ارائه یک عنصر جایگزین برای ستون مشبک بر اساس روش عناصر محدود تئوری و نتایج عددی

محمدرضا بنان و علی فولادی,

ارائه یک عنصر جایگزین برای ستون مشبک بر اساس روش عناصر محدود تئوری و نتایج عددی

نویسنده

محمدرضا بنان و علی فولادی

چکیده

در این مقاله عنصر جایگزین1 با دوازده درجه آزادی برای تحلیل ستونهای مشبک ارائه شده است. درایه‌های ماتریس سختی عنصر جایگزین به نحوی محاسبه شده‌اند که رفتار این عنصر با یک مدل مرجع2 یکسان باشد. مدل مرجع برای ستون مشبک با استفاده از تعداد بسیار زیادی اجزای سه بعدی3 ساخته شده است. برای محاسبه لنگر اینرسی و ضریب برشی در خمش حول محور عمود بر بستهای افقی4 یک مدل اجزای محدود متشکل از فقط اجزای تیری پیشنهاد شده است. برای سایر پارامترهای عنصر جایگزین یک مجموعه روابط به دست آمده‌اند.
یک برنامه اجزای محدود جامع برای تحلیل قابهای سه بعدی با ستونهای مشبک و تبدیل آنها به عناصر جایگزین نوشته و ارائه شده است. سپس در حالت خطی با درنظر گرفتن تغییر شکلهای برشی یک مجموعه روابط تقریبی برای تعیین پارامترهای معادل ستون مشبک براساس خصوصیات هندسی آن ارائه شده است. در انتها چند مثال برای نشان دادن میزان دقت و کارایی مدل پیشنهادی5 در کاهش حجم محاسبات ارائه شده است.
واژگان کلیدی : اجزای محدود، عنصر جایگزین، ستون مشبک، تغییر فرمهای برشی، قابهای سه‌بعدی

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.22287698.1382.22.1.5.4

عنوان مقاله [English]

A Super - Element Based on Finite Element Method for Latticed Columns Computational Aspect and Numerical Results

نویسنده [English]

M. R. Banan and A. Fouladi

چکیده [English]

This paper presents a new super-element with twelve degrees of freedom for latticed columns. This elements is developed such that it behaves, with an acceptable approximation, in the same manner as a reference model does. The reference model is constructed by using many Solid elements. The cross section area, moments of inertia, shear coefficient and torsoinal rigidity of the developed new element are derived. Since the reference model has a large number of degrees of freedom (especially for nonlinear cases), computation of the equivalent essential parameters of the proposed element is very time consuming, so, a model using only beam elements is also presented. For the super element, a general purpose program is developed that is capable of performing linear and nonlinear analysis of 3D-frames with latticed columns. In order to derive the essential parameters of the proposed super-element, many latticed columns are analyzed while shear deformations are taken into consideration. Using these essential equivalent parameters approximate relations are proposed for the compution of parameters of any latticed column based on geometric characteristics. Finally, to show the accuracy of the proposed element, several examples are presented.
Keywords: Finite elements, Super-element, Latticed column, Shear deformations, 3D-frames

کلیدواژه‌ها [English]