| ماهنامه| ISC | فنی،مدیریتی،حقوقی| اعتبار،چابکی،پاسخگویی|

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رودهن، رودهن، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رودهن، رودهن، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

چکیده

خرپا پیچیده سازه ای است متشکل از واحدهای مثلثی که از اتصال اجزای باریک و بلند که در انتها با مفصل به یکدیگر متصل شده اند ساخته می شوند. این گونه سازه ها به دلیل توانایی انتقال نیرو در فواصل و دهانه های بلند بین تکیه گاه، کاربرد وسیعی در سازه های ساختمانی و صنعتی دارند. نیروی اعضای خرپاهای مبهم و پیچیده بر خلاف خرپاهای ساده و مرکب، تنها با استفاده از معادلات تعادل قابل محاسبه نمی باشد. در سال های گذشته از روش های هنبرگ و کار مجازی که از اصول تحلیلی مشابهی تبعیت می نمایند برای تحلیل و محاسبه نیروی اعضای خرپاهای مبهم استفاده شده که در این روش ها برای محاسبه نیروی اعضا می بایست خرپاهای پیچیده را دوبار تحلیل نمائیم که محاسبات آن ها بسیار طولانی و وقت گیر می باشد. در روش جدید ارائه شده در این مقاله، دیگر نیازی به تحلیل دو و یا چند باره خرپای پیچیده نبوده و در زمان کوتاه تر و با نوشتن معادلات تعادل کمتر و با یک بار تحلیل سازه، نیروی اعضای خرپای مبهم بدست می آید. از دیگر مزایای این روش جدید، کنترل محاسبات انجام شده در هر مرحله بصورت مستقل می باشد. این روش علاوه بر خرپاهای پیچیده معین، توانایی تحلیل خرپاهای پیچیده نامعین و قاب های مفصلی ساده با مهاربندهای همگرا را نیز دارد که سایر روش ها این قابلیت را دارا نمی باشند. در این روش جدید نیروی همه اعضا با یک بار تحلیل خرپا بدست می آید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

New Method for Analyzing Complex Trusses and Articulated Frames

نویسندگان [English]

  • Mahmoud Reza Mortazavi 1
  • Reza Esmaeilabadi 2
  • Alireza Fiouz 3

1 Ph.D. Student in Civil Engineering, Structural Orientation, Azad University, Roodehen Branch, Tehran, Iran

2 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

3 Assistant Professor, Civil Engineering Department, Persian Gulf University, Boushehr, Iran

چکیده [English]

A complex truss is a structure consisting of triangular units made up of long, narrow components that are joined at the end by a joint. Such structures are widely used in construction and industrial structures due to their ability to transmit force in long distances and spans between supports. The force of members of complex trusses, unlike simple and compound trusses, cannot be calculated using equilibrium equations alone. In recent years, Henneberg and virtual work methods that follow similar principles have been used to analyze and calculate the force of members of obscure trusses, in order to calculate the force of the members, the complex trusses have to be analyzed twice, their calculations are very long and time consuming. In this new method, there is no need to analyze the complex truss two or more times, and in a shorter time by writing less equilibrium equations and with one analysis structure, the force of the complex truss members is obtained. Another advantage of this new method is the control of calculations performed in each step independently. In addition to certain complex trusses, this method also has the ability to analyze indeterminate complex trusses and so simple hinged frame with concentrated brace, which other methods do not have this capability. This new method the force of all members is obtained with one analysis of complex truss.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Complex truss
  • Structure analysis
  • Equilibrium equations
  • Simple frame structure
  • Concentrated brace
[1] Norris and Wilbur and Utka. (1990). Elementary Structural Analysis. Mc Graw Hill, Page(3)
[2] Yuan Yu Hsieh. (1970)Elementary Theory of Structures. Prentice-Hall, Page(3).
[3] J. Sterling Kinney. (1957). Indeterminate Structural Analysis. Addison  Hill, Page(3)
[4] Timoshenko and Young. (1945). Theory of  Structural. Mc Graw Hill, Page(3)
[5] McKenzieW.M.C. (2006). Examples in Structural Analysis. Published in the Taylor & Francis Elibrary, 2006.  Page(3)
[6] UstundagCenk, (2005), Analysis of Statically Determinate Trusses. Theory of Strustures. 198 pp, Page(3)
[7] Kharagpur, (2012). Energy Methods in Structural Analysis. Version 2 Celit, Kharagpur, Page(3)
[8] Saouma Victor E. (2007). Analysis and Design. Dept. of Civil Environmental and Architectural Engineering, University of Colorado, Boulder, Co 80309-0428. 142 pp, Page(3)
[9] Kalani Mohan, (2012). Basic concepts and Conventional methods of Structural analysis.Department of civil  engineering Indian institute of technology (bombay), Powai, Mumbai – 400 076, India. 362 pp, Page(3)
[10] Akhavan Mohammad Reza, Tahouni Shapour. (1997). Structural Analysis. Amirkabir Univercity of Technology, Page(3)
[11] Fallah  Nasr. (2012). Structural Analysis. Gilan Univercity, Page(3)
[12] Kassimali  Aslam. (2015). Structural Analysis. Southern Illinois University-Carbondil, Page(3)
[13] Pons Poblet, J. M. (2019). The vierendeel truss: past and present of an innovative typology. Arquitetura revista, 15(1), 193-211.
[14] Sun, S., Ma, Y., Wei, D., Li, M., & Liang, L. (2022). Performance Evaluation of Truss Structure via Cloud Matter Element Fusion. Journal of Performance of Constructed Facilities, 36(2), 04022007.
[15] Nie, R., He, B., Hodges, D. H., & Ma, X. (2019). Integrated form finding method for mesh reflector antennas considering the flexible truss and hinges. Aerospace Science and Technology, 84, 926-937.
[16] Schmit, L.A., Miura, H., A new structural analysis/synthesis capability-ACCESS 1, AIAA Journal, 14(5), 1976, 661–671.
[17] Rizzi, P., Optimization of multi-constrained structures based on optimality criteria, Proc. of the 17th Structures, Structural Dynamics and Materials Conference, King of Prussia, PA, USA, 1976.
[18] Ringertz, U.T., On topology optimization of trusses, Engineering Optimization, 9(3), 1985, 209-218.
[19] Hassan, M.A., Nasir, H., Saeed, J. (2019). Experimental Investigation of high strength precast reinforced concrete walls used (Vierendeel truss form). IOP Conference Series: Materials Science and Engineering,584(1):012008. https://doi.org/10.1088/1757- 899X/584/1/012008
[20] Korol, R.M., El-Zanaty, M., Brady, F.J. (1977). Unequal width connections of square hollow sections in Vierendeel trusses. Canadian Journal of Civil Engineering, 4(2): 190-201. https://doi.org/10.1139/l77- 024
[21] Shehata, A.A., Korol, R.M., Mirza, F.A. (1987). Joint flexibility effects on rectangular hollow section Vierendeel Trusses. Journal of Structural Mechanics, 15(1): 89-107.
[22] Basha, H.S., Goel, S.C. (1995). Special truss moment frames with Vierendeel middle panel. Engineering Structures, 17(5): 352-358. https://doi.org/10.1016/0141-0296(95)00018-3
[23]   Huang   JuHua,  (2014). Determination of internal force of Complex Plan Truss.  Journal of Mechanics and Materials, doi.org/ 10.4028/1662-7482/543-547