پایان نامه عمران : بررسی پارامترهای هندسی مهاربند زانویی
اسفند ۱۸, ۱۳۹۳/
مطالب این پست : پایان نامه بررسی پارامترهای هندسی مهاربند زانویی 132 صفحه
پایان نامه کارشناسی عمران
با فرمت ورد word ( دانلود متن کامل پایان نامه )
مراجع :
1- شاپور طاحونی ، “ طراحی سازه‌های فولادی بر مبنای آئین‌نامه فولاد ایران “ چاپ سوم ،1379.
2- احمد نیکنام ، ابراهیم ثنایی ، جواد هاشمی ، حسن باجی ،“ رفتار و ضوابط طراحی لرزه‌ای ساختمانهای فولادی بر مبنای آئین نامه UBC “ چاپ اول ، 1381.
- Aristizabal- ochoa. “Disposable Knee Bracing : Improvement in seismic design of steel frames”. J.struc . eng .ASCE , 112 ,(7) , 1544 –1552 , (1986)
4.Balendra T ., sam M.T., Liaw C . Y . , “ Diagonal brace with ductile knee anchor for abseismic steel frames” , Earthguake Engineering and structural Dynamic , Vol. 19 , 847 –858(1990)
- Nonoka , An elastic analysis of a bar under repeated axial loading . Int. J. solids struct. , 9,569-580 , ( 1973 ) .
6- حسن مقدم ، ” مهندسی زلزله مبانی و کاربرد ” چاپ اول ، 1381.
- Thambirajah Balendra , Ming –Tuck Sam , Chih – Young Liaw and Seng- Lip Lee , “ preli minary studies Into the Behaviour of Knee Bracced Frames Subject to Seismic Loading . Vol .13,p. 68-74,1991.
- Balendra T ., sam M . T . and Liaw C. Y., “ Design of Earthquake Resistant Steel Frames with Knee Bracing” , J. construction steel Research , Vol . 18 , ( 3) , 193-208 ( 1991) .
- Balendra T . ,Lim E. L. , and Lee S.L. , “ Ductile Knee for Seismic Resistant Structures , “Erg. Structures , Vol , 16 , No.4 , p263 –269 , 1994.
10 – فرهاد دانشجو ، جلیل عسگری ، ” رفتار غیرخطی قابهای با سیستم مهاربند زانویی تحت تاثیر زلزله” مجله علمی – پژوهشی استقلال ، سال 22 ، شماره 2 ، اسفند 82 ، صفحات 103 الی 116 .
11 – مسعود مفید، پیمان خسروی، ” بررسی رفتار و قابلیت های نوعی بادبند با خروج از مرکزیت دوگانه” مجموعه مقالات پژوهشی، سال 1375 ، دانشگاه صنعتی شریف ، صفحات 287 الی 293 .
12 – مسعود مفید، پیمان خسروی، ” بررسی رفتار و قابلیت های نوعی بادبند با خروج از مرکزیت دوگانه” مجموعه مقالات پژوهشی، سال 1376 ، دانشگاه صنعتی شریف ، صفحات 287 الی 293 .
13- ناطق الهی ، “رفتار و طراحی لرزه‌ای قابهای خارج از مرکز “ . مؤسسه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله چاپ
اول ، 1375.
14-شاپور طاحونی ، ” طراحی سازه‌های فولادی به روش حالات حدی چاپ اول ” ، 1370.
15- مینور – واکابایاشی ، “ساختمانهای مقاوم در برابر زلزله” ، ترجمه محمد مهدی سعادت‌پور ، انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان ، چاپ دهم ، 1382.
16- ” آئین نامه سازه‌های فولادی AISC “. ترجمه سید رسول میرقادری ، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان ، چاپ دهم ، 1382.
- American Institute of Steel Construction , “ Specification for the Design Fabrication and Erection of Struction of Structural Steel for Buildings” . Manual of Steel Construction , 8th , edn , chicago , 1970.
Abstract
Knee – braced frame (KBF) consists of a moment resisting frame and digonal braces connected to short knee elements at one or it’s both ends. The lateral stiffness of the structure is provided by the flexibility of frame and knee- bracees which depend to the ductility of the connected knees .
In this thesis the e’ffects of geometric parameters of knee-braced frames on lateral stiffness of the structure has been studied , and finally a diagram has been presented to determine the lateral stiffness of these frames by choosing .
Key Words – Knee braced , stiffness , ductlitiy , geometric parameter’s.
فهرست مطالب
فصل اول:
1-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………. 2
1-2- شکل پذیری سازه ها ………………………………………………………………………………………… 4
1-3- مفصل و لنگر پلاستیک ……………………………………………………………………………………… 5
1-4- منحنی هیستر زیس و رفتار چرخه ای سازه ها ……………………………………………………….. 6
1-5- مقایسه رفتار خطی و غیر خطی در سیستمهای سازه ای ……………………………………………… 7
1-6- ضریب شکل پذیری …………………………………………………………………………………………. 8
1-7- ضریب کاهش نیروی زلزله در اثر شکل پذیری سازه ……………………………………………….. 9
1-8- ضریب اضافه مقاومت ……………………………………………………………………………………… 10
1-9- ضریب رفتار ساختمان …………………………………………………………………………………….. 10
1-10- ضریب تبدیل جابجایی خطی به غیر خطی ………………………………………………………… 12
1-11- سختی ……………………………………………………………………………………………………….. 12
1-12- مقاومت ……………………………………………………………………………………………………… 12
1-13- جمع بندی پارامترهای کنترل کننده ………………………………………………………………. 12
فصل دوم :
2-1-1- قاب فضایی خمشی ……………………………………………………………………………………… 14
2-1-2- تعریف سیستم قاب صلب خمشی …………………………………………………………………….. 14
2-1-3- رفتار قابهای خمشی در برابر بار جانبی …………………………………………………………….. 15
2-1-4- رابطه بار – تغییر مکان در قابهای خمشی ………………………………………………………….. 16
2-1-5- رفتار چرخه ای قابها …………………………………………………………………………………… 16
2-1-6- شکل پذیری قابهای خمشی ………………………………………………………………………….. 16
2-1-7- مفصل پلاستیک در قابهای خمشی ………………………………………………………………….. 17
2-1-8- مشخص کردن لنگر پلاستیک محتمل در مفصل پلاستیک ……………………………………. 18
2-1-9- کنترل ضابطه تیر ضعیف – ستون قوی …………………………………….. 18
2-1-10- چشمه اتصال …………………………………………………………………………………………… 19
2-1-11- اثرات چشمه اتصال بر رفتار قاب خمشی ……………………………………………………….. 19
2-1-12- طراحی چشمه اتصال ………………………………………………………………………………… 19
2-1-13- اثرات نامعینی …………………………………………………………………………………………. 20
2-2-1- سیستم مهاربندی همگرا ……………………………………………………………………………….. 20
2-2-2- پاسخ رفت و برگشتی مهاربندهای فولادی ……………………………………………………….. 21
2-2-3- ضریب کاهش مقاومت فشاری مهاربند …………………………………………………………….. 23
2-2-4- رفتار لرزه ای قابهای فولادی با مهاربندی ضربدری ……………………………………………. 23
2-2-5- رفتار کششی تنها …………………………………………………………………………………………. 24
2-2-6- رفتار کششی – فشاری ………………………………………………………………………………….. 24
2-2-7- تاثیر ضریب لاغری در رفتار قاب با مهاربندی همگرا …………………………………………… 24
2-2-8- سیستم دوگانه قاب خمشی و مهاربندی همگرا …………………………………………………… 25
2-3-1- سیستم مهاربندی واگرا ………………………………………………………………………………… 25
2-3-2- سختی و مقاومت قاب ………………………………………………………………………………….. 26
2-3-3- زمان تناوب قاب ………………………………………………………………………………………… 27
2-3-4- مکانیزم جذب انرژی ………………………………………………………………………………….. 27
2-3-5- نیروها در تیرها و تیر پیوند …………………………………………………………………………… 29
2-3-6- تعیین مرز پیوندهای برشی و خمشی ………………………………………………………………. 30
2-3-7- تسلیم و مکانیزم خرابی در تیر پیوند ……………………………………………………………….. 31
2-3-8- اثر کمانش جان تیر پیوند ……………………………………………………………………………. 31
2-3-9- مقاومت نهایی تیر پیوند ……………………………………………………………………………….. 32
2-4-1-سیستم جدید قاب با مهاربندی زانویی ………………………………………………………………. 32
2-4-2- اتصالات مهاربند – زانویی …………………………………………………………………………….. 35
2-4-3- سختی جانبی الاستیک قابهای KBF………………………………………………………………… 35
2-4-4- اثر مشخصات اعضاء بر سختی جانبی ارتجاعی سیستمهای KBF………………………………. 37
2-4-5- رفتار غیر خطی مهاربند زانویی تحت بار جانبی…………………………………………………. 37
فصل سوم :
3-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………. 41
3-2- مشخصات کلی ساختمان ………………………………………………………………………………….. 41
3-3- بارگذاری جانبی …………………………………………………………………………………………… 44
3-3-1- بارگذاری ثقلی …………………………………………………………………………………………. 44
3-3-2- بارگذاری جانبی ……………………………………………………………………………………….. 45
3-4- تحلیل قابها……………………………………………………………………………………………………. 46
3-5- طراحی قابها …………………………………………………………………………………………………. 48
3-5-1- کمانش موضعی اجزاء جدار نازک ………………………………………………………………… 48
3-5-2- کمانش جانبی در تیرها و کمانش جانبی – پیچشی در ستونها ………………………………… 50
3-6- طراحی قابهای TKBF…………………………………………………………………………………….. 53
3-7- طراحی اعضای زانویی …………………………………………………………………………………… 54
3-8- طراحی تیرها و ستونها ……………………………………………………………………………………. 55
3-9- طراحی اعضای مهاربندی ………………………………………………………………………………… 55
3-10- طراحی قابهای EBF……………………………………………………………………………………… 55
3-11- طراحی قابهای CBF……………………………………………………………………………………… 55
3-12- نتایج طراحی مدلها ………………………………………………………………………………………. 56
3-12-1- سیستم TKBF + MRF …………………………………………………………………………….. 56
3-12-2-سیستم EBF + MRF………………………………………………………………………………….. 57
3-12-3- سیستم CBF + MRF…………………………………………………………………………………. 57
3-13- کنترل مقاطع انتخابی با قسمت دوم آئین نامه AISC…………………………………………….. 58
3-13-1- کنترل کمانش موضعی ……………………………………………………………………………… 58
3-13-2- کنترل پایداری جانبی اعضای زانویی …………………………………………………………… 58
3-14- بررسی رفتار استاتیکی خطی سیستمهای KBF و EBF و CBF و مقایسه آنها با یکدیگر ……. 58
3-14-1- مقایسه تغییر مکان جانبی مدلها……………………………………………………………………… 59
3-14-2-مقایسه پربود طبیعی مدلها…………………………………………………………………………….. 59
3-14-3- بررسی نیروپذیری المانهای زانویی در قابهای TKBF…………………………………………. 60
3-14-4- بررسی نیروهای داخلی ایجاد شده در تیر کف………………………………………………… 61
3-14-5- بررسی نیروی فشاری در اعضای قطری …………………………………………………………. 63
3-15- بررسی اثر پارامترهای هندسی قاب روی سختی سیستمهای KBF……………………………. 63
3-15-1- بررسی اثر و بر سختی ارتجاعی سیستمهای TKBF………………………………….. 64
3-16- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی ………………………………………………………………………. 81
3-16-1-معادلات تعادل دینامیکی …………………………………………………………………………….. 81
3-16-2- مشخصات دینامیکی قابهای مورد مطالعه …………………………………………………………. 82
3-16-3- شتاب نگاشتهای اعمالی ………………………………………………………………………………. 83
3-16-4-نتایج تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی …………………………………………………………….. 92
فصل چهار م :
4-1- نتایج …………………………………………………………………………………………………………… 96
4-2- ضوابط طراحی زانویی …………………………………………………………………………………… 97
4-3- پیشنهادات ……………………………………………………………………………………………………. 99
پیوست 1 …………………………………………………………………………………………………………… 100
پیوست 2……………………………………………………………………………………………………………. 107
پیوست 3……………………………………………………………………………………………………………. 111
مراجع ………………………………………………………………………………………………………………. 118
فهرست شکلها
فصل اول :
شکل 1-1- قابهای مقاوم خمشی …………………………………………………………………………………. 2
شکل 1-2- قاب با مهاربند هم محور …………………………………………………………………………….. 2
شکل 1-3- نمونه هایی از قابهای خارج از مرکز ……………………………………………………………… 3
شکل 1-4- قاب با مهاربند زانویی ………………………………………………………………………………… 3
شکل 1-5- منحنی ایده آل و واقعی نیرو – تغییر مکان یک سیستم ……………………………………… 4
شکل1-6- تیر دو سر مفصل تحت اثر بار افزایشی ……………………………………………………………. 5
شکل 1-7- منحنی نیرو – جابجایی وسط دهانه تیر ………………………………………………………….. 5
شکل 1-8- نمودار تغییرات کرنش در یک مقطع تحت اثر خمش ………………………………………. 6
شکل 1-9- منحنی واقعی کرنش – کرنش فولاد …………………………………………………………….. 6
شکل 1-10- منحنی هیسترزیس ایده آل و دو منحنی دارای زوال …………………………………….. 6
شکل 1-11- رفتار سازه ها تحت بار دوره ای …………………………………………………………………. 7
شکل 1-12- مقایسه رفتار خطی و غیر خطی ایده آل سیستمهای مقاوم ساختمانی …………………… 8
شکل1-13- طیف بازتاب ارتجاعی و غیر ارتجاعی با شکل پذیری ثابت ………………………………… 9
شکل 1-14- تعریف پارامترهای غیر خطی ………………………………………………………………….. 10
فصل دوم :
شکل 2-1- تغییر شکل قاب صلب خمش …………………………………………………………………….. 14
شکل 2-2- تغییر شکل قاب خمشی ……………………………………………………………………………. 15
شکل 2-3- روابط بار – تغییر مکان برای قاب خمشی تحت بار ثقلی ………………………………….. 16
شکل 2-4- روابط بار – تغییر مکان قابهای خمشی پرتال …………………………………………………. 16
شکل 2-5- روابط شکل پذیری برای قاب خمشی پرتال …………………………………………………. 17
شکل 2-6- مد گسیختگی و تشکیل طبقه نرم ……………………………………………………………….. 18
شکل 2-7- چشمه اتصال …………………………………………………………………………………………. 19
شکل 2-8- حلقه های هیسترزیس قاب مهاربندی همگرا………………………………………………….. 21
شکل 12-9- رفتار رفت و برگشتی عضو قطری مهاربند …………………………………………………… 22
شکل 2-10- تصویر عضو بادبندی در نواحی مختلف دیاگرام شکل2-9-…………………………….. 22
شکل 2-11- تغییر شکل غیر متقارن قابهای با بادبندی همگرا ……………………………………………. 23
شکل 2-12- منحنی های هیستر زیس بادبندهای با رفتار فقط کششی ………………………………… 24
شکل 2-13- نمونه ای از منحنی های هیسترزیس سیستم با بادبندی فشاری – کششی …………….. 25
شکل 2-14- نمونه هایی از قاب های خارج از مرکز ……………………………………………………… 25
شکل 2-15- اثر تغییر طول تیر پیوند بر سختی قاب ……………………………………………………… 26
شکل2-16- ارتباط مقاومت نهایی با نسبت ………………………………………………………………. 27
شکل2-17- ارتباط زمان تناوب اصلی با نسبت ………………………………………………………… 27
شکل 2-18- مکانیسم های جذب انرژی در سیستم های خمشی و واگرا ……………………………… 28
شکل 2-19- تغییرات دوران خمیری مورد نیاز با نسبت ……………………………………………… 29
شکل2-20- نیروهای موجود در تیر پیوند قاب واگرا ……………………………………………………. 30
شکل2-21- نیروهای موجود در تیر رابط …………………………………………………………………… 30
شکل 2-22-انواع قابها با مهاربند زانویی ……………………………………………………………………… 33
شکل 2-23- دو نمونه از اتصال بادبند به زانویی …………………………………………………………… 35
شکل 2-24-انواع قابهای KBF………………………………………………………………………………….. 36
شکل 2-25- قاب دارای مهاربند زانویی ……………………………………………………………………… 37
شکل 2-26- روند تشکیل مفاصل خمیری قابها تحت تاثیر زلزله نوغان ……………………………….. 38
فصل سوم :
شکل 3-1- قاب TKBF…………………………………………………………………………………………… 41
شکل 3-2- پلان محوربندی …………………………………………………………………………………….. 42
شکل 3-3- سیستم TKBF+MRF………………………………………………………………………………. 43
شکل 3-4- سیستم EBF+MRF…………………………………………………………………………………. 43
شکل 3-5- سیستم CBF+MRF…………………………………………………………………………………. 44
شکل 3-6- خلاصه بارگذاری …………………………………………………………………………………… 46
شکل 3-7- نیروی محوری در عضو مهاربندی و عضو زانویی …………………………………………… 47
شکل 3-8- نیروی برشی در عضو زانویی …………………………………………………………………….. 47
شکل 3-9- لنگر خمشی در عضو زانویی ……………………………………………………………………… 47
شکل 3-10- کمانش موضعی قوطیهای جدار نازک ………………………………………………………. 48
شکل 3-11-نمودار لنگر- انحنا برای تیرستونهای H با نسبت عرض به ضخامت متفاوت …………… 49
شکل 3-12- نمودار پسماند تیرستونهای فولادی H با نسبتهای مختلف عرض به ضخامت …………. 49
شکل3-13- نمونه رفتا رلنگر – تغییر شکل برای تیرهای I تحت لنگر یکنواخت با نسبت مختلف 50
شکل 3-14- نمودار لنگر – انحنا برای تیرهای I با نسبت مختلف…………………………………… 51
شکل3-15- نمودار لنگر – انحنای تیرهای I با نسبت مختلف تحت لنگر متغیر…………………. 51
<span style="colo
پایان نامه عمران : بررسی پارامترهای هندسی مهاربند زانویی
