تحلیل پایداری تیرهای مایل با مقطع فولادی سرد نورد شده تحت خمش و نیروی محوری متغیر

امروزه استفاده از مقاطع فولادی سرد نورد شده در تیرهای مایل به عنوان اعضای سازه‏ای ثانویه که رابطی میان پوشش سقف و دیوارهای باربر هستند، رواج یافته است. پوشش سقف به عنوان تکیه‏گاهی الاستیک برای تیر محسوب می‏شود. نیروهای ثقلی وارد بر تیرهای مایل به دو مولفه قائم بر امتداد تیر و موازی با امتداد تیر قابل تجزیه هستند. اعضای تحت این نوع بارگذاری را می‏توان به عنوان تیرستون‏های با نیروی محوری متغیر محسوب کرد. تاکنون جهت طراحی این اعضا یا از اثر نیروی محوری صرف‏نظر می‏شد یا حداکثر نیروی محوری متغیر به عنوان نیروی محوری ثابت معادل لحاظ می‏شد. نتیجه این‏ روش طراحی می‏تواند غیرایمن یا غیراقتصادی باشد. در این پایان‏نامه پایداری تیرهای مایل تحت بارهای ثقلی با تکیه‏گاه الاستیک در برابر کمانش جانبی-پیچشی و کمانش اعوجاجی بررسی شده است. جهت بررسی پایداری تیر مایل تحت نیروهای ثقلی از روش انرژی و کار مجازی استفاده شد. به این ترتیب معادلات ریاضی حاکم بر پایداری عضو بدست آمد. با استفاده از این معادلات بار کمانش جانبی-پیچشی و کمانش اعوجاجی عضو حاصل شد. حل معادلات برای چند نمونه تیر مایل نشان داد که افزایش شیب عضو تا 45 درجه بار کمانش جانبی-پیچشی را برای نمونه‏های بررسی شده تا 12% و بار کمانش اعوجاجی را برای نمونه‏های موردنظر تا 43% کاهش می‏دهد. در رابطه با کمانش جانبی-پیچشی اثر مهاربندی جزئی بر پایداری عضو بررسی شد و مشاهده شد بین نتایج بدست آمده از تحلیل پایداری تیر مایل در حالت مهاربندی جانبی جزئی نسبت به حالت مهاربندی جانبی کامل در برخی موارد اختلاف وجود دارد.در رابطه با کمانش اعوجاجی نیز اثر اتصال پانل بر بار بحرانی تیر بررسی شد. در مطالعه موارد خاص مشاهده شد که با اتصال پانلی با ضخامت معمول بار کمانش اعوجاجی تیر تا دو برابر افزایش یافت.