امروزه اتصال لوله ها در سازه های خودرو مورد توجه فراوانی قرار گرفته است. در این مقاله به بررسی انقباض قطر موضعی لوله فولادی St37 توسط یک رینگ لاستیکی پرداخته شده است. در مرحله اول این کار توسط نرم افزار المان محدود به صورت عددی شبیه سازی شد در ادامه به منظور اعتبارسنجی نتایج عددی این فرآیند بصورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت و نهایتا نتایج حاصل از آزمایش های تجربی و عددی در قالب نمودارهایی مورد مقایسه واقع گردید. در ادامه توسط روش المان محدود به بررسی مونتاژ لوله های فولادی با کاهش قطر موضعی در حوزه اتصال توسط رینگ لاستیکی پرداخته شده و نتایج حاصل از این شبیه سازی در قالب نمودارهایی مورد مقایسه قرار گرفت در پایان با مشاهده پروفیل تغییر شکل به مقایسه این روش با سایر روش های مونتاژ لوله پرداخته خواهد شد.

ستون های نزدیک به هم و تیرهای عمیقی که در محیط سیستم های لوله ای یکپارچه شده اند، در ساختمان های بلند صلبیت و پایداری مناسبی تامین می کنند. استفاده از سیستم لوله ای موجب کاهش قابل توجه در مصالح مصرفی و فاصله زیاد ستون ها در فضای داخلی پلان است. موارد مزبور محبوبیت استفاده از این نوع سیستم سازه ای را بالا برده است. اما مهمترین مساله در این نوع سیستم سازه ای، بوجود آمدن تاخیر برشی، تحت اثر بارهای جانبی است. تاخیر برشی موجب توزیع غیریکنواخت تنش در ستون های پیرامونی سازه و به دنبال آن افزایش تغییر مکان های سازه، محدود نمودن استفاده از حداکثر ظرفیت سازه و ایجاد اعوجاج کف ها می شود. محققان برای کاهش اثرات تاخیر برشی، روش های مختلفی ارائه کرده اند که هیچکدام قادر به حذف کامل اثرات تاخیر برشی نیستند. هدف تحقیق حاضر شامل شناخت نحوه اثرگذاری تاخیر برشی بر سازه های لوله ای و ارائه روشی جدید برای کاهش آن با در نظر گرفتن مسائل اقتصادی است. با توجه به روند بوجود آمدن و نحوه تاثیر تاخیر برشی در سازه های لوله ای، روش افزودن مهاربند به طبقاتی که دارای بیشرین اثرات تاخیر برشی هستند، برای کاهش اثرات تاخیر برشی ارائه شده است. روش پیشنهاد شده به همراه سیستم لوله ای تحت اثر زلزله های با سطوح عملکردی مختلف تحلیل شده و از نظر اهداف عملکردی بررسی شده اند. در تمام تحلیل ها و ارزیابی های انجام شده در این پژوهش، عملکرد و رفتار سیستم های پیشنهادی، بهتر از سازه لوله ای بوده است. میزان کاهش تاخیر برشی در سازه پیشنهادی برای زلزله های مختلف سطح شدید، بین 14 تا 42 درصد و برای زلزله های مختلف سطح بهره برداری، 3 تا 35 درصد بوده است که نشان دهنده عملکرد مطلوب سازه پیشنهادی تحت اثر زلزله های با سطوح عملکردی مختلف است.

سیستم لوله در لوله یکی از کاربردی ترین فرم های سازه ای در ساختمان های بلندمرتبه می باشد. از جمله مهم ترین معایب این سیستم، پدیده ی تاخیر برشی است که باعث می شود نیروی محوری در ستون های کناری بال سازه افزایش و در ستون های میانی بال کاهش یابد. بنابراین در این تحقیق، به بررسی شاخص تاخیر برشی در سازه های بتن آرمه ی بلندمرتبه با سیستم لوله در لوله با و بدون قطع ستون ها در ارتفاع و پلان تحت اثر بار باد پرداخته می شود. بنابراین دو سازه ی بتنی 40 و 60 طبقه به صورت سه بعدی در سه حالت با و بدون قطع ستون ها در نرم افزار ETABS 2017 مدل سازی شده اند. مدل های 40 طبقه بدون قطع و با قطع ستون ها در طبقات 11، 21 و 31 و مدل های 60 طبقه بدون قطع و با قطع ستون ها در طبقات 16، 31 و 46 در نظر گرفته شده اند. مدل ها تحت بار باد تحلیل و پدیده ی تاخیر برشی در آن ها محاسبه و مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که در سازه ها از پایین به بالا شاخص تاخیر برشی از فاز مثبت به منفی تغییر حالت داده و در طبقات بالا نیروی محوری ستون های میانی بیش از ستون های گوشه است. به عنوان نمونه مقدار میانگین شاخص های تاخیر برشی در طبقه ی 5 ام ساختمان 40 طبقه ی بدون قطع ستون 2/1 و در طبقه ی 35 ام آن 61/0 است. در مورد ساختمان 60 طبقه ی بدون قطع ستون نیز مقادیر فوق در طبقات 5 ام و 55 ام به ترتیب 52/0 و 14/1 می باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که با دسته بندی ستون های ساختمان ها، عملکرد آن ها در ارتفاع بهبود یافته است.

جریان گذرا در لوله سبب رخداد اندرکنش بین دیواره لوله و سیال درون آن می شود که به وسیله یک مدل ریاضی که در آن خط لوله به عنوان یک تیر با بارگذاری ناشی از فشار سیال درون آن است قابل بررسی می باشد. مدل مورد نظر یک خط لوله حاوی جریان سیال است که در بالادست به مخزن و در پایین دست به یک شیر متصل است و با بسته شدن ناگهانی شیر تحت نیروهای ضربه قوچ قرار می گیرد. هدف بررسی امکان ناپایداری در این خط لوله در حالتی است که جابجایی های جانبی نسبتا زیاد و در عین حال کرنش ها کوچک هستند. مدل های متعارف تحلیل دینامیکی در تیرها که بر اساس فرضیات کرنش های بسیار کوچک (ε, =∂, u⁄, ∂, x) بنا شده اند نمی توانند اثر جابجایی های جانبی زیاد را در معادلات حاکم منعکس کنند. در معادلات حاکم تنش های محوری بصورت خطی و کرنش ها به کمک کرنش غیرخطی فون-کارمن مدل می شوند. معادلات دیفرانسیل جزیی بدست آمده به وسیله روش اجزاء محدود در حوزه زمان حل می شوند. از سوی دیگر معادلات خطی ارتعاش جانبی در لوله بی بعد شده و با رسم نمودارهای فرکانس های بدون بعد در مقابل سرعت بدون بعد سیال، پایداری در حوزه فرکانس بررسی می شود. مشاهده شد که در طولهای گیرداری کوتاه معیار حوزه فرکانس (سرعت بدون بعد π,و 2π,به ترتیب برای شرایط تکیه گاهی دوسر مفصل و دوسر گیردار) بر سیستم حاکم است و معیار فشار بحرانی کمانش رفتار سیستم را پیش بینی نمی کند.

در این تحقیق روش جدیدی جهت اتصال لوله های آلومینیومی به وسیله مبدل فولادی و جوش آلومینیوم در سازه های زیر سطحی ارائه و بررسی شده است. به علت ایجاد گرمای نسبتا زیاد در محل جوشکاری، ناحیه اطراف لبه جوش تحت سیکل حرارتی بالایی قرار می گیرد و باعث ایجاد تنش های پسماند در محل جوش خواهد شد. بنابراین جهت بررسی اتصال پیشنهاد شده از دیدگاه تنش پسماند، به کمک نرم افزار المان محدودABAQUS جوشکاری دو پاسه لوله های AL 5083 به همراه مبدل فولادی A 36 به صورت سه بعدی مدلسازی شده و تنش های پسماند حاصل در مناطق اطراف جوش محاسبه گردیده است. بدلیل حساسیت موضوع روند شبیه سازی مورد اعتبار سنجی قرار گرفته است. در مدلسازی انجام شده خواص مکانیکی و حرارتی لوله به صورت تابعی از دما به نرم افزار داده شده و با توجه به جریان، ولتاژ و سرعت الکترود، شار حرارتی به صورت یک بار حجمی خارجی روی محیط جانبی لوله بوسیله مدل منبع حرارتی گلداک اعمال گردیده است. تنش های حاصل در جسم از زمان اعمال شار حرارتی تا رسیدن دمای محل جوش به دمای محیط محاسبه شده و تنش های نهایی باقیمانده در جسم در انتهای فرایند تبادل حرارتی با محیط تنش های پسماند می باشند. نتایج مدلسازی انجام شده همخوانی مناسبی با نتایج تجربی دارد و نشان می دهد که اتصال پیشنهاد شده مناسب بوده و از نظر مقادیر تنش پسماند سازه دچار مشکل نخواهد شد.