مطالعه پارامتری ظرفیت برشی مقاطع دوبل تیرهای فولادی سرد نورد شده دارای سوراخ جان

هدف از تحقیق حاضر ارزیابی مقاومت برشی تیرهای با مقطع i ساخته‌شده از دوبل cشکل فولاد سرد نوردشده با در نظر گرفتن باز‏شدگی در جان برای عبور زیرساخت‏های مکانیکی و برقی است. به دلیل ضعف مقاومت برشی ناشی از سوراخ‏شدگی در جان، ظرفیت برشی مقطع تیر به‌شدت کاهش یافته و به دنبال آن ظرفیت باربری تیر نیز کاهش می‏یابد. اندازه، شکل و آرایش سوراخ‌های ایجادشده در جان تیر، در ظرفیت باربری و استحکام نهایی مقطع تیر موثر است. در این مقاله، با استفاده از روش اجزای محدود، تیر فولادی مذکور به طول 1000 میلی‌متر تحت اثر بار متمرکز در وسط دهانه مورد بررسی قرار گرفته‌است. پارامترهای متغیر موردنظر در این تحقیق، ضخامت ورق، ابعاد سوراخ، شکل سوراخ، فواصل سوراخ از تکیه‏گاه و وجود لبه در بال مقطع است که تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی بار افزون متمرکز در وسط تیر قرار گرفته‌است. جهت بررسی دقت نتایج آنالیز، مقاومت برشی مد‌ل‌های تحلیلی با مقاومت برشی محاسبه‌شده از روش مقاومت مستقیم (dsm) آیین‌نامه aisi مقایسه شده‌است. نتایج نشان داد که در مقاطع با مساحت‏های معادل و شکل‌های مختلف سوراخ در جان، با افزایش عمق سوراخ، ظرفیت نهایی در سوراخ‌های مستطیل، دایره و مربع به‌ترتیب کاهش می‏یابد؛ مقطع با سوراخ مستطیل افزایش حدود 4% نسبت به مقطع با سوراخ دایره داشته و مقطع با سوراخ دایره افزایش 7% نسبت به مقطع با سوراخ مربع دارد. همچنین با افزایش فاصلۀ سوراخ‏ها از یکدیگر، عملکرد تیر بهتر شده و مقاومت برشی ماکزیمم مقاطع حاصل از روش اجزای محدود، بین 4% تا 6% افزایش می‏یابد و با افزایش ضخامت ورق (علی‌رغم افزایش عمق و طول سوراخ)، از 2 میلی‌متر به 2/5 میلی‌متر و از 2/5 میلی‌متر به 3 میلی‌متر، ظرفیت برشی به‌ترتیب حدود 25% تا 30% و 20% افزایش می‏یابد.

parametric study of shear capacity of double sections of cold formed steel with hole

the purpose of current research is to evaluate the shear behavior of i-section beams made of double c-shaped of cold formed steel, considering the opening in web for the passage of mechanical and electrical infrastructure. due to the weak shear resistance caused by hole in web, the shear capacity and bearing capacity of the beam section is greatly reduced. the size, shape and arrangement holes are effective in the bearing capacity and final strength of the beam section. using the finite element method, the steel beam with length of 1000 mm has been investigated under the effect of a concentrated load in the middle of the span. variable parameters are sheet thickness, dimensions hole, shape hole, hole distances from the support, and the presence of edge in the section wing, which has been subjected to nonlinear static analysis of an additional load concentrated in middle of the beam. for checking the accuracy, the analysis results, the shear strength of the analytical models compared with the shear strength calculated from direct strength method (dsm) of the aisi. the results showed that in sections with equivalent areas and different hole shapes, with increase of hole depth, the final capacity decreases in rectangular, circular and square holes, respectively; the section with rectangular hole has increase of about 4% compared to circular hole, and the section with circular hole has increase of 7% compared to square hole. by increasing the holes distance the performance of the beam is improved and the maximum shear strength of the sections obtained by the finite element method increases 4% and 6%, and with the increase in sheet thickness (despite the increase in depth and length hole), from 2 to 2.5 mm and 2.5 to 3 mm, the shear capacity increases about 25% to 30% and 20%, respectively.