بحرانی مستعد ایجاد خرابی در گنبدهای صدفی با اشکال هندسی مختلف شناسایی شده‌اند. سپس این اعضا با ابزار محدودکننده نیروی لوله در لوله جایگزین شده و گنبدهای تقویت شده مجددا تحت تحلیل غیرخطی قرار گرفته‌اند. با بررسی و مقایسه رفتار خرابی گنبدهای صدفی در دو حالت با و بدون استفاده از ابزار محدودکننده نیرو، نتایج نشان داد که با جایگزینی اعضای فشاری بحرانی با ابزار محدود کننده نیرو، بهبود قابل ملاحظه در رفتار خرابی مدل‌ها حاصل می‌شود که میزان بهبود با تعداد این ابزار رابطه مستقیم دارد. با افزایش نسبت برآمدگی به دهانه، شکل‌پذیری و ظرفیت باربری گنبد صدفی افزایش می‌یابد. همچنین با تغییر سبک تغییرات از خطی به سهمی‌وار در جهت خطوط نصف‌النهاری گنبد‌ها، شکل‌پذیری و ظرفیت باربری گنبد افزایش می‌یابند. در تغییرسبک قوس از سینوسی به سهمی‌وار، با افزایش نسبت ارتفاع به دهانه، ظرفیت باربری و شکل‌پذیری گنبد دولایه صدفی افزایش می‌یابد.

Improving the collapse behavior of double layer scallop space domes using tube in tube force limiting device

Doublelayer scallop space domes is one of the new types of domes whose geometric shape is a function of parameters such as height to span ratio, amplitude to span ratio, arc style of sectors and style of variation in meridional direction. In these structures, the buckling behavior of the compression member has a determinative role in the collapse behavior of the structure and it is necessary to use an appropriate solution to deal with the failure of the compression member and consequently the collapse of scallop domes. One of the solutions is to replace the compression members with FLD, which can prevent collapse. In the present study, a TTFLD has been used, which has efficiency in eliminating the buckling of the compression member. First, the effect of geometric parameters on the collapse behavior of domes was investigated using the FEM and nonlinear analysis, and critical members prone to collapse in scallop domes with different geometric shapes were identified. The critical compression members were then replaced with TTFLDs, and the reinforced scallop domes were reanalyzed. By comparing the collapse behavior of domes in two cases with and without the use of FLDs, the results showed that by replacing the critical compression members with FLDs, a significant improvement in the collapse behavior of the models is achieved. The improvement is directly related to the number of devices. With increasing the ratio of amplitude to span, the ductility and bearing capacity of the domes increase. In addition, by changing the style variation from linear to parabolic in the direction of the meridian lines, the ductility and bearing capacity of the dome increase. In the change of arc style from sinusoidal to parabolic, with increasing the ratio of height to span, the bearing capacity and ductility of the scallop dome increase.