การคำนวณออกแบบอย่างเหมาะสมสำหรับโครงถักระนาบ ที่มีพฤติกรรมไม่เชิงเส้นโดยใช้วิธีงานสมมุติ

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาพัฒนาการคำนวณออกแบบอย่างเหมาะสม สำหรับโครงถักที่มีพฤติกรรมไม่เชิงเส้นด้วยวิธีงานสมมุติ โดยมีการเปลี่ยนตำแหน่ง หน่วยแรง การโก่งเดาะและอัตราส่วนความชะลูดเป็นเกณฑ์ในการออกแบบ ค่าดัชนีความไวซึ่งเป็นค่าที่แสดงถึงความสำคัญขององค์อาคารนั้นต่อการเปลี่ยนตำแหน่งสามารถหาได้โดยวิธีการงานสมมุติ การปรับเพิ่มหรือลดขนาดขององค์อาคารควรเพิ่มขนาดให้ องค์อาคารที่มีค่าดัชนีความไวสูงและลดสำหรับองค์อาคารที่มีดัชนีความไวต่ำ ในทางทฤษฎี การคำนวณแบบอย่างเหมาะสมที่สุดจะเกิดขึ้นเมื่อทุกองค์อาคารมีค่าดัชนีความไวเท่ากัน แต่ในทางปฏิบัติ ขนาดขององค์อาคารจะต้องคำนึงถึงกำลังความสามารถในการรับน้ำหนักและอัตราส่วนความชะลูดที่กำหนดโดยมาตรฐานที่ใช้ในการออกแบบ ดังนั้นหลังจากการลู่เข้าสู่คำตอบ จะนำโครงถักมาตรวจสอบตามข้อกำหนดของมาตรฐาน AISC/ASD 1989 และ AISC/LRFD 1994 และทำการปรับขนาดขององค์อาคารตามความจำเป็น วิธีนิวตัน-ราฟสันถูกใช้ในการวิเคราะห์แบบไม่เชิงเส้นโดยวิธีการรวมสติฟเนสโดยตรง ถึงแม้ว่าวัสดุจะมีพฤติกรรมแบบเชิงเส้นแต่ การตอบสนองของโครงสร้างเป็นแบบไม่เชิงเส้น สมการสมดุลและสติฟเนสของชิ้นส่วนถูกสร้างขึ้นโดยใช้ทฤษฎีคาสติเกลียโน การวิเคราะห์ซ้ำจะดำเนินไปจนกระทั่งการเปลี่ยนตำแหน่งและเวคเตอร์แรงชดเชยมีค่าน้อยกว่า 0.1% ผลการวิจัยพบว่าวิธีงานสมมุติสามารถนำมาใช้ในการคำนวณออกแบบที่เหมาะสมสำหรับโครงถักระนาบที่มีพฤติกรรมแบบไม่เชิงเส้น โดยเฉพาะในโครงสร้างที่มีความสูงหรือความชะลูดมาก การคำนวณออกแบบโดยวิธีดังกล่าวจะให้ขนาดหน้าตัดที่เหมาะสม ปลอดภัย และการเปลี่ยนตำแหน่งมากที่สุดมีค่าไม่เกินค่าที่ยอมให้ตามข้อกำหนด โดยมีปริมาตรรวมเพิ่มขึ้นมากกว่าการออกแบบด้วยการวิเคราะห์แบบเชิงเส้นประมาณ 0-11%