ترجمه مقاله توسعه تیرهای فولاد سرد نورد شده (CFS) برای وضعیت حد خدمات و حد نهایی با استفاده از بهینه سازی Big Bang–Big Crunch – سال 2019
مشخصات مقاله:
عنوان فارسی مقاله:
عنوان انگلیسی مقاله:
کلمات کلیدی مقاله:
مناسب برای رشته های دانشگاهی زیر:
مهندسی عمران
مناسب برای گرایش های دانشگاهی زیر:
سازه و مدیریت ساخت
وضعیت مقاله انگلیسی و ترجمه:
مقاله انگلیسی را میتوانید به صورت رایگان با فرمت PDF از باکس زیر دانلود نمایید. ترجمه این مقاله با فرمت WORD – DOC آماده خریداری و دانلود آنی میباشد.
فهرست مطالب:
چکیده
1.مقدمه
2.اصول طراحی یوروکد
2.1خمیدگی منطقه ای
2.2خمیدگی نوسانی
2.3خمیدگی سراسری
3.تعریف مسئله
4.الگوریتم Big Bang-Big Crunch
5.طراحی بهینه برای تیرهای CFS
5.1 بهینه سازی وضعیت حد نهایی (ULS)
5.2 بهینه سازی برای وضعیت حد خدمات (SLS)
6. بررسی های تحلیلی
6.1 مدلهای تشریحی FE
6.2 نتایج FE برای برشهای بهینه و استاندارد
7. خلاصه و نتیجه گیری
منابع
قسمتی از مقاله انگلیسی و ترجمه آن:
Abstract
Cold-formed steel (CFS) elements are increasingly used as main structural members in modern construction practice. While flexibility of CFS cross-sectional shape allows achieving higher load carrying capacities by using more efficient shapes, obtaining optimum design solutions can be a challenging task due to end-use constraints and complex behaviour of CFS elements controlled by local, global and distortional buckling modes. This study aims to develop a practical methodology for optimum design of CFS beam sections with maximum flexural strength and minimum deflection under ultimate and serviceability load conditions, respectively, in accordance with Eurocode 3 by taking into account manufacturing and end-use design constrains. Population-based Big Bang–Big Crunch Optimisation method is employed to obtain optimum design solutions for twelve different CFS cross-sectional prototypes. To verify the flexural strength and stiffness of the optimum beam sections, detailed nonlinear finite element (FE) models are developed using ABAQUS by considering both material nonlinearity and initial geometrical imperfections. It is shown that the optimised sections based on serviceability limit state (SLS) and ultimate limit state (ULS) can provide, respectively, up to 44% higher effective stiffness and 58% higher bending moment capacity compared to a standard lipped channel beam section with the same plate width and thickness. Using plain channel and folded-flange sections generally leads to the best design solutions for SLS and ULS conditions, respectively. Finally, the results of detailed FE models are used to evaluate the adequacy of EC3 proposed procedures to estimate CFS beam capacity and deflection at ULS and SLS, respectively.
چکیده
اجزای فولاد سرد نورد شده (CFS) به طور روز افزون به عنوان اجزای سازه ای اصلی در فعالیت های مدرن ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرند. در حالی که انعطاف پذیری در فولاد سرد نورد شده برش های مقطعی امکان دست یابی به توانایی بیشتر مقاومت در برابر بار را از طریق استفاده از شکل های موثرتر فراهم می آورد، اما دست یابی به راه حل های بهینه در طراحی می تواند بدلیل وجود محدودیت های کاربر نهایی و رفتار پیچیده اجزای CFS در حالت های منطقه ای ، سراسری و خمیدگی متغیر کنترل شود. هدف این تحقیق، توسعه روشی تجربی برای طراحی بهینه مقاطع تیرهای CFS دارای حداکثر مقاومت نوسان و حداقل جابجایی ها در شرایط وجود بار و خدمات نهایی متناسب با استاندارد یوروکد 3 می باشد که در آن محدودیت های طراح کاربر نهایی و همچنین محدودیت های ساختاری در نظر گرفته می شوند. روش بهینه سازی Big Bang–Big Crunch برای بدست آوردن جواب های طراحی بهینه برای دوازده سازه CFS دارای برش های مقطعی مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. برای تائید مقاومت نوسان و قدرت مقاطع تیرهای بهینه، مدلهای غیر خطی المان محدود (FE) با استفاده از ABAQUS و با در نظر گرفتن غیر خطی بودن مواد و تغییرات غیر خطی مواد و تغییرات هندسی اولیه ارائه شده اند. نشان داده شده است که مقاطع بهینه سازی شده بر اساس و ضعیت حد خدمات (SLS) و حد نهایی(ULS) می توانند کارایی 44% بیشتر و مقاومت خمیدگی 58 درصد بیشتر در مقایسه با تیرهای لوله ای دارای عرض و ضخامت صفحه ای یکسان داشته باشند. استفاده از برش های صفحه ای ساده و لبه دار دولا شده عموما منجر به بهترین داه حل های طراحی برای SLS و ULS می شود. در نهایت، نتایج دقیق بدست آمده از مدلهای FE برای ارزیابی دقت روشهای سه بعدی مطرح شده جهت برآورد توانایی تیرهای CFS و تغییر شکل در SLS و ULS استفاده می شوند.
