| ارزیابی ضریب رفتار مهاربند های خارج از مرکز با لینک پیوند بلند | |
| تعداد صفحات | ۱۶۰ |
| نوع فایل | Word |
| حجم فایل | ۶٫۸۴ Mb |
ارزیابی ضریب رفتار مهاربند های خارج از مرکز با لینک پیوند بلند
در این قسمت پروژه با موضوع ارزیابی ضریب رفتار مهاربند های خارج از مرکز با لینک پیوند بلند به صورت فایل word برای دانلود ارائه شده است.
قسمتی از متن پروژه در زیر نشان داده شده است.
چکیده
قاب با مهاربند واگرا (EBF) یک سیستم مقاوم جانبی در ساختمانهای فولادی است که دارای رفتار و خصوصیاتی دوگانه بین سیستم قاب خمشی و بادبندهای همگرا می باشد. مهمترین و مورد توجه ترین ویژگی قاب های EBF برای طراحی لرزه ای میزان سختی بالا همراه با شکل پذیری و ظرفیت اتلاف انرژی عالی آن است. علاوه بر این دیگر مزیت سیستم قاب با مهاربند واگرا نسبت به سیستم بادبندی همگرا آزادی عمل معماری بیشتر در سیستم EBF می باشد. نحوه قرار گیری مهاربندها در قاب های EBF فضای بیشتری را برای درها، پنجره ها، یا سایر بازشو ها در قاب فراهم می کند.
عنصر کلیدی در سیستم باربر جانبی قاب با مهاربند واگرا تیر پیوند است. بر طبق نتایج آزمایشگاهی پوپوف و انگلهارت سختی، شکل پذیری، و ظرفیت جذب انرژی این سیستم کاملاٌ به طول تیر پیوند وابسته است و با افزایش طول تیر پیوند به شدت کاهش می یابند.
در ایران استفاده از قاب های EBF با لینک پیوند بلند به دلیل ملاحظات معماری مرسوم است. لذا، هدف از انجام این تحقیق ارزیابی شکل پذیری، اضافه مقاومت و ضریب رفتار قاب های EBF با طول تیر پیوند بلند است. بدین منظور قاب های EBF سه، شش و نه طبقه با لینک های به طول ۰٫۷ تا ۳ متر با استفاده از برنامه ی ETABS 9.7.4 طراحی و سپس در برنامه اجزاء محدود OPENSEES برای آنالیز با استفاده تحلیل بار افزون مدل می شوند و مقادیر این فاکتورها برای هرکدام از مدل ها به طور جداگانه محاسبه می شود.
نتایج حاکی از آن است که ضریب رفتار ۷ استاندارد ۲۸۰۰ برای لینک های کوتاه و متوسط تا طول حدود ۲ متر مناسب، ولی برای لینک های بلند با طول ۲٫۵ متر و بالاتر قابل اطمینان نیست.
مقدمه
ميليونها سال است كه زلزله در جهان به وقوع پيوسته و در آينده نيز به همانگونه كه در گذشته بوده است، اتفاق خواهد افتاد. اين پديده طبيعي هنگامي به يك مصيبت بزرگ انساني تبديل ميگردد كه در منطقهاي شهري با بافت متراكم اتفاق بيافتد. نمونه آثار اين سانحه مرگآور، در زلزلههاي بزرگ ايران همچون زلزله سال ۱۳۸۲ بم و زلزله ۱۳۶۹ منجيل بر هيچكس پنهان نيست. با وجود آگاهي از بسياري از عوامل وقوع اين پديده، جلوگيري از وقوع اين پديده با علم كنوني بشر امكان پذير نميباشد؛ ليكن كاهش اثر ارتعاشات نيرومند زلزله در قالب تقليل خسارات، صدمات و مخصوصاً تلفات جاني ناشي از آن امكانپذير ميباشد.
علم مهندسي زلزله به بررسی اثرات زلزله بر انسانها و محيط آنها و همچنين روشهاي كاهش اين اثرات ميپردازد. مطالعه زلزله و اثرات ناشي از آن با توجه به مدارك مكتوب متعلق به زلزلههاي ژاپن و نواحي شرق مديترانه به تقريباً ۱۶۰۰ سال قبل برميگردد. سوابق مطالعات زلزله در نواحي فعال لرزهاي آمريكا تنها به ۲۰۰ الي ۳۵۰ سال قبل بر ميگردد. ولي بشر ميليونها سال است كه از وقوع اين پديده مطلع است ولي تجربه و دانش او از علم زلزله خيلي كمتر از عمر اين پديده است. مهندسي زلزله در ابتداي قرن بيستم زاده شد و در انتهاي آن به كمال خود رسيد. از سال ۱۹۰۸ در ايتاليا ضوابط بارگذاري لرزهاي براساس قضاوت مهندسي آغاز و در بسياري كشورهاي جهان پذيرفته و اجرا شد. با تولد رايانهها و افزايش استفاده از آنها در انجام عملياتهاي زمانبر و تكراري دستي، علم ديناميك سازه به طور جدي به عرصهی مهندسي زلزله وارد شد.
اما ۴۰ سال طول كشيد تا طراحي لرزهاي متكي بر تحليلهاي ديناميكي سازه گردد. در فاصله دهه ۶۰ ميلادي تا اواخر دهه ۷۰، تلاشها، عمدتاً صرف آشتي دادن ضوابط قبلي و يافتههاي جديد شد و معرفي ضريب رفتار حاصل اين تلاشهاي آشتي جويانه است. در كنار شناخت ماهيت زلزله و نحوه وارد آوردن نيرو به ساختمانها، همواره آنچه نيروي زلزله بر آن وارد ميشود يعني خود ساختمان و سيستمي كه مقاومت لازم در برابر قدرت ارتعاشات را داشته باشد مورد توجه مهندسين سازه بوده است. رشد و توسعه انواع سيستمهاي سازهاي از ساختمانهاي خشتي تا آسمان خراشها، از مصرف خشت و چوب تا طراحي قالبهاي لرزهبر با استفاده از بتن و فولاد و امروز مصالح تركيبي (كامپوزيت) و …، همگي گواه اين مسئله ميباشند. اهداف طراحي لرزهاي و روابط معادلات موجود، اکنون در مسير تكامل به طراحي براساس عملكرد لرزهاي سازه رسيده است. چيزي كه عرصه جديدي از طراحي لرزهاي و لزوم تحقيق و جستجو در اين زمينه را پيش روی مهندسين سازه نهاده است، مطالعه لرزهاي سيستمهاي معمول سازهاي يا به عبارتي يافتن يك تعادل بين مقاومت سازه و اثرات ناشي از زلزله مانند تغيير مكانها، كاهش و افت مقاومت و سختي و نهايتاً شكست و فروپاشي مصالح و كل سازه است. لذا در راستاي طراحي سازه براساس عملكرد، كه در آن در سطح كاربردي معمول به دنبال از بين بردن تلفات جاني و استقرار سازه در محدودههاي ايمني است، بازنگري مجدد سيستمهاي سازهاي و خصوصيات سختي و شكل هندسي و محدوديتهاي شكلپذيري و تغيير مكانهاي آنها، از جمله فعاليتهاي مؤثر تا دستيابي به روشهاي طراحي براساس عملكرد ميباشد.
يكي از اين سيستمهاي سازهاي كه تولد آن نشانه تيزبيني پروفسور پوپوف و همكارانش بوده است و در سازههاي بزرگ بسياري در سطح جهان مورد استفاده قرار گرفته است، سيستم قابهاي لرزهبر فولادي با مهاربندي واگرا ميباشد [۱]. رفتار اين سيستمها كه داراي شكلپذيري بالايي ميباشند و از لحاظ عملكرد هندسي و معماري بسياري از محدوديتها را از ميان بر ميدارند، حداقل در كشور ما آنچنان معرفي نشده اند.
اهداف مجموعه حاضر
در طراحي لرزهاي و توجه به خصوصيات و پاسخهاي متفاوت سيستمهاي لرزهبر در برابر زلزله، استفاده از سيستمهاي بادبندي برون محور بسيار گسترش يافته است. با توجه به اينكه كشور ايران در مجموعه كشورهاي لرزهخيز ميباشد و همچنين توجه به اين مسأله كه كشور در حال توسعه اقتصادي است، احداث بناهایي با كاربردهاي متفاوت و با درجات اهميت بالا و متوسط، بسيار حياتي ميباشد، لذا لزوم يك آييننامهی قدرتمند كه بتواند با اعمال قوانين روشن و واضح در عرصهی طراحي و اجراي همگام با توسعهی ساخت و ساز در كشور، حافظ منافع و منابع ملي اين مرز و بوم باشد، شديداً احساس ميشود. آنگونه كه مشاهده ميشود، استاندارد ۲۸۰۰ ايران توانسته به گوشهاي از اين اهداف دست يابد. خوشبختانه استاندارد مذكور در حال توسعه و بازنگري دائمي بوده و اميد آن ميرود كه روزي به يك مجموعه مستقل در بخش طراحي لرزهاي و مهندسي زلزله از لحاظ مباني، تبديل گردد. در ويرايش سوم استاندارد ۲۸۰۰ (۱۳۸۴)، كه آخرين ويرايش آن تا اين تاريخ ميباشد، بسياري تفاوتها و تغييرات بنيادي در ارقام كنترل و طراحي در مقايسه با ويرايشهاي قبلي به چشم ميخورد. ليكن به جهت مطالعه تحقيقي بخش كوچكي از اين آيين نامه به مطالعه قابهاي ساده با بادبندهاي برون محور و عوامل مؤثر بر ضرايب رفتار خطي و غيرخطي آن پرداخته شده. در اين ويرايش همچنين اين قابها جز معدود مواردي هستند كه عدد جديدي براي آن اعلام نشده است. لذا ما در اين مجموعه با مطالعه و تحليل پارامترهاي ضريب رفتار سيستم مذكور همچون شكل پذيري، ضرايب اضافه مقاومت و ضرايب تنش مجاز متأثر از مشخصات هندسي مرسوم اين سازهها كه در بخشهاي آتي بدانها پرداخته خواهد شد، به دنبال تعيين ضريب رفتار سيستمهاي قابهاي ساختماني فولادي ساده با بادبندهاي برون محور هستيم. تا بتوان نقص اين آيين نامه را در اين مورد در حدامكان نشان دهيم.
فهرستی از مطالب این پروژه در زیر آمده است:
فهرست علايم و نشانه‌ها
فهرست جدول‌ها
فهرست شكل‌‌ها
فصل ۱- مقدمه و اهداف مجموعهی حاضر
۱-۱- مقدمه
۱-۲- اهداف مجموعه حاضر
فصل ۲- معرفی قابهای فولادی با مهاربند واگرا
۲-۱- مقدمه
۲-۲- مشخصات قاب های با مهاربند خارج از مرکز
۲-۲-۱- سختی قاب
۲-۲-۲- عوامل مؤثر بر پريود قابهاي EBF
۲-۲-۳- مقاومت قاب
۲-۲-۴- نیرو در لینک ها
۲-۲-۵- مکانیسم جذب انرژی
۲-۳- نتایج تست های آزمایشگاهی انجام شده بر روی قاب های با مهاربندی واگرا
۲-۳-۱- آزمایش بروی ساختمان سه طبقه در مقیاس یک سوم
۲-۳-۲- آزمایش بر روی تیرهای پیوند با لنگر انتهایی برابر
۲-۳-۳- آزمایش بر روی تیرهای پیوند با لنگر انتهایی نابرابر
۲-۳-۴- آزمون تیرهای پیوند مرکب
۲-۳-۵- آزمونهای ژاپن-ایالات متحده
۲-۳-۶- آزمایش بر روی قاب های با بادبند واگرا با تیر پیوند قابل تعویض
۲-۳-۶-۱- رفتار تیر های پیوند با صفحه انتهای
۲-۳-۶-۲- رفتار تیر های پیوند با دوبل ناودانی
۲-۳-۷- آزمایش انجام شده بر روی مقاطع مستطیلی
۲-۳-۸- عملکرد لینکهای بلند در قاب های مهاربندی واگرا
فصل ۳- تئوري هاي حاكم بر رفتار لرزه اي سازه ها
۳-۱- مقدمه
۳-۲- ضریب رفتار
۳-۳- روشهای محاسبهی ضریب رفتار
۳-۳-۱- روش طيف ظرفيت فريمن
۳-۳-۲- روش ضريب شكل پذيري يانگ
۳-۳-۲-۱- ضريب شكل پذيري سازه (µs)
۳-۳-۲-۲- ضريب كاهش بر اثر شكل پذيري (µR)
۳-۳-۲-۳- ضريب مقاومت افزون ( )
۳-۳-۲-۴- ضريب تنش مجاز(Y)
۳-۳-۲-۵- ضریب کاهش در اثر نامعینی سازه (RR)
۳-۳-۲-۶- فرمولبندي ضريب رفتار
۳-۳-۳- روش تئوري شكل پذيري
۳-۳-۴- روش انرژي
۳-۴- مقايسه روشهاي محاسبه ضريب رفتار
۳-۵- روش محاسبه ضريب رفتار در اين پژوهش
۳-۵-۱- ضریب کاهش نیروی زلزله در اثر شکلپذیری (Rµ)
۳-۵-۱-۱- نیومارک و هال
۳-۵-۱-۲- میراندا و برترو
۳-۵-۲- ضریب اضافه مقاومت (Ω) ۶۹
۳-۵-۳- ضریب کاهش در اثر نامعینی سازه (RR)
۳-۶- استفاده از ضريب مقاومت افزون در تركيبهاي بارگذاري IBC , BC , NEHRP
فصل ۴- مبانی مدلسازی عددی در نرمافزار
۴-۱- مبانی مدلسازی عددی
۴-۲- تعریف سیستم دستگاه مختصات مسئله
۴-۳- تعریف هندسهی مسئله
۴-۳-۱- تعیین مختصات نقاط
۴-۳-۲- تعریف مقطع اعضاء سازهای
۴-۳-۳- تعریف المانهای سازه (تیر، ستون، بادبند)
۴-۴- تعیین شرایط مرزی حل مسئله
۴-۵- بارگذاری
۴-۶- تعیین پارامترهای خروجی
۴-۷- تعیین شرایط و الگوریتم حل مسئله
۴-۸- انجام آنالیز
۴-۹- استخراج نتایج
فصل ۵- بررسی ضریب رفتار مهاربندهای واگرا با لینک پیوند بلند
۵-۱- مقدمه
۵-۲- انتخاب مدل
۵-۳- طراحي سيستمEBF با لينك پیوند وسط
۵-۴- ملاحظات تحليل غيرخطي سيستم سازهاي EBF لينك وسط
۵-۵- صحت سنجی مدل
۵-۶- بررسی ضریب رفتار قابهای سه طبقه با تیرهای پیوند متفاوت
۵-۶-۱- قاب سه طبقه با لینک پیوند ۷۰ سانتیمتری
۵-۶-۲- قاب سه طبقه با لینک پیوند ۱۰۰ سانتیمتری
۵-۶-۳- قاب سه طبقه با لینک پیوند ۱۵۰ سانتیمتری
۵-۶-۴- قاب سه طبقه با لینک پیوند ۲۰۰ سانتیمتری
۵-۶-۵- قاب سه طبقه با لینک پیوند ۲۵۰ سانتیمتری
۵-۶-۶- قاب سه طبقه با لینک پیوند ۳۰۰ سانتیمتری
۵-۷- بررسی ضریب رفتار قابهای شش طبقه با تیرهای پیوند متفاوت
۵-۷-۱- قاب شش طبقه با لینک پیوند ۷۰ سانتیمتری
۵-۷-۲- قاب شش طبقه با لینک پیوند ۱۰۰ سانتیمتری
۵-۷-۳- قاب شش طبقه با لینک پیوند ۱۵۰ سانتیمتری
۵-۷-۴- قاب شش طبقه با لینک پیوند ۲۰۰ سانتیمتری
۵-۷-۵- قاب شش طبقه با لینک پیوند ۲۵۰ سانتیمتری
۵-۷-۶- قاب شش طبقه با لینک پیوند ۳۰۰ سانتیمتری
۵-۸- بررسی ضریب رفتار قابهای نه طبقه با تیرهای پیوند متفاوت
۵-۸-۱- قاب نه طبقه با لینک پیوند ۷۰ سانتیمتری
۵-۸-۲- قاب نه طبقه با لینک پیوند ۱۰۰ سانتیمتری
۵-۸-۳- قاب نه طبقه با لینک پیوند ۱۵۰ سانتیمتری
۵-۸-۴- قاب نه طبقه با لینک پیوند ۲۰۰ سانتیمتری
۵-۸-۵- قاب نه طبقه با لینک پیوند ۲۵۰ سانتیمتری
۵-۸-۶- قاب نه طبقه با لینک پیوند ۳۰۰ سانتیمتری
۵-۹- تحلیل نتایج
۵-۹-۱- مقایسهی منحنی های بار افزون قابهای سه، شش و نه طبقه
۵-۹-۲- پریود قابهای سه، شش و نه طبقه
۵-۹-۳- ضریب شکلپذیری قابهای سه، شش و نه طبقه
۵-۹-۴- ضریب کاهش ناشی از شکلپذیری قابهای سه، شش و نه طبقه
۵-۹-۵- ضریب اضافه مقاومت قابهای سه، شش و نه طبقه
۵-۹-۶- ضریب تنش مجاز قابهای سه، شش و نه طبقه
۵-۹-۷- ضریب رفتار قابهای سه، شش و نه طبقه
۵-۱۰- جمع بندی نتایج تحقیق
۵-۱۱- ارائه پيشنهاد براي ادامه تحقيقات
فهرست مراجع
| ارزیابی ضریب رفتار مهاربند های خارج از مرکز با لینک پیوند بلند | |
| تعداد صفحات | ۱۶۰ |
| نوع فایل | Word |
| حجم فایل | ۶٫۸۴ Mb |