توسعه مدل خرپايي براي تخمين ظرفيت برشي تيرهاي داراي بازشوي لوبيايي در جان

ايجاد بازشو در جان تير يكي از امور متداول در سازه‌هاي فولادي مي‌باشد. در حال حاضر برآورد مقاومت اين نواحي بر اساس روابطي استوار مي‌باشد كه مبتني بر اندركنش خمش، برش و نيروي محوري در ناحيه مذكور است. با توجه به بررسي‌هاي به عمل آمده عملكرد اين نواحي را مي‌توان به صورت رفتار خرپايي جان تير تحت نيروهاي وارده توصيف نمود. بر همين اساس، هدف تحقيق حاضر توسعه يك مدل خرپايي براي نواحي ياد شده از تيرها و ارائه روابط حاكم براي برآورد ظرفيت باربري آنها مي‌باشد. بدين منظور، ابتدا هندسه و ابعاد خرپاي مذكور شرح داده شده و ظرفيت برشي تير در ناحيه با جان كاهش يافته بر حسب پارامترهاي هندسي المان‌هاي قطري خرپا محاسبه شده است. براي بررسي دقت هندسه پيشنهادي، دو مدل المان محدود تير با ابعاد مختلف بازشو در نرم افزار آباكوس توليد و با استفاده از بهينه‌سازي پارامترهاي هندسي مجهول، ابعاد و هندسه المان‌هاي خرپايي مد نظر تعيين و با مقادير تعيين شده توسط روابط پيشنهادي مقايسه شده است. طبق نتايج اين مقايسه، هندسه پيشنهادي براي مدل خرپايي مطابقت مناسبي با نتايج حاصل از بهينه سازي هندسي توسط نرم‌افزار دارد. در ادامه، نمودارهاي طراحي براي محاسبه ظرفيت برشي مقطع با جان كاهش يافته به صورت تابعي از مشخصات هندسي تير و بازشوي جان ارائه شده و پيش‌بيني هاي حاصل با نتايج تحليل مدل المان محدود مقايسه شده است. بر همين اساس و با مقايسه پيش‌بيني‌هاي روش پيشنهادي با نتايج حاصل از 120 نمونه المان محدود، ميانگين قدر مطلق خطا برابر با 6% و انحراف از معيار آن برابر با 3.7 % تعيين گرديد. عليرغم سادگي و سهولت كاربرد مدل پيشنهادي، مي‌توان گفت كه دقت آن در محدوده قابل قبولي قرار داشته و استفاده از آن براي برآورد ظرفيت برشي مقاطع با جان كاهش يافته قابل توصيه مي‌باشد.