تعیین میزان لقی بهینه در اتصال مهاربند هم محور به قاب خمشی فولادی با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی
فایل پروژه ساختمان اسکلت فولادی با سیستم دوگانه قاب خمشی متوسط و بادبندی همگرا 4 طبقه روی پیلوت
نوع فایل: pdf
تعداد صفحات: 140 صفحه
نکته مهم: برای دریافت فایل پایان نامه به صورت word «قابل ویرایش» با ما تماس بگیرید.
پایان نامه برای دریافت درجه ی کارشناسی ارشد «M.SC»
چکیده:
در سازه های فولادی با اتصالات خمشی، یکی از مهم ترین توصیه های آیین نامه ها، ایجاد تدابیری برای تشکیل مفصل پلاستیک در تیر می باشد. اتصالات با صفحات کناری یکی از روش های مقاوم سازی اتصالات خمشی می-باشد. در این روش نیروهای کششی و فشاری بال های فوقانی و تحتانی تیر به کمک ورقهای گونه به ستون انتقال داده می شود. در این پایان نامه، بررسی رفتار لرزه ای اتصالات خمشی با صفحات کناری در قاب های خمشی فولادی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور، از صفحات کناری به منظور مقاوم سازی اتصال و نیز انتقال مفصل پلاستیک از چشمه اتصال به تیر بهره گرفته شده است. میزان جذب انرژی ورودی توسط این سیستم مقاوم در برابر زلزله و مقایسه با سیستم های متعارف در کل سازه انجام گرفته و تاثیر اتصالات با صفحات کناری در میزان مشارکت در تشکیل مفاصل پلاستیک در تیر سنجیده شده است. لازم به ذکر است با روش اجزای محدود و در نرم افزار المان محدود Ansys این مطالعه انجام پذیرفته و در نهایت با ارائه نتایج شبیه سازی های عددی، تاثیر نتایج به دست آمده بررسی و ارزیابی شده است.
مقدمه:
زلزله 17 ژانویه 1994 نرتریج کالیفرنیا مشخص کرد که اتصالات صلب جوشی تیر به ستون در قاب های خمشی به مقدار زیادی بیش از آنکه قبلاً به نظر می رسید، آسیب پذیر هستند. پایداری قاب های خمشی به ظرفیت اتصال تیر به ستون بستگی دارد تا سالم بماند و در مقابل تمایل به چرخش ناشی از نوسان ساختمان مقاومت کند.
اصلاح شکل پذیری لرزه ای و کاهش تمرکز تنش در محل اتصال تیر به ستون با استفاده از اتصالات خمشی نوین در قاب های خمشی فولادی امکان پذیر می باشد. که محققین زیادی در این زمینه مطالعات آزمایشگاهی و تحلیل های عددی گسترده ای را انجام دادند که در نهایت منجر به پیشنهاد یک سری اتصالات تیر به ستون با هندسه جدید شده است. برخی از این پیشنهادات با ذکر جزئیات در آیین نامه ها آورده شده اند. از این نوع اتصالات نوین می توان به اتصال تیر با مقطع کاهش یافته و اتصالات با صفحات کناری اشاره کرد که در فصل اول در این مورد توضیحات کلی ارائه گردید.
علت اصلی استفاده از این نوع اتصالات را می توان در شکل پذیری زیاد و رفتار غیر خطی بهتر این گونه اتصالات را در پاسخ لرزه ای نسبت به سایر اتصالات بیان کرد.
فهرست مطالب:
فصل اول : کلیات
1-1 مقدمه
1-2 عملکرد اتصالات جوشی در زلزله نرتریج و کوبه
1-3 طبقه بندی صدمات وارده به اتصالات در حین زلزله
1-3-1 خرابی در تیرها
1-3-2 خرابی در بال ستون
1- 3-3 خرابی ها و نقایص جوش
1-3-4 خرابی در ورق اتصال برشی جان تیر
1-3-5 خرابی در چشمه اتصال
1-4 پیشنهاداتی برای بهبود رفتار اتصالات جوشی
1-4- 1 اتصالات یگانه
1-4-1-1 تقویت اتصال
1-4-1-2 تیر با مقطع کاهش یافته
1– 4- 2 اتصالات دو گانه
1-4-3 اتصالات صلب
1-5 بررسی کلی اتصالات (تشکیل مفصل پلاستیک)
1-6 اتصال صفحه کناری
1-6-1 چگونگی طراحی، ساخت و نصب اتصال صفحه کناری
1-6-1-1 طرح سازه ای
1-6-1-2 چگونگی ساخت و نصب سیستم اتصال صفحه کناری
1-6-2 ویژگی های سیستم اتصال صفحه کناری
1-6-2-1 عملکرد زنجیروار (کابلی)
1-6-2-2 جدایی بین تیر و ستون
1-6-2-3 مسیرهای ساده انتقال بار
1-6-2-4 عملکرد سیکلی مناسب
1-6-2-5 مزیت ویژه در استفاده با ستون های با مقطع تو خالی (لوله ای- جعبه ای)
1-6-2-6 صرفه جویی در هزینه
1-7 اتصالات گیردار با صفحات فوقانی و تحتانی جوش شده به بال تیر
1-7-1 روش طراحی در آیین نامه اتصالات ایران
1-8 اهداف پژوهش حاضر
فصل دوم : پیشینه تحقیق
2-1 مقدمه
2-2 مطالعات آزمایشگاهی مجدد بر اتصالات معمول قبل از زلزله نرتریج
2-3 آزمایش Engelhardt بر اتصالات خمشی متداول قبل از زلزله نرتریج
2-5 اتصال گیردار تیر به ستون دوبل فولادی با استفاده از صفحات کناری
2-5-1 توضیحاتی در مورد جزئیات نمونه ها
2-5-2 بررسی نتایج
2-6 معرفی اتصال خمشی تیر به ستون قوطی فولادی با استفاده از صفحات کناری
2-6-1 فرضیات مدلسازی
2-6-2 نحوه انجام آزمایش و اعمال بارگذاری
2-6-3 بررسی نتایج
2-6-3-1 توزیع تنش و کرنش
2-6-3-2 بررسی تاثیر تغییر ضخامت ورق کناری
2-7 مطالعه تجربی و مدلسازی اتصالات خمشی فولادی با صفحات کناری و ارائه هندسه جدید جهت بهبود رفتار اتصال
2-7-1 نمونه مدل شده و مدل آزمایشگاهی
2-7-2 نتایج
2-8 مطالعات انجام یافته بر روی رفتار غیر خطی اتصالات کناری
2-9 مقایسه رفتار چرخه ای اتصالات کناری با اتصالات RBS
2-10مقایسه رفتار اتصالات BWWF با اتصالات کناری تحت بارگذاری ناشی از انفجار
2-11 مقایسه هزینه اتصالات خمشی فولادی
فصل سوم : مدلسازی به روش عناصر محدود
3-1 مقدمه
3-2 کلیاتی در مورد روش عناصر محدود
3-3 معرفی نرم افزار مورد استفاده و نگاهی اجمالی بر آن
3-4 تحلیل غیر خطی در نرم افزار ANSYS
3-4-1 دلایل بروز رفتار غیر خطی
3-4-1-1 غیر خطی مصالح
3-4-1-3 تغییر شرایط و وضعیت سازه
3-4-2 توضیحاتی در مورد انجام تحلیل غیر خطی در نرم افزار ANSYS
3-4-2-1 بار گذاری گام به گام
3-4-2-2 تلورانس همگرایی
3-4-2-3 گام های بارگذاری و ریز گام ها
3-5 المان مورد استفاده در مدلسازی عناصر محدود
3-6 معیار تسلیم مورد استفاده برای مصالح
3-7 مدلسازی رفتار فولاد
3-8 مدلسازی اتصال با اتصالات با صفحات کناری
فصل چهارم : مطالعه پارامتریک جهت بررسی رفتار لرزهای اتصالات خمشی با استفاده از صفحات کناری
4-1 مقدمه
4-2 معرفی چشمه اتصال
4-3 روند انجام مطالعات پارامتریک
4- 4 مشخصات قاب های تحلیلی
4-5 نتایج به دست آمده از مدل های تحلیلی
4-6 مقایسه نتایج
فهرست اشکال :
شکل (1-1) : اتصال جان پیچی و بال جوشی
شکل (1-2) : خرابی محتمل در تیرها
شکل (1-3) : خرابی های محتمل در بال ستون
شکل (1-4) : خرابی، نقص و نا پیوستگی در جوش
شکل (1-5) : انواع خرابی در ورق اتصال برشی جان
شکل (1-6) : انواع خرابی چشمه اتصال
شکل (1-7) : ماهیچه مثلثی ( Triangular Haunch )
شکل (1-8) : اتصال ستون درختی ( column tree connection )
شکل(1-9) : اتصال با ورق های پوششی ( Cover Plates )
شکل(1-10) : اتصال با ورق های جانبی
شکل (1-11) : اتصال ترکیب ماهیچه تحتانی و حالت استخوانی
شکل(1-12) : اتصال JAMA
شکل (1-13) : شرایط مطلوب تشکیل مفصل پلاستیک
شکل (1-14) : محل تشکیل مفصل پلاستیک در تیرها
شکل (1-15) : نمونه ای از اتصالات صفحه کناری
شکل (1-16) : نحوه ساخت و نصب قاب خمشی با صفحات کناری
شکل (1-17) : جزئیات اتصال با ورق فوقانی و تحتانی (روسری و زیرسری)
شکل (2-1) : اتصال جان پیچی بال جوشی با جوش های اضافی در جان تیر در محل اتصال
شکل (2-2) : نمایی کلی از نحوه آزمایش
شکل (2-3) : جزئیات اتصال برای نمونه
شکل (2-4) : پاسخ چرخه ای نمونه
شکل (2-5) : پاسخ چرخه ای نمونه
شکل (2-6) : نمایی از نمونه PN3
شکل (2-7) : نمودار ممان_ دوران برای نمونه PN1
شکل (2-8) : هندسه کلی مدل اتصال تیر به ستون دوبل با استفاده از صفحات کناری
شکل (2-9) : منحنی های ممان- دوران برای مدل SP-A-01 تا SP-A-04
شکل (2-10) : هندسه کلی نمونه ها (بر حسب سانتی متر)
شکل (2-11) : بارگذاری استاندارد پیشنهاد شده ATC برای انجام آزمایش
شکل (2-12) : توزیع تنش و کرنش مدل ها در زاویه دوران06/0 رادیان بارگذاری دوره ای
شکل (2-13) : پوش منحنی های هیسترزیس لنگر- دوران ورق با ضخامت مختلف
شکل (2-14) : توزیع کرنش در زاویه دوران 06/0 رادیان بارگذاری دوره ای
شکل (2-15) : استفاده از ورق لچکی جهت جهت برطرف کردن
شکل (2-16) : المان بندی اتصال با صفحات کناری
شکل (2-17) : المان بندی مدل اصلاح شده با لچکی
شکل (2-18) : تغییرات شکل اتصال کناری در برابر بارهای وارده
شکل (2-19) : نمودار ممان دوران نمونه ها
شکل (2-20) : جزئیات دو اتصال BWWF و اتصالات کناری
شکل (2-21) : نمودارهای نیرو- تغییر مکان
شکل (3-1) : مقایسه روش گام به گام عادی با روش نیوتن- رافسون
شکل (3-2) : مقایسه بین روش ARC-LENGTH و روش نیوتن رافسون
شکل (3-3) : بارگذاری با 2 گام و 5 ریز گام در گام اول
شکل (3-4) : المان Shell 181 در نرم افزار ANSYS
شکل (3-5) : نمودار تنش _ کرنش فولاد
شکل (3-6) : تصویری از اتصال با صفحات کناری
شکل (4-1) : تغییرشکل اتصال در برابر نیروهای وارده
شکل (4-2) : تصویری از مدل اجزاء محدود یک نمونه از اتصالات متعارف
شکل (4-3) : تصویری از مدل اجزاء محدود یک نمونه از اتصال با صفحات کناری
شکل (4-4) : نمونه ای از قاب های تحلیلی
شکل (4-5) : اتصال طبقه دوم در لحظه 1.68 بارگذاری برای قاب با چشمه اتصال ضعیف
شکل (4-6) : قاب W در لحظه 2.64 بارگذاری برای قاب با چشمه اتصال ضعیف
شکل (4-7) : نمودار انرژی کرنشی جذب شده در تیر برای مدل W
شکل (4-8) : اتصال طبقه دوم در لحظه 1.66 بارگذاری برای قاب با چشمه اتصال متوسط
شکل (4-9) : قاب M در لحظه 2.66 بارگذاری برای قاب با چشمه اتصال متوسط
شکل (4-10) : نمودار انرژی کرنشی جذب شده در تیر برای مدل M
شکل (4-11) : اتصال طبقه دوم در لحظه 1.66 بارگذاری برای قاب با چشمه اتصال قوی
شکل (4-12) : قاب S در لحظه 2.66 بارگذاری برای قاب با چشمه اتصال قوی
شکل (4-13) : نمودار انرژی کرنشی جذب شده در تیر برای مدل S
شکل (4-14) : نمودار انرژی کرنشی جذب شده در تیر برای مدل HS
شکل (4-15) : اتصال طبقه دوم در لحظه 1.66 بارگذاری برای قاب با اتصال کناری
شکل (4-16) : قاب SP در لحظه 2.66 بارگذاری برای قاب با اتصالات کناری
شکل (4-17) : نمودار انرژی کرنشی جذب شده در تیر برای مدل SP
شکل (4-20) : نمودار مجموع انرژی کرنشی جذب شده در تیر
شکل (4-19) : نمودار انرژی کرنشی جذب شده در تیر در موقعیت ب
شکل (4-18) : نمودار انرژی کرنشی جذب شده در تیر در موقعیت الف
فهرست جداول :
جدول (1-1) : خرابی تیرها
جدول (1-2) : انواع خرابی در بال ستون
جدول (1-3) : انواع خرابی و نقایص و ناپیوستگی در جوش
جدول (1-4) : انواع خرابی در ورق اتصال برشی جان
جدول (1-5) : انواع خرابی چشمه اتصال
جدول (2-1) : مشخصات نمونه های آزمایش
جدول (2-2) : خلاصه ای از مقدار دوران پلاستیک و علت شکست نمونه ها
جدول (2-3) : خصوصیات مصالح و نتایج آزمایش پروفسور E. P. Popov
جدول (2-4) : ابعاد تیر و ستون دوبل مدل های در نظر گرفته شده
جدول (2-5) : ابعاد جزئیات اتصالات تیر به ستون دوبل
جدول (2-6) : ابعاد پروفیل های تیر و ستون مورد مطالعه
جدول (2-7) : مشخصات نمونه ها
جدول (2-8) : ابعاد اتصال Side Plate
جدول (2-9) : جزئیات اتصال با صفحات کناری مدل شده
جدول (2-10) : مقایسه هزینه اتصالات خمشی فولادی
جدول (3-1) : لیست المان های موجود در نرم افزار ANSYS
جدول (4-1) : جزئیات ساخت مدل ها
منابع و مأخذ:
[1] Houghton DL. The Sideplate Moment Connection: A Design Breakthrough Eliminating Recognized Vulnerabilities in Steel Moment Frame Connections. Proceedings of the 2nd World Conference on Steel Construction, San Sebastian, Spain, 1998.
[2] Federal Emergency Management Agency, FEMA-351: Recommended Seismic Evaluation and Upgrade Criteria for Existing Welded Steel Moment Frame Buildings, SAC Joint Venture, Sacramento, California, 2000.
[3] نقی پور، م. بررسی شکل پذیری و سختی جانبی قاب¬های خمشی دارای اتصال با صفحات کناری و اتصال با ورق بالا و پایین. هشتمین کنگره بین المللی مهندسی عمران، دانشگاه شیراز، اردیبهشت 1388.
[4] دیلمی، ا. اتصال گیردار تیر به ستون دوبل فولادی با استفاده از صفحات کناری. نشریه سازه و فولاد؛ دوره اول، شماره 1، صفحات 12-26، 1384.
نوع فایل: pdf
تعداد صفحات: 180 صفحه
نکته مهم: برای دریافت فایل پایان نامه به صورت word «قابل ویرایش» با ما تماس بگیرید.
پایان نامه برای دریافت درجه ی کارشناسی ارشد «M.SC»
چکیده:
از ضریب شکل پذیری برای محاسبه ضریب مقاومت شکل پذیری و سپس ضریب تعدیل پاسخ Rاستفاده می شود.
از ضریب تعدیل پاسخ R در استانداردهای بارگذاری لرزه ای , برای کاهش مقدار نیروها که ناشی از رفتار غیر خطی سازه¬ها در زلزله می باشد استفاده می گردد.از سوی دیگر بکارگیری سیستمهای جاذب انرژی مانند میراگرهای الحاقی بویژه میراگرهای ویسکو الاستیک به تدریج به جزئی تفکیک ناپذیر در طراحی لرزه ای تبدیل شده اند.چرا که بکارگیری و عملکرد مناسبی تحت اثر نیروی زلزله را دارا می باشند.
در چند دهۀ اخیر به منظور کاهش مشکلات ناشی از روش های متداول، مطالعاتی در زمینه سیستم های مستهلک کننده انرژی در آیین نامه های معتبر دنیا از جمله آیین نامه های FEMA , ASCE انجام گرفته است که یکی از این سیستم های مستهلک کننده، میراگر های ویسکو الاستیک است که در زمرۀ سیستم های کنترل غیر فعال می باشند.
در این تحقیق ضمن آشنائی با میراگرها ی ویسکو الاستیک، به منظور بررسی تاثیر میراگرهای ویسکو الاستیک بر پاسخ ارتعاشات لرزه ای و ضریب کاهش شکل پذیری ،مدل سازه ای 6 طبقه دردو حالت بدون میراگر و با میراگر بصورت 2 بعدی با قاب خمشی بتنی در نرم افزار SeismoStruct مدل سازی شده اندکه نتایج بدست آمده از این بررسی نشان می دهند که الحاق میراگر ویسکو الاستیک منجر به کاهش در تغییر مکان طبقه بام و برش پایه سازه های مورد بررسی گردید که بیانگر کارایی مناسب این سیستم ها در کاهش پاسخ ارتعاشات لرز ه¬ای سازه ها می باشد.
کلمات کلیدی: شکل پذیری، میراگر ویسکو الاستیک، قاب خمشی بتنی، نرم افزار SeismoStruct ، ارتعاشات لرزه ای
مقدمه :
در این فصل به منظور بررسی تاثیر میراگرها بر ضریب کاهش شکل پذیری سازه ها از مدل سازه ای 6 طبقه به صورت دو بعدی با قاب خمشی بتنی و با پلان مطابق شکل (7-1) و ارتفاع 3 متر استفاده شده است.کاربری سازه ها مسکونی و در زمین نوع 3 می باشد.از نرم افزار Etabs جهت طراحی مدل های سازه ای مورد استفاده قرار گرفته است،همچنین جهت انجام تحلیل های تاریخچه زمانی غیر خطی از نرم افزار SeismoStruct استفاده شده است.(معرفی نرم افزار و نحوه مدل کردن المانها و المان میراگر در نرم افزار بطور کلی در پیوست الف شرح داده شده است)و همچنین به منظور تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی از هفت شتاب نگاشت افقی زلزله استفاده شده است.
فهرست مطالب:
چکیده
مقدمه
فصل اول: روش های محاسبه ضریب رفتار و اجزای آن
مقدمه
1-1 روش های آمریکایی جهت محاسبه ضریب رفتار
1-1-1 روش طیف ظرفیت فریمن
1-1-2 روش ضریب شکل پذیری یوانگ
1-1-2-1 ضریب شکل پذیری کلی سازه
1-1-2-2 ضریب کاهش بر اثر شکل پذیری
1-1-2-3 ضریب مقاومت افزون
1-1-2-4 ضریب تنش مجاز
1-1-2-5 فرمول بندی ضریب رفتار
1-2روش های اروپایی جهت محاسبه ضریب رفتار
1-2-1روش تیوری شکل پذیری
1-2-2روش انرژی
1-3 مقایسه روش های محاسبه ضریب رفتار
1-4 اجزای ضریب رفتار
1-4-1 شکل پذیری
1-4-1-1 ضریب شکل پذیری کلی سازه
1-4-1-2 ضریب کاهش بر اثر شکل پذیری
1-4-2 مقاومت افزون
1-4-3 درجه نامعینی
فصل دوم: ضوابط سازه ای قاب های خمشی با شکل پذیری های مختلف همراه با مثال مورد ی
چکیده
2-1 مقدمه
2-1-1 سختی
2-1-2 شکل پذیری
2-1-3 مقاومت:
2-1-4 اهمیت شکل پذیری در سازه های بتن آرمه
2-2 ضوابط سازه های باشکل پذیری متوسط
2-2-1 محدودیت هندسی
2-2-2 آرماتورهای طولی و عرضی
2-2-3 شرایط خاموتها
2-2-4 اعضای تحت خمش وفشار در قابها
2-2-4-1 محدودیت هندسی
2-2-4-2 آرماتورهای طولی وعرضی
2-2-4-3 ویژگی آرماتورهای عرضی
2-2-5 اتصالات تیر به ستون ها در قابها
2-2-6 ضوابط طراحی برای برش در اعضای قابها
2-3 ضوابط سازه های با شکل پذیری زیاد اعضاء خمشی
2-3-1 محدودیت هندسی
2-3-2 آرماتور طولی
2-3-3 آرماتور عرضی
2-3-4 شرایط خاموتها
2-3-5 اعضاء تحت خمش وفشار
2-3-5-1 محدودیت هندسی
2-3-5-2 آرماتورهای طولی
2-3-5-3 آرماتور عرضی
2-3-5-4- شرایط تنگ های ویژه
2-3-6 کنترل ضابطه تیرضعیف – ستون قوی
2-3-7 دلایل مربوط به ضرورت ارضای این روابط
2-4 دیوارهای سازه ای
2-4-1 محدودیت های هندسی
2-4-2 آرماتورهای افقی وقائم
2-4-3 اتصالات تیر به ستون در قابها
2-4-4 طراحی برای برش
2-5 مثال
فصل سوم: ارزیابی اقتصادی قاب های خمشی با شکل پذیری های متعارف
چکیده
3-1 مقدمه
3-2 نیاز به طرح مناسب
3-3 شکل پذیری در طراحی لرزه ای
3-4 مطالعات موردی
3-5 خلاصه و نتیجه گیری
فصل چهارم: میرایی وانواع میراگرها
چکیده
4-1 مقدمه
4-2 تاریخچه
4-3 انواع میراگرها
4-3-1 میراگر ویسکوز
4-3-1-1 روابط میرایی ویسکوز
4-3-1-2 مزایا و معایب میراگرهای ویسکوز
4-3-1-3 کاربرد میراگرهای ویسکوز
4-3-2 میراگرهای ویسکو الاستیک
4-3-2-1 مزایا و معایب میراگرهای ویسکو الاستیک
4-3-2-2 کاربرد میراگرهای ویسکو الاستیک
4-3-3 میراگرهای اصطحکاکی
4-3-3-1 مزایا و معایب میراگرهای اصطحکاکی
4-3-3-2 کاربرد میراگرهای اصطحکاکی
4-3-4 میراگرهای تسلیمی (یا جاری شونده)
4-3-4-1 اشکال خاص مثلثی یا Xشکل
4-3-4-2 المان حلقوی
4-3-4-3 قابهای تسلیمی مرکزی
4-3-4-4 مزایا و معایب میراگرهای تسلیمی
4-3-4-5 کاربرد میراگرهای تسلیمی
4-3-5 آلیاژهای تغییر شکل ماندگار (SMAs)
4-4 نتیجه گیری
فصل پنچم: مشخصات تحلیلی مدل ها
5-1 مقدمه
5-2 مقاطع انتخابی
5-3 شتاب نگاشت های مورد استفاده در تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی
5-3-1 طیف طرح استاندارد
5-3-2 مقایسه طیف طرح استاندارد منطقه مورد بررسی و میانگین طیف پاسخ شتاب رکوردهای انتخابی
5-4 تعیین ضریب شکل پذیری سازه ها
5-5 تغییرات ضریب کاهش شکل پذیری ناشی از الحاق میراگر
فصل ششم: نتایج و بحث
6-1 مقدمه
6-2 بررسی تاثیر میراگر بر پاسخ ارتعاشی سازه های مورد مطالعه
6-3 بررسی تاثیر میراگر بر ضریب کاهش شکل پذیری سازه مورد مطالعه
6-4 نتیجه گیری
6-5 پیشنهاد
فصل هفتم: خلاصه پایان نامه
چکیده
7-1 مقدمه
7-2روش های کنترل
7-3 روشهای کنترل غیر فعال
7-4 تحلیل و طراحی میراگرها در سازههای یک درجه آزادی
7-5 تحلیل خطی و غیر خطی
7-6 انرژی جذب شده توسط سازه
7-7 مقایسه نمودار انرژی تغییر شکل های پلاستیک
7-8 مقایسه نمودار تغییر مکان و برش پایه
7-9 نتیجه گیری
پیوست: توضیحی از نرم افزار
چکیده
5-1 مقدمه
5-2روش های کنترل
5-2-1 روشهای کنترل غیر فعال
5-3 تحلیل و طراحی میراگرها در سازههای یک درجه آزادی
5-4 تحلیل خطی و غیر خطی
5-5 انرژی جذب شده توسط سازه
5-6 مقایسه نمودار انرژی تغییر شکل های پلاستیک
5-7 مقایسه نمودار تغییر مکان و برش پایه
5-8 نتیجه گیری
فهرست جداول
فصل اول:
جدول 1-1: ضرایب پیشنهادی کراوینکر و ناصاربرای محاسبه R_μ
فصل دوم:
جدول 2-1: مقادیر لنگر در ستونها ناشی از بار مرده، زنده و زلزله
فصل پنچم:
جدول 5-1: مقاطع بکار رفته در مدل سازه ای 6 طبقه
جدول 5-2: مشخصات رکوردهای زلزله های انتخابی
جدول 5-3: بازه زمانی T 1.5- T 0.2
فصل ششم:
جدول 6-1: مقادیر پاسخ های بدست آمده از آنالیز تاریخچه زمانی غیر خطی سازه 6 طبقه
جدول 6-2: نتایج تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی سازه 6 طبقه
جدول 6-3: محاسبه ضریب ∅ برای مدل ها
جدول 6-4: محاسبه ضریب تناوب برای مدل سازه 6 طبقه
جدول 6-5: نسبت تغییرات ضریب کاهش شکل پذیری ناشی از الحاق میراگر
فصل هفتم:
جدول 7-1: مقاطع بکار رفته در مدل سازه ای 6 طبقه
جدول 7-2: مشخصات رکوردهای زلزله های انتخابی
جدول 7-3: بازه زمانی T 1.5- T 0.2
جدول 7-4: مقادیر پاسخ های بدست آمده از آنالیز تاریخچه زمانی غیر خطی سازه 6 طبقه
جدول 7-5: نتایج تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی سازه 6 طبقه
جدول 7-6: محاسبه ضریب ∅ برای رکوردها
جدول 7-7: محاسبه ضریب تناوب برای مدل سازه 6 طبقه
جدول 7-7: نسبت تغییرات ضریب کاهش شکل پذیری ناشی از الحاق میراگر
فهرست اشکال:
فصل اول:
شکل1-1: طیف نیروهای وارد بر سازه در دو حالت ارتجاعی و غیر ارتجاعی
شکل1-2: رفتار کلی یک سازه متعارف
شکل1-3: مدل رفتاری ساده شده برای سیستم یک درجه آزاد
شکل1-4: تغییرات نیاز شکل پذیری تغییر مکانی با تغییر در مقاومت جانبی سیستم
شکل1-5: طیف ارتجاعی و غیر ارتجاعی با شکل پذیری ثابت
شکل1-6: مقایسه ضریب کاهش بر اثر شکل پذیری
شکل1-7: تغییرات ضریب مقاومت افزون برای سیستم های با زمان تناوب مختلف
فصل دوم:
شکل2-1: ضوابط لازم در صورت امکان تشکیل مفضل پلاستیک در اثر تغییر مکان جانبی غیر لاستیک
شکل2-2: شرایط قرارگیری خاموت ویژه
شکل2-3: نحوه قرارگیری میلگردها در بالا و پایین در سرتاسر تیر
شکل2-4: آرماتور طولی ستون در محل اتصال ستون به شالوده
شکل2-5: آرماتور عرضی در ناحیه
شکل2-6: تنگ ویزه که به قلاب ویژه ختم شده
شکل2-7: آرماتور طولی ستون در محل اتصال ستون شالوده
شکل2-8: تشکیل مفصل پلاستیک در ستون
شکل2-9: قرارگیری دو شبکه آرماتور در دیوار
شکل2-10: ضوابط آرماتورهای افقی و قائم
شکل2-11: اتصال محصور شده در سه سمت
شکل2-12: اتصال محصور شده در چهار سمت
شکل2-13: اتصال محصور شده در دو سمت
شکل2-14: قاب مطرح شده در مثال
فصل سوم:
شکل 3-1: تاثیر ضریب شکل پذیری در نیروی جانبی و انرژی کرنشی
شکل 3-2: ترک ایجاد شده در اثر بار رو به پایین
شکل 3-3: ترک ایجاد شده در اثر بار رو به بالا
شکل 3-4: پلان تیپ طبقات
شکل 3-5: آرماتور مصرفی سازه های6 طبقه بر حسب شکل پذیری های مختلف
شکل 3-6: هزینه مصالح سازه های6 طبقه بر حسب شکل پذیری های مختلف
شکل 3-7: آرماتور مصرفی سازه های12 طبقه بر حسب شکل پذیر یهای مختلف
شکل3-8: هزینه مصالح سازه های 12 طبقه بر حسب شکل پذیری های مختلف شکل
شکل 3-9: تغییرات هزینه مصالح مصرفی با ارتفاع ساختمان برای شکل پذیریهای متوسط و زیاد
فصل چهارم:
شکل 4-1: میراگر ویسکوز به همراه جزییات آن
شکل 4-2: میرایی ویسکوز خطی a)نیرو- جابجایی و b)نیرو- سرعت برای تحریکات تناوبی
شکل 4-3: میراگر ویسکوالاستیک
شکل 4-4: نمودار نیرو- جابجایی میراگر ویسکوالاستیک
شکل 4-5 منحنی نیرو- جابجایی میراگر اصطکاکی کلمب
شکل 4-6: استفاده از اتصال خطی و دورانی در بادبندیها
شکل 4-7: نحوه ی قرارگیری میراگر اصطکاکی pall, جزییات اتصال و حلقه پسماند
شکل4-8: مکانیزم کارمیراگر اصطحکاکی دورانی جدید
شکل4-9: میراگر تسلیمی مثلثی شکل و X شکل
شکل4-10: المان شکل پذیر جدید
شکل4-11: میراگرهای تسلیمی در بادبندهای هم محور
شکل4-12: منحنی پسماند درمیراگر SMA
فصل پنچم:
شکل 5-1: پلان طبقات
شکل 5-2: قاب سازه 6 طبقه
شکل 5-3: طیف شتاب زلزله های انتخابی
شکل 5-4: طیف شتاب زلزله های انتخابی همپایه شده
شکل 5-5 : مقایسه نمودار میانگین طیف پاسخ رکوردهای انتخابی مقیاس شده با طیف طرح استاندارد
شکل 5-6: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Cape Mendocino با الحاق میراگر
شکل5-7: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Cape Mendocino بدون الحاق میراگر
شکل 5-8: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Chi-Chi با الحاق میراگر
شکل5-9: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Chi-Chi بدون الحاق میراگر
شکل5-10: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Erzincan با الحاق میراگر
شکل 5-11: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Erzincan بدون الحاق میراگر
شکل5-12: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Imperial Valley با الحاق میراگر
شکل5-13: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Imperial Valley بدون الحاق میراگر
شکل5-14: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Loma Prieta با الحاق میراگر
شکل 5-15: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Loma Prieta بدون الحاق میراگر
شکل5-16: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Morgan Hill با الحاق میراگر
شکل5-17: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Morgan Hill بدون الحاق میراگر
شکل 5-18: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Northridge با الحاق میراگر
شکل5-19: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Northridge با الحاق میراگر
شکل5-20: تعیین ضریب شکل پذیری از روی منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Cape Mendocino با الحاق میراگر
شکل5-21: تعیین ضریب شکل پذیری از روی منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Cape Mendocino بدون الحاق میراگر
فصل هفتم:
شکل 7-1: پلان طبقات
شکل 7-2: طیف شتاب زلزله های انتخابی
شکل 7-3: طیف شتاب زلزله های انتخابی همپایه شده
شکل 7-4 : مقایسه نمودار میانگین طیف پاسخ رکوردهای انتخابی مقیاس شده با طیف طرح استاندارد
منابع و مأخذ:
[1] نشریه شماره120،سازمان مدیریت وبرنامه ریزی کشور (1380)،آیین نامه بتن ایران آبا.
[2] فهرست بهای واحدپایه رشته ابنیه، (1388)،سازمان مدیریت وبرنامه ریزی کشور.
[3]مقصودی،علی اکبر،شکل پذیری سازه های بتن آرمه،ویژه مناطق زلزله خیز،انتشارات دانشگاه شهیدباهنرکرمان)1375)
[4]فریبرز ناطقی الهی، میراگرهای انرژی در مقاوم سازی لرزه ای ساختمان ها انتشارات پژوهشکده بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، چاپ اول 1378
[5]رضا عباس نیا، محمدعلی کافی، بررسی عملکرد المان شکل پذیر در بادبندهای هم محور قاب های فولادی، هفتمین کنفرانس بین المللی عمران.
[6] فریبرز ناطقی الهی، میراگرهای انرژی در مقاوم سازی لرزه ای ساختمان ها انتشارات پژوهشکده بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، چاپ اول 1378
[7]رضا عباس نیا، محمدعلی کافی، بررسی عملکرد المان شکل پذیر در بادبندهای هم محور قاب های فولادی، هفتمین کنفرانس بین المللی عمران.
[8] MacGregor J. G. (1997) Reinforced Concrete, Mechanics and Design. 3rd Edition.
[9] Sheikh, S.A. and Uzumeri, S.M. Analytical Model for Concrete Confinement in Tied Columnes, Journal of Structural Division, ASCE, Vol. 108, No. 12, PP. 2703-2722, 1982.
[10] Cohn, M.Z. and Ghosh, S.K., "The Flextural Ductility of Reinforced Concrete Sectio ns", S.M. Report No.100. Solid Mech. Dir., Univ of Waterloo
[11]ATC 17-1. (1993) Proceedings on seismic isolation, passive energy dissipation, and active control. Redwood City (CA): Appl. Tech. Council, 1993.
[12]Soong TT, Dargush GF.(1997) Passive energy dissipation systems in structural engineering. London: Wiley, 1997.
[13]Dyke SJ, Spencer BF Jr, Quast P, Sain MK.(1995) The role of control– structure interaction in protective system design. JEngng Mech, ASCE 1995;121(2):322–38.
[14]Lai ML, Chang KC, Soong TT, Hao DS, Yeh YC.(1995) Full-scale viscoelastically damped steel frame. ASCE J StructEngng 1995;121(1):1443–7
[15]Soong, T.T. and Constantinou, M.C. ( 1994). Passive and Active Structural Vibration Control in Civil Engineering. Springer, New York
[16]Vader, A. S. "The influence of signature tower passive energy dissipating devices onseismic response of long span cable-supported bridges" thesis, Washingtonstateuniversity, 2004
[17] Weber, Feltrin and Hath "Guidelines for structural control" SAMCO final report,Switzerland, 2006
[18] Kareem, Kijewski, Tamura "Mitigation of motion of tall building withspecificexamples of recent application" 1999
[19]Chang. k.c, soong, T.1. "Viscoelastic dampers as energy dissipation devices forseismic applications" Earthquake Spectra, Vol 9, No.3, 1993, PP. 371-387.
[20]Samoand, L. D. and Elnashai, A. S. "Seismic retrofitting of steel and compositebuilding structures" report, University of Illinois, September 2002.
[21]Butterworth, J.W, "Seismic damage limitation in steel frames using friction energydissipators" 13th International conference on Steel & Space Structures, 2-3 september1999, Singapore
[22]Avtor PALL and Tina pall "Performance - based design using pall friction dampers –An economical design solution" 13th word conference on earthquake engineering, August2004, paper no 1955
[23]Cherry s. and filliatrault, A. "seismic respons control of buildings using frictiondampers" Earthquake Spectra, Vol 9, No.3, 1993, PP. 447-466.
[24]Mualla and Bellev " Performance of steel frames with a new friction damper deviceunder earthquake excitation" Engineering Structures,2002 PP.365-371
[25]Pall. A. Vezina. S & Proulx. p, "Friction-Dampers for seismic control of Canadianspace agency headquarters" Earthquake Spectra, Vol 9, No.3, 1993, PP. 547-557.
[26]Aiken, Nims, Whitker, Kelly "Testing of passive energy dissipation system"earthquake spectra,vol 9, no.3, august, 1993 1)Seismo Struct
[27]ATC 17-1. (1993) Proceedings on seismic isolation, passive energy dissipation, and active control. Redwood City (CA): Appl. Tech. Council, 1993.
[28]Soong TT, Dargush GF.(1997) Passive energy dissipation systems in structural engineering. London: Wiley, 1997.
[29]Dyke SJ, Spencer BF Jr, Quast P, Sain MK.(1995) The role of control– structure interaction in protective system design. JEngng Mech, ASCE 1995;121(2):322–38.
[30]Lai ML, Chang KC, Soong TT, Hao DS, Yeh YC.(1995) Full-scale viscoelastically damped steel frame. ASCE J StructEngng 1995;121(1):1443–7
[31]Soong, T.T. and Constantinou, M.C. ( 1994). Passive and Active Structural Vibration Control in Civil Engineering. Springer, New York
[32] خانم کلثوم جعفرزاده، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شبستر، زمستان 89
مقدمه
قبل از پیدایش تکنیک پیش تنیدگی، پل های بتن آرمه تنها برای پوشش دادن به دهانه های نسبتاً کوتاهی بکار برده می شدند. محدودیت طول دهانه در این پل ها دارای دو عامل اساسی بوده است. زیرا اولا برای دهانه های بلندتر حجم مصالح مصرفی(بتن و فولاد) بسرعت افزوده می گردد. بطوریکه بار مرده سازه خود یک عامل بحرانی در طراحی مقطع محسوب خواهد شد، ثانیاً هزینه های مربوط به قالب بندی و شمعک گذاری چنین عرشه هائی مقادیر بسیار بزرگی را بخود اختصاص خواهد داد. با توجه به دو عامل یاد شده، معمولا راه حل دیگر یعنی استفاده از شاهتریهای فولادی ترجیح داده می شد.
با ابداع شیوه پیش تنیدگی و بکارگیری آن در صنعت پلسازی، تا حدود زیادی مشکل مربوط به اقتصاد مصالح مصرفی برطرف گردید. استفاده از این تکنیک منجر به پیدایش مقاطع ظریف تری شد و با کاهش بار مرده عرشه امکان پوشش دادن به دهانه های بلندتری فراهم گردید. اما متاسفانه مشکل دوم یعنی هزینه های بسیار بالای مربوط به قالب بندی و چوب بست های مورد نیاز در اجرای چنین پل هائی بقوت خود باقی ماند، بطوریکه در دهانه های بلند قسمت بزرگی از هزینه ها به فاکتورهای یاد شده اختصاص داشته است. استفاده از شاهتیرهای پیش ساخته پیش تنیده هم نتوانست این مشکل را برطرف نماید زیرا محدودیت های مربوط به طول قطعات در هنگام حمل، امکان استفاده از چنین قطعاتی را در دهانه های بلند منتفی می نمود. از طرف دیگر حمل و نقل و نصب چنین شاهتیرهائی نیاز به استفاده از ابزارهای ویژه و گران قیمتی را بوجود می آورد.
امروزه پل های صندوقه ای قطعه ای پس کشیده در سرتاسر جهان مورد استقبال واقع شده اند و با بکارگیری این شیوه دهانه هائی با طور بیش از 250 متر پوشش داده شده اند. این پل ها ضمن بکارگیری مزایای بتن پیش تنیده، راه حل سریع و کم هزینه ای برای پوشش دادن به دهانه های بلند می باشند.
برخی از مزایای این قبلی پل ها عبارتند از:
1- کاهش ابعاد مقطع و در نتیجه کاهش بار مرده عرشه بواسطه بکارگیری پیش تنیدگی؛
2- افزایش راندمان مقطع بواسطه ترک نخوردن آن و قابلیت آن در تحمل لنگرهای خشمی با علامات مثبت یا منفی؛
3- سختی نسبتا زیاد مقاطع صندوقه ای در مقابل پیچش؛
4- سرعت زیاد و هزینه نسبی کم برای پوشش دادن به دهانه های بلند؛
5- عدم نیاز به چوب بست ها در هنگام عبور از موانع طبیعی نظیر درها یا رودخانه ها، و یا موانوع مصنوعی نظیر شاهراه های پرتردد؛
6- امکان بکارگیری تکنیک پیش ساختگی در پروژه های بزرگ و یا تکراری
با توجه به مطالب فوق، بررسی ضوابط طراحی و اصول اجرایی پل های پس تنیده همواره مورد توجه آیین نامه های معتبر کشورهای صنعتی قرار گرفته است و هر کدام به تناسب شرایط اقلیمی و ارکانی استانداردهای خاصی را تدوین کرده و در بخش جداگانه ای ارائه کرده اند. آیین نامه آشتوآمریکا که در پل سازی دارای پیشینه ای دور و دراز می باشد در فصل نهم به بتن پیش تنیده در پل سازی پرداخته است که در ادامه خواهد آمد. همچنین آیین نامه های کهن و معروف دیگر از جمله آیین نامه انگلستان با نام BSI، آیین نامه اروپا با نام EUROCODE و آیین نامه آلمان (DIN) و … نیز فصول معینی که این مهم آورده اند که از این بین ما دو آیین نامه پرکاربرد و قدیمی آشتو و BSI انگلستان را برای مقایسه و بررسی فنی انتخاب نموده ایم، که در فصول دهم و یازدهم متون ترجمه شده این دو آیین نامه با سیستم MKS در این مجمل آورده شده است که امید می رود مورد استفاده دانشجویان و اساتید گرانقدر قرار گیرد.