مشخصات این فایل
عنوان: اندرکنش قاب‌های بتنی با مهاربندهای فولادی
فرمت فایل: word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 18
این مقاله درمورد اندرکنش قاب‌های بتنی با مهاربندهای فولادی می باشد.
خلاصه آنچه در مقاله اندرکنش قاب‌های بتنی با مهاربندهای فولادی می خوانید .
- بررسی و مقایسه نتایج
4-1- بررسی سختی قاب بتنی با و بدون مهاربند فولادی
اولین و مهم‌ترین اثر وجود مهاربند در قاب بتنی، افزایش سختی قاب بتنی است اما این سوال وجود دارد که کدام‌یک از شکل‌های مهاربندی سختی جانبی بیشتری را در قاب ایجاد می‌نمایند. در ادامه، نمودار نسبت تغییرمکان هر طبقه از قاب بتنی بدون مهاربندی به قاب مهاربندی شده در دو جهت x و y، در اثر نیروی جانبی یکسان، برای هر سه تیپ ساختمان پنج ، ده و پانزده طبقه ارائه می‌شود. با بررسی نمودارهای 1 ، 2 و 3 می‌توان به این نتایج دست یافت :
- به طور کلی اضافه کردن مهاربند به قاب خمشی، موجب افزایش سختی جانبی سازه می‌شود اما با افزایش ارتفاع ساختمان، مقدار تغییر سختی کمتر می‌شود یعنی مشارکت مهاربند در تحمل بار جانبی کاهش می‌یابد.
- هرچه دهانه مهاربندی شده بزرگتر باشد، تاثیر مهاربند افزایش خواهد یافت، درنتیجه دهانه‌ای که برای مهاربندی کردن درنظر گرفته می‌شود حتی‌الامکان باید عریض باشد تا سیستم بازدهی بیشتری داشته باشد.
- با افزایش ارتفاع ساختمان، حساسیت سختی جانبی سازه نسبت به عامل شکل هندسی مهاربند کم می‌شود، به خصوص اگر دهانه کوچک باشد تقریبا تمام مهاربندها سختی جانبی نسبتا یکسانی تولید می‌کنند.
- مهاربند ضربدری بیشترین اثر را در افزایش سختی جانبی قاب بتنی دارد . پس از مهاربند ضربدری و درصورت عدم امکان مسدود نمودن دهانه، مهاربند هشت بیشترین سختی را تولید می‌کند.
- در کلیه تیپ‌های ساختمان و هر دو اندازه دهانه، مهاربند هفت کمترین سختی جانبی را تولید می‌کند.
- روش استفاده از مهاربند برای بهبود سختی جانبی قاب خمشی بتنی، بهترین کارایی را در طبقات اول تا ششم دارد و در طبقات بالاتر اگرچه دارای بازدهی کمی در افزایش سختی جانبی قاب می‌باشد اما هیچ‌گاه برش منفی ایجاد نمی‌نماید.
- اگر بخواهیم بهترین شکل‌های مهاربندی را برای بهبود سختی جانبی یک قاب موجود نام ببریم، این شکل‌ها به ترتیب کاهش کارایی عبارتند از : مهاربند ضربدری، مهاربند هشت و مهاربند تک قطری زیگزاگ.
4-2- سهم برش جذب شده توسط قاب خمشی بتنی و مهاربندهای فولادی
در نمودارهای 4، 5، 6، 7، 8 و 9 درصد برش جذب شده توسط قاب بتنی و مهاربندهای فولادی در هر طبقه ساختمان و در هر دو جهت دیده می‌شود. در این نمودارها خط‌پر نماینده قاب مهاربندی شده و خط‌چین نماینده قاب خمشی است.
با بررسی نمودارها اثر بسیار قابل‌توجه اندازه دهانه مهاربندی‌شده بر مقدار برش جذب شده توسط مهاربند به خوبی مشاهده می‌شود. نسبت دهانه به ارتفاع طبقه در جهت X ؛ b⁄h=1.67 و در جهت Y ؛ b⁄h=1.11 می‌باشد. همان‌طور که مشاهده می‌شود درصد جذب برش توسط مهاربند در دهانه کوچکتر، بدون توجه به ارتفاع ساختمان، کمتر است و این تفاوت بسیار قابل‌توجه می‌باشد به نحوی که در ساختمان ١٥ طبقه و در جهت Y ، سهم برش جذب شده توسط مهاربند تقریبا نصف برش جذب شده توسط قاب است. بنابراین نمی‌توان بدون منظور کردن پارامتر اندازه دهانه به بررسی اثر و کارایی مهاربند فولادی در قاب بتنی پرداخت و عدد یا محدوده‌ای را برای سهم مهاربند در تولید سختی جانبی بیان نمود. همچنین می‌توان به راحتی مشاهده نمود که روش استفاده از مهاربند فولادی در قاب بتنی برای بهبود رفتار لرزه‌ای قاب، با تاثیر توام افزایش ارتفاع و کاهش دهانه، عملا اثر خود را از دست می‌دهد و پارامتر اندازه دهانه‌های قابل قراردادن مهاربند، در انتخاب این روش به عنوان گزینه نهایی مقاوم‌سازی بسیار موثر است و درصورتی‌که دهانه‌هایی که در آن‌ها مهاربند قابل نصب است، کوچک باشند استفاده از این روش مفید یا اقتصادی نخواهد بود.
نکته دیگر، اثر ارتفاع قاب در کارایی روش است. مشاهده می‌شود که با افزایش ارتفاع، سهم مهاربند از کل برش وارد بر هر طبقه کاهش می‌یابد، به عنوان مثال مهاربندهای طبقه دوم قاب ٥ طبقه بیشتر از همان مهاربندها در قاب ١٥ طبقه در تحمل برش وارد بر سازه نقش دارند. برخلاف آنچه در مرجع [7] آمده است، مشاهده می‌شود که در هیچ طبقه‌ای از ساختمان‌های ١٠ و ١٥ طبقه، مهاربند برش منفی (یعنی برش در جهت محرک) تولید نمی‌کند و مهاربندهای بام حتی در جهت Y نیز درحدود ٢٠% برش کل را تحمل می‌کنند. این اختلاف در نتایج احتمالا به دلیل اختلاف پروسه طراحی در دو مورد است. در مرجع [7] تنها به این مقدار توضیح درباره روش طراحی بسنده شده است که قاب بتنی برای ٢٥% برش کل طراحی می‌شود و پس از آن در طرح مهاربندها ١٠٠% برش کل منظور می‌شود. احتمالا این فرض که طراحی بر اساس آن انجام شده، چندان صحیح نمی‌باشد و موجب ایجاد اثر منفی مهاربندها در طبقات بالایی ساختمان شده است. به هر حال در بررسی‌های انجام شده به خوبی مشاهده می‌شود که مهاربندها در طبقات یک تا پنج کلیه قاب، بیشترین اثر را دارند و در طبقات بالایی با شیب نسبتا ثابتی از اثر آن‌ها کاسته می‌شود.
اگر به نوع مهاربندها توجه شود نکات جالبی مشاهده خواهد شد. در قاب ٥ طبقه مهاربند ضربدری در هر دو جهت، رفتار متفاوتی با سایر شکل‌های مهاربندی دارد و سهم برش سایر شکل‌های مهاربندی در طبقات بالایی بیشتر از طبقات زیرین است. اما سهم برش مهاربند ضربدری در طبقات بالایی کاهش می‌یابد و نمودار مربوط به آن شیب منفی دارد. با افزایش ارتفاع کل، در ساختمان‌های ١٠ و ١٥ طبقه، رفتار این شکل مهاربندی با سایر شکل‌ها هماهنگ می‌گردد. اثر اندازه دهانه بر سختی هر شکل مهاربندی نیز قابل‌توجه است. در جهت X با b⁄h=1.67 ، مهاربندهای ضربدری و هشت تقریبا مشابه یکدیگر عمل می‌کنند و سهم برش بیشتری را جذب می‌نمایند. در جهت Y که b⁄h=1.11 ، سهم برش مهاربند ضربدری نسبت به سایر مهاربندها به ارتفاع ساختمان وابستگی بیشتری دارد. سهم برش این مهاربند نسبت به سایر مهاربندها، در ساختمان ٥ طبقه در طبقات پایین بیشتر و در بام کمتر است، در ساختمان ١٠ طبقه در تمامی طبقات سهم کمتری دارد و در ساختمان ١٥ طبقه در تمامی طبقات سهم بیشتری دارد. سایر مهاربندها نیز به همین ترتیب رفتار ثابت و مشخصی از خود نشان نمی‌دهند و تنها نتیجه‌گیری مشخصی که می‌توان انجام داد آن است که مهاربند هفت در جهت Y نیز همانند جهت X، ضعیف‌ترین شکل مهاربندی در میان پنج شکل مورد بررسی است.
نکته قابل‌توجه دیگر آن که به جز شکل مهاربندی ضربدری در قاب 5 طبقه، سهم برش طبقه اول در کلیه قاب‌ها و هر دو جهت تقریبا ١٠% کمتر از سهم برش طبقه دوم است.
4-3- بررسی شکل مهاربندی مناسب برای مقاوم‌سازی یک قاب بتنی :
از آنجا که قاب بتنی طراحی شده برای هر شکل مهاربندی با شکل دیگر متفاوت است، می‌توان بهترین شکل مهاربندی برای مقاوم‌سازی قاب موجود را تعیین نمود. برای این منظور درصد برش جانبی قابل تحمل برای هر قاب بتنی بدون وجود مهاربند تعیین می‌گردد.
با بررسی نمودار(10) می‌توان به نتایج زیر دست یافت :
- تقریبا می‌توان گفت که قاب بتنی مربوط به مهاربند ضربدری ضعیف‌ترین قاب است یعنی مهاربند ضربدری بهترین عملکرد را در افزایش مقاومت قاب بتنی دارد که این نتیجه با نتایج قسمت‌های قبل هماهنگ است.
- از آنجا که نحوه انتقال نیروی محوری مهاربند به ستون در مهاربند ضربدری و مهاربند تک قطری زیگزاگ تقریبا یکسان است، رفتار قاب مربوط به این دو نوع مهاربند مشابه است، اما قاب بتنی مربوط به مهاربند تک قطری زیگزاگ قوی‌تر است چون نیروی جانبی هر طبقه تنها توسط یک مهاربند تحمل می‌شود اما در نوع ضربدری این نیرو بین دو مهاربند تقسیم می‌شود.
- همان‌طور که انتظار می‌رود عملکرد مهاربند هشت در افزایش سختی قاب بتنی تقریبا معادل مهاربند ضربدری است و حتی مشاهده می‌شود که در ساختمان پنج طبقه عملکرد بهتری دارد.
- مهاربندهای نوع هفت و لوزی کمترین کارایی را در بهبود رفتار قاب دارند.
بخشی از فهرست مطالب مقاله اندرکنش قاب‌های بتنی با مهاربندهای فولادی
چکیده
1 - مقدمه
تاریخچه تحقیقات
3 - مدل‌سازی
بررسی و مقایسه نتایج
بررسی سختی قاب بتنی با و بدون مهاربند فولادی
4-2- سهم برش جذب شده توسط قاب خمشی بتنی و مهاربندهای فولادی
4-3- بررسی شکل مهاربندی مناسب برای مقاوم‌سازی یک قاب بتنی :
بررسی انواع مهار بند
نتیجه‌گیری
6 - مراجع
دانلود مقاله اندرکنش قاب‌های بتنی با مهاربندهای فولادی