در این پایان نامه تحلیل دینامیکی غیرخطی برآورد لرزه ای تعیین نقصهای سازه های CBF صورت می گیرد
دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد رشته عمران گرایش زلزله
تحلیل دینامیکی غیرخطی برآورد لرزه ای تعیین نقصهای سازه های CBF
مقدمه
سازه‌های
فولادی مجموعه‌ای از اعضای منفصل فولادی بصورت تیر و ستون می‌باشد که توسط
انواع اتصالات و نوع طراحی آنها تبدیل به سیستمی می‌شود که نیازهای ما را
برآورده سازد.ساختمان
ترکیبی است در فضا که از المانهای سازه‌ای تیرها و ستونها و المانهای
غیرسازه‌ای، نما، کف و پارتیشن که با انواع مختلف اتصالات با هم جفت
شده‌اند تشکیل شده است. پاسخ واقعی چنین سیستمی ترکیبی، به بارهای
دینامیکی و استاتیکی مختلف، بسیار پیچیده است زیرا وابسته به هندسه مصالح و
انواع بارگذاری می‌باشد و متاثر از تعداد زیادی از اندرکنش‌های سازه‌ای و
غیر سازه‌ای است، مشخصه‌هایی که هنوز بخوبی شناخته نشده‌اند. در مجموع سازه
به تنهایی یک سیستم سه بعدی فضایی است، که پاسخش به محرکات، بسیار متاثر
از رفتار اتصالات تیر به ستونش می‌باشد.
در
آنالیز سیستم‌های سازه‌ای فرض بر این است که سیستم بصورت یکپارچه عمل
نماید، چرا که عملکرد صحیح سیستم در عمل، بستگی به یکپارچگی آن خواهد داشت
لذا برای تامین یکپارچگی لازم استفاده از اتصالات مناسب و کارآمد ضروری
خواهد بود در واقع اگر در سازه‌ای، تیرها و ستونها محافظه کارانه طراحی شده
باشند در صورت عدم استفاده از اتصالات مناسب، سیستم بصورت یکپارچه عمل
نکرده و ایمنی لازم در برابر نیروهای قائم و جانبی را نخواهد داشت.
در
آئین‌نامه‌های معتبر جهان از جمله AISC برای طراحی و آنالیز سازه‌های
فولادی سه نوع سیستم سازه‌ای در نظر گرفته می‌شود که وجه تمایز آنها در نوع
اتصالاتشان می‌باشد این سه نوع سیستم سازه‌ای عبارتند از: سیستم‌های
صلب(Fully Restrained:FR) نیمه صلب (Partially Restrained:PR) و ساده
(Simple framing: SF).در
سیستم سازه‌ای صلب، فرض بر این است که هیچگونه چرخشی بین تیر و ستون اتفاق
نمی‌افتد و تحت بارهای بهره‌برداری، زاویه اتصال هر چه که هست ثابت
می‌ماند. بعبارتی اتصالات تیر به ستون دارای صلبیت کافی جهت نگهداری زاویه
اولیه بین اعضا متقاطع می‌باشند.
در
سیستم سازه‌ای ساده، اعضا (تیر و ستون) بدون انتقال لنگر به همدیگر بصورت
آزاد دوران می‌کنند. در این نوع سیستم، اتصال مفصلی بوده و زاویه اتصال
بسته به بار وارده کم یا زیاد خواهد شد. در قاب ساده فرض می‌کنند که انتهای
تیرها و شاه تیرها، تنها برای انتقال برش به ستون متصل شده‌اند و مقاومتی
در برابر دوران حاصله از بارهای ثقلی نخواهند کرد. در غیر از این دو حالت
فوق، سیستم موردنظر و اتصالات آن نیمه صلب می‌باشد.
در
سیستم نوع سوم، لنگر خمشی در اتصال بین صفر و حالت صلب خواهد بود و دارای
رفتار میانه‌ای بین اتصالات نوع اول و نوع دوم می‌باشد. در این مورد فرض
می‌شود که اتصالات می‌توانند برش قائم را انتقال دهند، همچنین ظرفیت انتقال
مقداری از لنگر را نیز دارا هستند. لکن در عمل هیچگاه زاویه بین اعضا بطور
مطلق ثابت نمانده و همچنین هیچ نوع مفصلی نمی‌توان یافت که لنگر در آن صفر
باشد لذا لازم است تا مرزها و کمیت‌های قابل سنجش برای تفکیک این سه نوع
اتصال و سیستم‌های مربوطه مشخص شود. مهمترین معباری که برای تفکیک و
طبقه‌بندی اتصالات در مراجع مختلف استفاده شده است منحنی لنگر ـ دوران
(Moment- Rotation Curve) اتصال می‌باشد.
کلمات کلیدی:
سازه های فولادی
تحلیل دینامیکی سازه
تعیین نقصهای سازه های CBF
فهرست مطالب
فصل اول: اتصالات در سازه‌های فولادی
ـ انواع اتصالات سازه‌های فولادی در آئین‌نامه AISC
شکل (-) نمایش طبقه‌بندی اتصالات در آئین‌نامه AISC بوسیله منحنی ممان چرخشی
- انواع اتصالات در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان []
- تقسیم‌بندی اتصال براساس (EURO CODE )
ـ انواع اتصالات
الف) بال جوشی تقویت نشده (WURF)
ب) بال‌های جوش شده با ورقهای پوششی(WCPF)
ج) تیر با مقطع ضعیف شده (RBS or Dog Bone)
د) ماهیچه جوشی تک
هـ) ماهیچه جوشی دوبل
و) صفحه کناری (SPL) Side Plate
ز) شکاف جان (SW) Slotted Web
-- اتصالات نیمه صلب
الف) اتصال صفحه جان تک و نبشی جان تک
ب) اتصالات نبشی جان تیر دوبل
ج) اتصالات صفحه سر
شکل (-) انواع اتصالات نیمه‌صلب
د) اتصالات نبشی فوقانی و نشیمن
هـ) اتصالات نبشی فوقانی و نشیمن با نبشی جان دوبل
و) اتصالات صفحه انتهایی
ـ رفتار اتصالات
فصل دوم: طرح لرزه‌ای سازه‌های فولادی خمشی جوشی
ـ عوامل موثر بر عملکرد ضعیف اتصالات گیردار در زلزله نورتریج
ــ اثر مقیاس (Sclae Effect)
ــ اثر جزئیات اتصال
ــ اثر فرایند جوشکاری Welding Procesures
ــ عدم رعایت استانداردهای جوشکاری
ــ اثر شکاف Notch Effect در تردشکنی
ــ تاثیر مقاومت متغیر فولادها
ــ تاثیر تمرکز تنش
ــ اثر تنش سه محوره Trixial Stress
ـ ارتقاء لرزه‌ای سازه‌های موجود با قابهای خمشی جوشی
ــ استانداردها و آیین‌نامه‌ها
ــ اهداف و ضوابط ارتقاء
ــ استراتژی‌های ارتقاء
ــ ارتقاء از قبل تایید شده اتصالات
ـــ بال جوش شده اصلاح شده بدون تقویتی
ـــ اتصال جوشی با ماهیچه تحتانی
ـــ اتصال جوشی با ماهیچه تحتانی و فوقانی
ـ معیارهای طرح لرزه‌ای سازه‌های فولادی خمشی جوشی جدید
ــ استانداردها و آیین‌نامه‌های مورد استفاده
ـ ـ انتخاب سیستم
ـــ ترکیب و مسیر بار
ـــ نوع اتصال
ـــ انتخاب نوع قاب خمشی
ــ تحلیل و طراحی سازه‌ای
ــ چند نوع اتصال جوشی از قبل تایید شده
) بال جوشی تقویت نشده
) بال‌های جوش شده با ورقهای پوششی
) تیر با مقطع ضعیف شده (RBS)
) ماهیچه جوشی تک
) ماهیچه جوشی دوبل
) صفحه کناری
) شکاف جان
ـ تقویت اتصالات فولادی گیردار با ورقهای پوششی
ــ مقدمه
ــ تقویت اتصالات گیردار
ــ اطلاعات آزمایش اتصالات با ورقهای پوششی
ـــ نمونه‌های مورد آزمایش
ـــ جوشکاری و جزئیات ساخت
ـــ نتایج آزمایش
ـــ علل زوال
ــ نتیجه‌گیری و بحث
فصل سوم: بررسی رفتار و عملکرد اعضاء و اتصالات تحت اثر بارهای رفت‌وبرگشتی
- فلسفه طراحی
- منحنی هیسترزیس جهت مدل کردن اتصالات
-- مدلهای هیسترزیس
-- رفتار هیسترزیس اتصالات
ـ سازه‌های ساختمان فولادی نیمه صلب
-- رفتار لرزه‌ای قابهای صلب و نیمه صلب
ــ طراحی لرزه‌ای قابهای نیمه صلب ساختمان‌های فولادی
بخش اول: تحقیقات جهت بررسی رفتار اتصالات تیر به ستون
ـ معرفی (آزمایش و تحقیق)
ـ سیستم قابهای خمشی (Moment Resistant Frame) MRF
- بررسی رفتار اتصالات نیمه صلب با نبشی تحت بارگذاری سیکلی
ــ هدف
ــ معرفی
ــ وسایل آزمایش
ــ روش کار آزمایش
ــ نتایج آزمایش
ــ نتیجه‌گیری
ـــ مدل عددی برای بررسی رفتار لرزه‌ای اتصالات تیر به ستون نیمه صلب
ـــ معرفی
--- دقت مدل عددی
ـــ نتیجه
ـ رفتار اتصالات نبشی فوقانی و نشیمن تحت بارهای لرزه‌ای و بررسی اثر لغزش پیچهای اتصال
ــ هدف
ــ معرفی
ــ آزمایشات
ــ اثر لغزش پیچ
ــ رفتار لغزشی: مقایسه با سایر آزمایشات و نکات طراحی
ــ پیش‌بینی عددی توسط یک مدل مکانیکی
ــ نتیجه
ـ آسیب‌پذیری اتصالات جوشی در زمین لرزه نورتریج
ـ بررسی آزمایشگاهی بر روی اتصال خمشی جوشی فولادی تقویت نشده
ـ عملکرد اتصال بال جوشی و جان پیچی تحت اثر بارگذاری دوره‌ای
ـ بررسی اتصال زوج نبشی جان
ــ هدف
ــ معرفی و شرح آزمایش
ــ نتیجه‌گیری
بخش دوم: عملکرد بادبندها تحت بارگذاری چرخه‌ای
-سیستم قاب مهاربندی شده هم‌مرکز CBF
-- مقدمه
-- انواع سیستم‌های CBF
-- مزایا و معایب قاب با مهاربندی هم مرکز (CBF)
-- رفتار هیسترزیس سیستم CBF
ـ کمانش خارج از صفحه در اثر بار رفت و برگشتی در مهاربندی دوبل نبشی
ــ چکیده
ــ معرفی
ــ طراحی نمونه‌های آزمایش
ــ نتیجه‌گیری و توصیه‌های طراحی
ـ کمانش داخل صفحه مهاربند دوبل نبشی تحت بار چرخه‌ای
-- خلاصه و نتیجه‌گیری
- رفتار اعضای بادبندی فولادی و مرکب با مقاطع توخالی و پرشده
-- هدف
-- معرفی و شرح تحقیقات
-- نتیجه گیری
- رفتار بادبندهای نبشی ضربدری در اثر بار رفت و برگشتی
-- چکیده
-- نتایج و پیشنهادات
ارزیابی ساختمان خسارت دیده در زلزله
برآورد و ارتقای لرزه‌ای قابهای دارای بادبند شورن
. نقصهای سازه‌های دارای CBF و رفتار رفت و برگشتی اعضای بادبندی
. اهداف تحقیق
. مزایای نسبی و قابلیت اجرایی در راهکارهای متفاوت بهسازی
. نتایج
مراجع
