ارائه یک روش ساده و موثر برای تحلیل کف‌ستون‌ها در برابر نیروی محوری و لنگر‌ خمشی دومحوره با رویکرد طراحی به روش ضرایب بار و مقاومت (lrfd)

نظر به اینکه از یک‌سو در کاربردهای عملی بسیاری از کف‌ستون‌ها به جهت اثرات دوطرفه زمین‌لرزه و نیروی باد ممکن است در معرض لنگر خمشی دومحوره قرار گیرند، از سوی‌دیگر در راهنمای طراحی کف‌ستون آیین‌‌نامه‌ aisc امکان تحلیل دستی کف‌ستون‌ها تحت اثر نیروی محوری و لنگر خمشی دومحوره وجود ندارد، ازاین‌رو در این مقاله برای تحلیل کف‌ستون‌ها در برابر لنگر خمشی دومحوره از یک روش ساده و موثر و مبتنی بر اصول و مبانی به‌کاررفته در تحلیل کف‌ستون‌ها در برابر لنگر خمشی تک‌محوره استفاده شده است. براساس این روش ساده، برای تحلیل کف‌ستون‌ها در برابر لنگر خمشی دومحوره می‌توان براساس روابط ارائه‌شده در این مقاله آن را به کف‌ستون با لنگر خمشی تک‌محوره تبدیل کرد و سپس براساس اصول و مبانی به‌کاررفته برای تحلیل کف‌ستون‌ها در برابر لنگر خمشی تک‌محوره آن را تحلیل نمود. برای تعیین میزان خطای روش ارائه‌شده، از مدل‌سازی در نرم‌افزار آباکوس استفاده شده است. مدل‌سازی نمونه‌‌های موردبررسی در نرم‌افزار آباکوس به‌گونه‌ای انجام شده است که نتایج حاصل از روش اجزاءمحدود با نتایج به‌دست‌آمده از روابط راهنمای طراحی کف‌ستون آیین‌‌نامه‌ aisc یکسان شود؛ تا از این طریق بتوان روش تقریبی ارائه‌شده در این تحقیق را برای حالت لنگر خمشی دومحوره نیز مورداستفاده قرار داد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‌دهد درصورتی‌که نسبت لنگر کوچک‌تر به لنگر بزرگ‌تر بین 5 الی 30 درصد باشد، نتایج روش ارائه‌شده نسبت به نتایج به‌دست‌آمده در نرم‌افزار آباکوس از انطباق بسیار خوبی برخوردار بوده و میزان اختلاف کمتر از 5 درصد است. درصورتی‌که نسبت لنگر کوچک‌تر به لنگر بزرگ‌تر بیش از 30 درصد باشد، میزان اختلاف روش ارائه‌شده نسبت به نتایج به‌دست‌آمده در نرم‌افزار آباکوس بیش از 5 درصد خواهد بود؛ بااین‌وجود همچنان محافظه‌کارانه است.

the introduction of a simple and effective method for analysis of column bases under the effect of axial force and biaxial bending moment with the lrfd design approach

considering that in the practical applications many column bases may be subjected to biaxial bending moment due to seismic effects and wind force, and there is no possibility of manual analysis of column bases under the influence of axial force and biaxial bending moment in the aisc design guide 1, therefore, in this article, for the analysis of column bases against axial force and biaxial bending moment, a simple and effective method based on the principles and fundamentals used in the analysis of column bases against uniaxial bending moment has been used. according to this simple method, for the analysis of column bases against biaxial bending moment, it is possible to convert it to a column base with uniaxial bending moment based on the equations presented in this article, and then it can be analyzed based on the relationships used for the analysis of column bases against uniaxial bending moment. to determine the accuracy of the proposed method, modelling in abaqus software has been used. the modelling of the specimens under investigation in abaqus has been performed in such a way that the results obtained from the finite element method are consistent with the results obtained from the design guide equations of the aisc; so the approximate method presented in this research can also be used for the biaxial bending moment. the results of this research indicate that if the ratio of the smaller bending moment to the larger bending moment is between 5 to 30%, the results of the proposed method are very well aligned with the results obtained from the abaqus software and the difference is less than 5%. if the ratio of the smaller bending moment to the larger bending moment is more than 30%, the difference will be more than 5%; however, it is still conservative.