بررسی تحلیلی دیوارهای برشی فولادی و مقایسه آیین های موجود طراحی – عمران

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی عمران
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:318
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

بررسی تحلیلی دیوارهای برشی فولادی و مقایسه آیین های موجود طراحی – عمران

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب

۱ چکیده
۲ مقدمه
۱- کلیات ۳
۲- معرفی سیستم ۶
۳- تاریخچه مطالعات انجام شده بر روی دیوار برشی فولادی ۱۴

۱۷ Akiama و Mimura ، و همکاران

Takanashi 20 و همکاران Thorburn 
۲۳ Kulak و Timler

۲۶ Kulak و Trompoch
Caccese و همکاران ۲۷
Elgaaly و همکاران ۳۰

۳۴ Lu و Xue

۳۵ و همکاران Driver
۴۰ Rezai
Lubell و همکاران ۴۲
۴۵ Mo و Perng
۴۵ Yamada
۴۶ Yamada و Sugii
۴۷ Torii

۴۷ Nakashima

۴۹ Roberts و Sabouri – Ghomi 
 ۵۲ Zhao و Astaneh –Asl
۴- استفاده از سیستم در ساختمان ها ۶۴
۴-۱ استفاده در ساختمان های نوساز ۶۵
 ساختمان نیپون استیل ۶۵
 ساختمان شینجوکونومورا ۶۷
 هتل هایت ریجنسی ۶۹
 بیمارستان آلیو ویو ۷۰
 ساختمان های دیگر ۷۳
۴-۲ استفاده در تقویت ساختمان های موجود ۷۵
 ساختمان مرکز درمانی در چارلستون ۷۵
 ساختمان کتابخانه ایالتی اورگان ۷۶
۵- سختی و مقاومت ۷۸
۵-۱ دیاگرام بار ـ تغییر مکان برشی ( F-u ) دیوارهای برشی فولادی ۸۰
۵-۱-۱ دیاگرام بار ـ تغییر مکان برشی ( F-u ) ورق فولادی ۸۱
 تنش ها در ورق قبل از کمانش ۸۲
 تنش ها در ورق پس از کمانش ۸۴
۵-۱-۲ دیاگرام بار ـ تغییر مکان برشی ( F-u ) قاب ۹۱
۵-۲ اثر بازشو در سختی و مقاومت دیوارهای برشی فولادی ۹۳
۵-۳ مقایسه سختی برشی و مقاومت برشی نهایی دیوارهای برشی فولادی با مهاربند X شکل ۹۵
۶- شکل پذیری ، ضریب رفتار (R ) و جذب انرژی ۹۷
۶ -۱ نظریه پوپوف ۱۰۰
۶ -۲ روش یوانگ ۱۰۰
۶ -۳ روش کلاف و پنزین ۱۰۱
۶ -۴ آیین نامه ملی ساختمان کانادا ۱۰۱
۱۰۲ ATC-24 پروتکل ۵- ۶
۶ -۶ کمیته زلزله شناسی SEAOCص ۱۰۲
۶ -۷ ضریب رفتارهای پیشنهادی دکتر آستانه اصل ۱۰۳
۶ -۸ محاسبه و مقایسه ضریب رفتار R برای دیوار برشی فولادی ۴ طبقه مورد آزمایش درایور و همکاران وی در دانشگاه آلبرتای کانادا ۱۰۵
۶ -۹ جذب انرژی ۱۰۶
۷- پایداری ۱۰۷
۷-۱ کنترل روابط مربوط به پایداری ستون ها ۱۱۰
۷-۱-۱ اطمینان از کفایت صلبیت ستون ۱۱۰
۷-۱-۲ تحمل بارهای قائم محوری ۱۱۱
۷-۲ کنترل روابط مربوط به پایداری تیر ها ۱۱۲
۸- جزئیات اجرایی ۱۱۴
۹- دستورالعمل های آیین نامه ای ۱۲۱
۹-۱ دستورالعمل های آیین نامه ای مربوط به طراحی لرزه ای دیوارهای برشی فولادی ۱۲۲
۹-۲ محاسبه بار زلزله برای دیوار برشی فولادی با استفاده از آیین نامه های آمریکا ۱۲۳
۹-۲-۱ مقادیر ρ برای دیوارهای برشی فولادی ۱۲۴
۹-۲-۲ مقادیر QE و ضریب رفتار R برای دیوارهای برشی فولادی ۱۲۴
۹-۲-۳ مقادیر Ω برای دیوار برشی فولادی ۱۳۳
۹-۲-۴ مقادیر C برای دیوارهای برشی فولادی ۱۳۳
۹-۳ دستورالعمل های لرزه ای برای دیوارهای برشی فولادی ۱۳۳
۹-۴ دستورالعمل های لرزه ای AISC که مستقیماً به سیستم دیوارهای برشی فولادی مربوط است ۱۳۴

۹-۵ اطلاعاتی در مورد دیوارهای برشی فولادی از آیین نامه کانادا ۱۳۵
۱۰- تحلیل و طراحی لرزه ای دیوارهای برشی فولادی ۱۳۷
۱۰ -۱ آنالیز و طراحی دیوارهای برشی فولادی بر مبنای مدل نواری ۱۴۱
۱۰- ۱- ۱ آنالیز الاستیک دیوارهای برشی فولادی بر مبنای مدل نواری ۱۴۱
۱۰- ۱- ۲ آنالیز پلاستیک دیوارهای برشی فولادی بر مبنای مدل نواری ۱۴۳
 دیوار برشی فولادی با اتصال تیر به ستون ساده ۱۴۳
 دیوار برشی فولادی با اتصال تیر به ستون گیردار ۱۴۵
۱۰-۲ آنالیز و طراحی دیوارهای برشی فولادی بر مبنای مدل اندرکنش
قاب و صفحه پرکننده ۱۴۶ ۱۰- ۲- ۱ فرضیات اساسی مدل اندرکنش قاب و صفحه پرکننده ۱۴۶
۱۰- ۲- ۲ محاسبه ظرفیت برشی نهایی پانل ( F )ص ۱۴۶
۱۰- ۲- ۳ طراحی دیوار برشی فولادی بدون سخت کننده و بدون بازشو ۱۴۷
 محاسبه ضخامت ورق فولادی ( t )ص ۱۴۷
 کنترل روابط مربوط به پایداری ستون ها و تیرها ۱۴۸
 کنترل تغییرمکان های برشی ۱۴۸
 کنترل تغییرمکان های خمشی ۱۴۹
۱۰- ۲- ۴ طراحی پانل های دارای بازشو ۱۵۱
۱۰- ۲- ۵ طراحی دیوارهای برشی فولادی تقویت شده ۱۵۲
۱۰-۳ آنالیز و طراحی دیوارهای برشی فولادی بر مبنای مشابهت با روابط تیرورق ها در AISCص ۱۵۶
۱۰- ۳- ۱ دیوار برشی فولادی فشرده ۱۵۷
۱۰- ۳- ۲ دیوار برشی فولادی غیرفشرده ۱۵۸
۱۰- ۳- ۳ دیوار برشی فولادی لاغر ۱۵۸
۱۰- ۳- ۴ ضوابط طراحی اولیه دیوارهای برشی فولادی ۱۵۹
۱۰- ۳- ۵ توسعه روش های طراحی لرزه ای برای دیوارهای برشی فولادی ۱۵۹
۱۰-۳- ۵-۱ مدهای شکست اصلی ۱۶۰
 مدهای شکست دیوار برشی فولادی ۱۶۰
 مدهای شکست تیرهای فوقانی و تحتانی ۱۶۰
 مدهای شکست ستون های مرزی ۱۶۱
۱۰-۳- ۵- ۲ سلسله مراتب مدهای شکست ۱۶۱
۱۰-۳- ۵- ۳ معادلات طراحی برای مدهای شکست ۱۶۳
۱۰- ۳- ۶ تعیین ظرفیت های برشی ، خمشی و برشی ـ خمشی دیوارهای برشی فولادی ۱۶۳
۱۰-۳- ۶-۱ ظرفیت برشی دیوارهای برشی فولادی ۱۶۴
۱۰-۳- ۶-۲ ظرفیت خمشی دیوار برشی ۱۶۶
۱۰-۳- ۶-۳ ظرفیت برشی ـ خمشی (V-M) و یا ظرفیت برشی ـ خمشی ـ محوری (V-M-P) دیوار برشی فولادی ۱۶۷
۱۰-۴ مقایسه بین روش های طراحی و نتیج ه گیری ۱۶۸
۱۰-۵ طراحی اتصال صفحه دیوار برشی فولادی به تیرها و ستون های مرزی ۱۶۹
۱۰-۶ طراحی تیرهای فوقانی و تحتانی و ستون ها ۱۷۰
۱۱- مدل کردن دیوارهای برشی فولادی در تحلیل ۱۷۲
۱۱-۱ مدل کردن دیوارهای برشی فولادی فشرده ۱۷۳
۱۱-۲ مدل کردن دیوارهای برشی فولادی غیر فشرده و لاغر ۱۷۳
۱۲- تحلیل المان محدود به کمک نرم افزار ANSYSص ۱۷۵
۱۲-۱ کاربرد روش اجزای محدود در تحلیل سازه های صفحه ای ۱۷۶
۱۲-۲ معرفی نرمافزار ANSYS و هدف از انتخاب آن ۱۷۷
۱۲-۳ روش های تحلیل در ANSYSص ۱۷۹
۱۲- ۳- ۱ آنالیز استاتیکی ( Static )ص ۱۸۰
۱۲-۳- ۱- ۱ آنالیز استاتیکی خطی ۱۸۰
۱۲-۳- ۱- ۲ آنالیز استاتیکی غیرخطی ۱۸۰
۱۲- ۳- ۲ آنالیز مودال ( Modal )ص ۱۸۲
۱۲- ۳- ۳ آنالیز هارمونیک ( Harmonic )ص ۱۸۲
۱۲- ۳- ۴ آنالیز دینامیکی گذرا ( Transient )ص ۱۸۳
۱۲- ۳- ۵ آنالیز طیفی ( Spectrum )ص ۱۸۳
۱۸۳ ( Eigen Buckling ) آنالیز کمانش ۶ -۳ -۱۲
۱۲-۳- ۶-۱ آنالیز کمانش خطی ( مقادیر ویژه ) ۱۸۴
۱۲-۳- ۶-۱ آنالیز کمانش غیرخطی ۱۸۴
۱۸۵ ( Substructuring/CMS ) آنالیز زیرسازه ای ۷ -۳ -۱۲
۱۲-۴ المان مورد استفاده ۱۸۶
۱۸۶ SHELLص ۴۳ ۱ -۴ -۱۲
۱۸۷ SHELLص ۱۴۳ ۲ -۴ -۱۲
۱۸۸ SHELLص ۱۸۱ ۳ -۴ -۱۲
۱۲-۵ مصالح مورد استفاده ۱۹۰
۱۲- ۵- ۱ مصالح الاستیک ایزوتروپیک ۱۹۰
۱۲- ۵- ۲ مصالح غیرالاستیک با قابلیت سخت شوندگی سینماتیک ۱۹۰
۱۲-۶ معیار های تسلیم و مقایسه آن ها ۱۹۲
۱۲- ۶-۱ معیار تنش برشی ماکزیمم ( شش ضلعی ترسکا ) ۱۹۲
۱۲- ۶-۲ معیار انرژی اعوجاج ماکزیمم ( معیار فون میزس ) ۱۹۳
۱۲- ۶-۳ مقایسه معیارهای تسلیم ۱۹۴
۱۲-۷ نحوه اعمال بار بر روی نمونه ها در ANSYSص ۱۹۴
۱۳- تحلیل های مقدماتی به منظور صحت سنجی نتایج ANSYSص ۱۹۵
۱۳-۱ صحت سنجی نتایج ANSYS در آنالیز کمانش ، مطالعه همگرایی و آنالیز
حساسیت ۱۹۶ ۱۳- ۱-۱ محاسبه تنش برشی بحرانی با روابط تئوری ۱۹۶
۱۳- ۱-۲ مدلسازی و آنالیز کمانش نمونه در NSYSص ۱۹۷
۱۳-۲ صحت سنجی نتایج ANSYS در بارگذاری مونوتونیک ۲۰۲
۱۳- ۲-۱ کنترل نتایج ANSYS با یک مدل آزمایشگاهی ۲۰۲
۱۳- ۲-۲ کنترل نتایج ANSYS با روش تئوریک صبوری- رابرتز ۲۰۵
۱۳-۳ تأثیر شرایط مرزی بر نتایج ANSYS در بارگذاری مونوتونیک ۲۰۸
۱۴- بررسی اثرات ضریب شکل بر رفتار خرابی دیوار برشی فولادی تحت
بارگذاری سیکلیک ۲۱۶ ۱۴-۱ انتخاب نمونه ها ۲۱۷
۱۴-۲ مدل سازی در ANSYS و شرایط مرزی ۲۱۸
۱۴-۳ نحوه اعمال بارگذاری بر روی نمونه ها ۲۲۰
۱۴-۴ نتایج تحلیل ها بر روی نمونه ها ۲۲۲
۱۴- ۴-۱ نتایج آنالیز کمانش بر روی نمونه ها ۲۲۲
۱۴- ۴-۲ نتایج آنالیز مونوتونیک بر روی نمونه ها ۲۲۳
۱۴- ۴-۳ نتایج آنالیز سیکلیک بر روی نمونه ها ۲۲۵
۱۴-۵ بررسی نتایج و نتیجه گیری ۲۲۸
۱۴- ۵-۱ تأثیر ضریب شکل بر بار بحرانی دیوار برشی فولادی ۲۲۸
۱۴- ۵-۲ تأثیر ضریب شکل بر سختی دیوار برشی فولادی ۲۲۹
۱۴- ۵-۳ تأثیر ضریب شکل بر مقاومت نهایی دیوار برشی فولادی ۲۳۰
۱۴- ۵-۴ تأثیر ضریب شکل بر بار و تغییرمکان تسلیم دیوار برشی فولادی ۲۳۱
۱۴- ۵-۵ تأثیر ضریب شکل بر شکل پذیری دیوار برشی فولادی ۲۳۳
۱۴- ۵-۶ تأثیر ضریب شکل بر اتلاف انرژی ۲۳۴
۱۴- ۵-۷ نتیجه گیری ۲۳۵
۱۵- بررسی اثرات نسبت لاغری بر رفتار خرابی دیوار برشی فولادی تحت بارگذاری سیکلیک ۲۳۶

۱۵ -۱ انتخاب نمونه ها ۲۳۷
۱۵-۲ مدل سازی در ANSYS و شرایط مرزی ۲۳۸
۱۵-۳ نحوه اعمال بارگذاری بر روی نمونه ها ۲۳۸
۱۵-۴ نتایج تحلیل ها بر روی نمونه ها ۲۳۹
۱۵- ۴-۱ نتایج آنالیز کمانش بر روی نمونه ها ۲۳۹
۱۵- ۴-۲ نتایج آنالیز مونوتونیک بر روی نمونه ها ۲۴۰
۱۵- ۴-۳ نتایج آنالیز سیکلیک بر روی نمونه ها ۲۴۱
۱۵-۵ بررسی نتایج و نتیجه گیری ۲۴۴
۱۵- ۵-۱ تأثیر نسبت لاغری بر تشکیل میدان کششی قطری و نحوه خرابی دیوار ۲۴۴
۱۵- ۵-۲ تأثیر ضریب شکل بر بار بحرانی دیوار برشی فولادی ۲۴۵
۱۵- ۵-۳ تأثیر ضریب شکل بر سختی دیوار برشی فولادی ۲۴۶
۱۵- ۵-۴ تأثیر ضریب شکل بر مقاومت نهایی دیوار برشی فولادی ۲۴۷
۱۵- ۵-۵ تأثیر ضریب شکل بر بار و تغییرمکان تسلیم دیوار برشی فولادی ۲۴۸
۱۵- ۵-۶ تأثیر ضریب شکل بر شکل پذیری دیوار برشی فولادی ۲۵۰
۱۵- ۵-۷ تأثیر ضریب شکل بر اتلاف انرژی ۲۵۱
۱۵- ۵-۸ نتیجه گیری ۲۵۲
جمع بندی نتایج ۲۵۴

پیشنهادات ۲۵۶

منابع فارسی ۲۵۷

منابع لاتین ۲۵۸

فهرست علائم ۲۶۱
چکیده لاتین ( ABSTRACT )ص ۲۶۴

چکیده :
این گزارش اطلاعاتی در مورد عملکرد دیوارهای برشی فولادی تحت بارهای لرزه ای و طراحی لرزه ای آنها ، ارائه می کند . دیوارهای برشی فولادی بحث شده در این گزارش ، برای فراهم کردن مقاومت و سختی جانبی در ساختمان های فولادی و نیز در مقاوم سازی لرزه ای ساختمان های فولادی و بتنی موجود استفاده شده اند . از سال ۱۹۷۰ ، مهندسین سازه دیوارهای برشی فولادی را به عنوان سیستم مقاوم باربر جانبی برای ساختمان های بلند مرتبه جدید در مناطق با خطر لرزه ای زیاد مانند کالیفرنیا و ژاپن ، به کار گرفتند . این گزارش برای بررسی رفتار لرزه ای دیوارهای برشی فولادی و نیز طراحی لرزه ای آنها فراهم شده است . ابتدا چند ساختمان مهم که در سازه آنها از دیوار برشی فولادی استفاده شده است ، معرفی می شود . سپس خلاصه ای از رفتار لرزه ای دیوارهای برشی فولادی تحت بارهای سیکلیک ، در آزمایشگاه و نیز در زلزله های گذشته ارائه خواهد شد . بعد از آن دستورالعمل های آیین نامه های اخیر مربوط به دیوارهای برشی فولادی بحث خواهد شد و ضریب رفتار جدید و سایر پارامترهای طراحی ، برای دیوارهای برشی فولادی پیشنهاد می گردد . این گزارش همچنین یک فصل در مورد طراحی لرزه ای دیوارهای برشی فولادی دارد . در پایان تعدادی از سیستم های دیوار برشی کاربردی و اقتصادی و جزئیاتشان ارائه خواهد شد .
واژه های کلیدی : دیوار برشی فولادی ، پانل فولادی ، طراحی لرزه ای ، شکل پذیری ، کمانش ، اتلاف انرژی ، ضریب رفتار .

مقدمه
دیوار برشی فولادی (SSW) از دهه ۱۹۷۰ میلادی به عنوان سیستم مقاوم در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله و باد ، در ساختمان ها ، به ویژه در ساختمان های بلند مورد توجه قرار گرفته است . سیستم مذکور در دو زلزله شدید نورث ریچ آمریکا و کوبه ژاپن و همچنین در آزمایشگاه ها از خود رفتار بسیار مناسبی را نشان داده است .
این پدیده نوین که در جهان به سرعت رو به گسترش می باشد در ساخت ساختمان های جدید و همچنین تقویت ساختمان های موجود به خصوص در کشورهای زلزله خیزی همچون آمریکا و ژاپن به کار گرفته شده است . تکنولوژی طراحی و ساخت دیوار برشی فولادی طی سال های اخیر پیشرفت چشمگیری داشته است و ضوابط طرح و اجرای آن در آیین نامه های مختلف مانند آیین نامه فولاد کانادا ، آیین نامه لرزه ای AISC و ضوابط FEMA 450 وارد شده است .
دیوارهای برشی فولادی از نظر اجرایی ، سیستمی بسیار ساده بوده و هیچگونه پیچیدگی خاصی در آنها وجود ندارد . لذا مهندسین ، تکنسین ها و کارگران فنی با دانش فنی موجود و بدون نیاز به کسب مهارت جدید می توانند آن را اجرا نمایند . دقت انجام کار در حد دقت های متعارف در اجرای سازه های فولادی بوده و با رعایت آن ضریب اطمینان اجرایی به مراتب بالاتر از انواع سیستم های دیگر می باشد . با توجه به سادگی و امکان ساخت آن در کارخانه و نصب آن در محل ، سرعت اجرای سیستـم بالا بوده و از هزینه های اجرایی تا حد بالایی کاسته می شود .

جمع بندی نتایج :
۱- دانشمندان زیادی در مورد شکل پذیری و ضریب رفتار دیوارهای برشی فولادی اظهار نظر کرده اند . مقادیر ارائه شده با هم تفاوت دارند ولی همگی گویای شکل پذیری بسیار زیاد این سیستم هستند .
۲- به جزء آیین نامه ملی ساختمان کانادا ، هیچ آیین نامه ای در مورد دیوارهای برشی فولادی دستورالعملی نداده است .
۳- افزایش ضریب شکل با ضخامت ورق ثابت ، باعث افزایش سختی و مقاومت سازه می شود .
۴- تغییرات ضریب شکل به شرط ثابت بودن ضخامت ورق ، تأثیر چندانی بر شکل پذیری نمی گذارد و عامل مؤثر ، نسبت لاغری می باشد .
۵- افزایش ضریب شکل در صورتی که ضخامت ورق ثابت باشد ، توان استهلاک انرژی را تا ضریب شکل ۲ ، در سازه تقریباً به طور خطی افزایش می دهد ولی از آن به بعد به نسبت لاغری مربوط است .
۶- دیوار برشی فولادی به عنوان سامانه باربر جانبی به صورت مؤثری همان گونه که تحلیل های انجام شده در این تحقیق نیز نشان داد ، می تواند باربری جانبی سازه را افزایش دهد. این امر با جذب انرژی از راه تغییرمکان پلاستیک بسیار زیاد آن صورت می گیرد ؛ بدین ترتیب که با تسلیم شدن یک نقطه از ورق فولادی نقاط دیگر عمل باربری را به عهده می گیرند و خرابی به تدریج رخ می دهد . این سامانه همچنین مقاومت و سختی سازه را نیز افزایش می دهد .
۷- افزایش نسبت لاغری بر تشکیل میدان کششی و نحوه خرابی دیوار تأثیر مطلوب می گذارد ؛ بگونه ای که در دیوارهای لاغر خرابی با تسلیم شدگی ورق آغاز و با گسترش آن تغییر شکل های بسیار زیاد پلاستیک را موجب می شود و حداکثر استفاده از میدان کششی به عمل می آید ، به طوری که به تیرها و ستون ها که اعضای اصلی سازه ای محسوب می شوند ، کمتر آسیب وارد می شود .
۸- افزایش نسبت لاغری باعث می شود از مقاومت و سختی سازه کاسته شود .
۹- در نمونه های با نسبت لاغری بسیار زیاد ، انرژی کمتری اتلاف می شود و در نمونه های با نسبت لاغری بسیار کم نیز علیرغم افرایش سختی و مقاومت ، سامانه به صورت ترد خراب می شود و نمی تواند انرژی زیادی را جذب و مستهلک کند . از اینرو اولاً با توجه به حالت خرابی ( شکست ترد ) استفاده از دیوار برشی فشرده اساساً توصیه نمی گردد ؛ ثانیاً انتخاب ضریب لاغری بهینه ( در حد فاصل دیوارهای برشی فشرده و دیوارهای با نسبت لاغری بسیار زیاد ) جهت استفاده مطلوب و بهینه از سامانه دیوار برشی فولادی امری ضروری می باشد .
۱۰- استفاده از سخت کننده در دیوارهای برشی فولادی از ایجاد پدیده پینچینگ در منحنی های هیسترزیس جلوگیری می کند و جذب انرژی را بالا می برد .

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط