Untuk mencapai pengoptimuman dalam pembinaan, konventional rasuk I telah digantikan oleh keratan tirus dengan perbukaan. Idea pembukaan and tirus pada profil web adalah disebabkan oleh moment gradient yang tidak seragam sepanjang rasuk dalam kebanyakkan kes. Bentuk keratan rentas harus berubah secara linear dengan moment gradient untuk mencapai efisien yang lebih tinggi dengan kos yang lebih rendah. Pengagihan semula tegasan dari beban adalah disebabkan oleh ketirusan dan pembukaan pada profil web. Oleh itu, analisis unsur terhingga secara tidak linear telah dijalankan untuk menyiasat corak ubah bentuk ricih dan efisien bahagian keluli tirus dengan bukaan dalam kajian ini. Sebanyak 148 model telah disimulasi melalui perisian LUSAS dengan parameter pembolehubah yang ditetapkan seperti nisbah penirusan, bentuk pembukaan, saiz pembukaan dan susun atur pembukaan. Keluli tirus dengan pembukaan mempunyai kritikal beban ricih dan efisien yang lebih rendah berbanding dengan keluli tirus tanpa pembukaan, tetapi ia memperoleh kritikal beban ricih dan efisien yang lebih tinggi berbanding dengan keratan seragam tanpa pembukaan. Saiz pembukan yang kecil dengan penirusan nisbah yang rendah menyumbang kepada kapasiti ricih dan efisient yang lebih besar. Perbezaan dalam susun dan jarak pembukaan akan mempengaruhi kekuatan ricih dan efisien keluli tirus dengan pembukaan. Model yang mempunyai efisien tertinggi adalah keratan yang mempunyai pembukaan bentuk berlian dengan 0.4D saiz dengan 0.3 nisbah penirusan. Beban ricih kritikal dan efisien masing-masing telah dikurangkan sebanyak 14.39% dan 13.91% apabila pembukaan ditambah pada keluli tirus. Sebanyak 0.56% bahan keluli boleh dijimatkan dalam pembinaan yang sama dengan keluli tirus yang mempunyai pembukaan berbanding dengan keluli tirus tanpa pembukaan.
_______________________________________________________________________________________________________
For optimization in construction, conventional I-beam is widely replaced by tapered and perforated section. The ideas of tapering and perforating the web of the section comes from the reason of ununiform moment gradient throughout the beam for most cases. The cross-sectional shape of beam is varied linearly to the moment gradient to achieve target of higher efficiency with lower cost. The redistribution of the stress from the applied load is caused by the tapering and perforating on the web profile. Hence, a non-linear finite element analysis was conducted to investigate the shear deformation pattern and efficiency of the tapered steel section with perforation in this research. A total of 148 models were simulated via LUSAS software with the variables parameters fixed as tapering ratio, perforation shape, perforation size and perforation layout. The tapered steel section with perforation has lower critical shear buckling load and efficiency compared to tapered section without perforation but obtains a higher critical shear buckling load and efficiency compared to uniform section without perforation. The smaller the opening size and tapering ratio contributes to a larger of shear buckling capacity and efficiency of the section. The perforation layout with different perforation arrangement and spacing affect the shear strength and efficiency of the tapered steel section with perforation. The highest efficiency model is selected as section with 0.4D diamond perforation in layout 3 under tapering ratio of 0.3. The critical shear buckling load and efficiency is reduced 14.39% and 13.91% respectively when perforations are added onto the tapered steel section. A total of 0.56% steel material can be saved for same structural construction by using tapered steel section with perforation compared with tapered steel section without perforation.
The efficiency of tapered steel section with perforation under shear buckling behaviour / Lock Pui Yee