به سازی لرزه ای ستون های مرکب فولادی با بست موازی – عمران

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی عمران
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:143
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

به سازی لرزه ای ستون های مرکب فولادی با بست موازی – 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
فصل اول: مروری بر تحقیقات انجام شده ۴
۱-۱) مقدمه ۵
۱-۲) عملکرد ستون های مرکب با بست موازی ۵
۱-۳) عملکرد ستون های فولادی پر شده با بتن ۵۴
فصل دوم: مدلسازی و انجام تحلیل های عددی ۷۰
۲-۱) مقدمه ۷۱
۲-۲) معرفی کلی نرم افزار مورد استفاده ۷۱
۲-۳) المان های مورد استفاده و مش بندی ۷۱
۲-۴) مصالح مورد استفاده ۷۲
۲-۵) مدل های ستون ها ۷۳
۲-۶) بارگذاری ۷۵
۲- ۷) روش تحلیل ۷۶
فصل سوم: نتایج تحلیل های عددی ۷۷
۳-۱) مقدمه ۷۸
۳-۲) تحلیل صحت سنجی ۷۸
۳-۳) منحنی های چرخه ای تحلیلی ستون های مرکب ۸۱
۳-۴) حالات خرابی ستون های مرکب در مدل های تحلیلی ۸۹
۳- ۵) بررسی تاثیر عوامل مختلف بر شکل پذیری، جذب انرژی و مقاومت ستون های مرکب(مطالعه پارامتری) ۹۲

فصل چهارم: جمع بندی ، نتیجه گیری و پیشنهادات ۱۰۸
نتیجه گیری ۱۰۹

پیشنهادات ۱۱۲
منابع و ماحذ
فهرست منابع فارسی ۱۱۳
فهرست منابع لاتین ۱۱۵

چکیده:
امروزه از ستون های فولادی مرکب با بست موازی در بسـیاری از سـاختمان هـای فـولادی کشـوراستفاده می شود. به علت عدم رواج استفاده از این ستون ها در مناطق لـرزه خیـز جهـان (بـه جـزایران)، تحقیقات کافی بر روی رفتار این ستون ها به هنگام زلزله(رفتار لرزه ای) وجود ندارد و اکثـرتحقیقات انجام شده نیز بر روی رفتار کمانشی(رفتار استاتیکی) این ستون ها می باشد. با توجـه بـهعملکرد این ستون ها در زلزلههای گذشته و بر اساس تحقیقات محدودی که بر روی رفتار لـرزه ای این ستون ها انجام شده، رفتار لرزه ای این ستون ها نامناسب تلقی شده است. لذا لازم اسـت بـرایسازه های موجود دارای این نوع ستون ها بهسازی لرزه ای صـورت پـذیرد. در ایـن پایـان نامـه بـهارزیابی یکی از روش های بهسازی لرزه ای این نوع ستون ها کـه همـان پـر کـردن سـتون بـا بـتن سازه ای می باشد پرداخته شده است. در این پژوهش پس از مروری بر تحقیقات انجام شده بر روی رفتار ستون های فولادی مرکب با بست موازی و ستون های فولادی پر شده با بتن (CFT)، رفتـار چرخه ای این نوع ستون های مرکب در دو حالت خالی و بهسازی شده با استفاده از تحلیل اجـزایمحدود غیر خطی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحلیل ها، شامل منحنی های چرخه ای نیرو-تغییر مکان جانبی ستون ها، پـوش منحنـی هـای چرخـه ای و مشـاهده حـالات شکسـت ستون ها تحت بار جانبی چرخه ای و نیز بررسی عوامل مختلف موثر در رفتار چرخه ای ستون های بهسازی شده می باشد. در تحلیلهای عددی انجام شده کمانش کلی ستون، کمانش موضعی در بال و جان ستونک پایین و یا ترکیبی از این دو به عنوان حـالات خرابـی در مـدل هـای بهسـازی شـدهمشاهده گردیده است. همچنین تاثیر عوامل مختلفی چون فاصله پروفیلهای طولی، فاصله بستها، ابعاد پروفیل، مقاومت فشاری بتن پر کننده، مقدار نیـروی محـوری و توزیـع کـردن یـا نکـردن بـارمحوری بین فولاد و بتن، بر شکل پذیری، میزان جذب انـرژی و مق اومـت نهـایی مـدلهـای سـتونمرکب بهسازی شده بررسی گردید و مشخص شد که پر کردن ستون مرکب با بتن (بهسازی) تقریباً در همه مدلها باعث افزایش شکل پذیری، جذب انرژی و مقاومت نهایی می گردد.

مقدمه:
استفاده از ستون های مرکب با بست موازی، که در کارگاه های ساختمانی ساخته و اجرا می شـوندبه علت تولید کم پروفیل های بال پهن در برخی از کشورها، گسترش زیادی یافته است. در حال حاضر در آئین نامه های ساختمانی معتبـری از قبیـلAISC-Seismic provisions ،  CSA ، Eurocode3 ، INBC(PART-10) ، AISC-LRFD و ۹۷UBC، ضــوابطی بــرایطراحی و یا جزئیات اجرایی خاص برای ستونهای مرکب با بست موازی، هنگامی که تحـت تحریـکزلزله قرار می گیرند، وجود ندارد و ضوابط ارائه شده نیز بیشتر مربوط به کنترل کمانش ستون تحت بارهای محوری(استاتیکی) می باشد. علاوه بر این، تحقیقاتی نیز در مورد رفتار این نوع سـتون هـایمرکب تحت زلزله به مقدار بسیار محدودی انجام شده است که مهمترین دلیل ضـعف هـای فـوق رامی توان در عدم رواج استفاده از این ستون ها در مناطق با لرزه خیزی بالا دانست[۲].
ضوابط ارائه شده در آئین نامه هـای مختلـف سـاختمانی از جملـه در مبحـث دهـم مقـررات ملـیساختمانی ایران (INBC) به صورت اعمال محدودیتهایی در ابعاد و فواصل بسـت هـا و فاصـله دوپروفیل است تا مودهای شکستی همچون کمانش موضعی و کمـانش حـول محـور توخـالی (محـورعمود بر بستها) اتفاق نیفتد. یعنی برای آنکه کمانش حول محور توخالی اتفاق نیفتـد یـک ضـریبلاغری معادل برای این ستونها معرفی می کنند و برای آنکه کمانش موضعی قبل از کمانش کلی بـهوقوع نپیوندد و مود خرابی حاکم کمانش کلی حول محور تو پر باشد، لاغری هر یک از اجزای طولی عضو مرکب را به یک مقدار مشخصی محدود کرده اند. در تدوین ضوابط آئین نامـه هـا یـک فـرضاساسی مبنا قرار گرفته است و آن فرض این است که ستون حول محور تو خالی خود تحت اثر لنگر خمشی محاسبه شده قرار نگیرد؛ ولی بنا به دلایلی نمی توان از این مسئله جلـوگیری کـرد. اعمـاللنگر خمشی فوق در ستون مرکب حول محـور توخـالی موجـب ایجـاد مودهـای شکسـتی از قبیـلکمانش موضعی تک پروفیل ها، وقوع شکست در بستهای افقی و بروز کمـانش جـانبی – پیچشـی در ستون می گردد[۲].
عملکرد نامناسب ستون های مرکب با بست موازی در زلزله های گذشـته بـه خصـوص زلزلـه سـال۱۳۸۲ بم، در بسیاری از ساختمان های فولادی شهر بم که ظاهراً ضـوابط موجـود در مبحـث دهـممقررات ملی ایران در طراحی آنها رعایت شده بود را می توان ناشی از عدم کفایـت ضـوابط موجـوددرطراحی این ستون ها در مناطق با لرزه خیزی بالا دانست[۲].
یکی از راه های بهبود رفتار لرزه ای اجزای ساختمانی (بـه طـور خـاص سـتون هـا) در سـازه هـایفولادی پر کردن درون آنها با بتن سازه ای می باشد. این روش که توسط محققین بسیاری ارزیـابیشده و با مطالعات تحلیلی و آزمایشگاهی گوناگون، پارامترهای موثر در رفتار این ستون های پر شده با بتن (CFT) مشخص شده اسـت ؛ مزایـای زیـادی را بـه همـراه دارد کـه از آن جملـه مـی تـوانجلوگیری از کمانش جداره فولادی به سمت داخل و بهره گیـری از مقاومـت کششـی بـالا و شـکلپذیری فولاد به همراه مقاومت فشاری بالا و سختی بتن به صورت توام نام بـرد [۱۴] و [۱]. در ایـنپایان نامه سعی شده است که از این تکنیک برای بهبود رفتار لرزه ای ستون های مرکـب بـا بسـتموازی استفاده شود.
در ادامه این پایان نامه در فصل اول، تحقیقات انجام شده توسط محققین مختلـف در مـورد سـتونهای مرکب با بست موازی و ستون های پر شده بـا بـتن ارائـه شـده اسـت. در فصـل دوم جزئیـاتمدلسازی و روش تحلیل مورد استفاده به همراه معرفی مدلها ارائه شـده اسـت. در فصـل سـوم بـهبررسی یک روش بهسازی لرزه ای ستون های مرکب با بست موازی به همراه پارامترهـای مـوثر دررفتار این ستونها پرداخته شده است. در نهایت در فصل چهارم یک جمع بندی و نتیجـه گیـری ازروش پیشنهادی ارائه گردیده است.

جمع بندی و نتیجه گیری:
در این تحقیق، رفتار(شکل پذیری، جذب انرژی و مقاومت نهایی) ستونهای مرکب با بسـت مـوازیبهسازی شده (پر شده با بتن) مورد ارزیابی قرار گرفت. در این فصـل خلاصـهای از نتـایج حاصـل از تحلیل ها در ۴ بخش ارائه گردیده است.
۴-۱- حالات خرابی ستون های مرکب بهسازی شده:
مود شکست مشاهده شده در مدلهای بهسازی شده به صورت کمانش موضعی بال و جان ستونک پایین، کمانش کلی ستون حولی محور عمود بر صفحه بستها و یا ترکیبی از ایـندو حالت است.
جهت کماش کلی ستون و کمانش موضعی جان ستونک پایین در جهت لنگر خمشی وارده است.
در هیچکدام از مدلها، شکستی در بست های افقی اتفاق نیفتاده است.
در اکثر مدلها، پر کردن ستون با بتن جلوی کمانش(موضعی و کلی) را گرفتـه اسـت و یـاآنرا به تاخیر انداخته است.
۴-۲- شکل پذیری مدلهای بهسازی شده و عوامل موثر بر آن:
افزایش فاصله دو پروفیل طولی موجـب افـزایش شـکل پـذیری مـدلهـای بهسـازی شـده می گردد. نرخ تغییرات شکل پذیری به ازای تغییر فاصـله دو پروفیـل، بـا افـزایش نیـرویمحوری افزایش می یابد.
افزایش فاصله بست ها کاهش شکل پذیری را به همراه دارد.
افزایش شماره پروفیل، باعث کاهش شکل پذیری می گردد.
مقاومت فشاری بتن پر کننده تاثیری در شکل پذیری مدلهای بهسازی شده نـدارد . علـتاین امر را می توان در سهم بیشتر فولاد جداره نسبت به بتن پـر کننـده در شـکل پـذیریمقطع کامپوزیت دانست.
بین افزایش نیروی محوری و شکل پذیری نمی توان رابطه دقیقی پیدا کرد. تنها مـی تـواناظهار کرد که بیشترین شکل پذیری در ۳ حالت(بار کم، بار متوسط و بار زیـاد ) مربـوط بـهبار متوسط است.
روند تغییرات شکل پذیری بر حسب فاصله دو پروفیل در حالتی که بار محوری بـین فـولادجداره و بتن پر کننده توزیع شده است، با حالتی که بار محوری فقط بر فـولاد جـداره داردمی شود، متفاوت است و کلاً شکل پذیری در حالتی که بار بین فـولاد و بـتن توزیـع شـدهاست در سطح بالاتری نسبت به حالتی که بار فقط بر فولاد وارد می شود، می باشد. به طور کلی شکل پذیری مدلهای بهسازی شده بیشتر از مدلهای خالی است.
۴-۳ جذب انرژی مدلهای بهسازی شده و عوامل موثر بر آن:
افزایش فاصله دو پروفیـل باعـث افـزایش میـزان جـذب انـرژی مـدلهـای بهسـازی شـده می گردد.
افزایش فاصله بستها، کاهش شکل پذیری را به همراه دارد.
میزان جذب انرژی مدلها با شماره پروفیل بالاتر، بیشتر از جذب انرژی مدلهای با شـماره پروفیل پایین تر است.
افزایش یا کاهش مقاومت فشاری بتن پر کننده تغییر محسوسـی در میـزان جـذب انـرژیمدل ایجاد نمی کند.
افزایش سطح بار محوری باعث کاهش میزان جـذب انـرژی مـی گـردد. البتـه افـزایش بـارمحوری از حالت کم به متوسط تاثیر زیادی در انرژی جذب شـده نـدارد و تـاثیر بیشـتر ازحالت بار متوسط به بار زیاد مشاهده می گردد.
توزیع کردن بار محوری بین فولاد و بتن و عدم آن تاثیری در میزان جذب انـرژی مـدلهـاندارد.
در اکثر مدلهای تحلیلی پر کردن ستون با بتن، ظرفیت جذب انرژی را بالا می برد.
۴-۴- مقاومت نهایی مدلهای بهسازی شده و عوامل موثر بر آن:
افزایش فاصله دو پروفیل باعث افزایش مقاومت نهایی مدلهای بهسازی شده میگردد.
افزایش فاصله بستهای افقی، کاهش مقاومت نهایی را به همراه دارد.
افزایش ابعاد پروفیل موجب افزایش در مقاومت نهایی می گردد.
افزایش یا کاهش مقاومت فشاری بتن پر کننده، تاثیری در مقاومت نهایی ندارد؛ به جز یک تفاوت کوچک در مقاومت درست بعد از لحظه تسلیم شدن.
مقاومت نهایی مدلهای بهسازی شده به شدت به مقدار نیروی محوری حساس اسـت و بـاافزایش نیروی محوری کاهش می یابد. در مواردی این کـاهش بـه مقاومـت اولیـه نیـزرسیده است.
توزیع کردن و یا نکردن بار بین فولاد جداره و بتن پر کننده تأثیری در مقاومت نهایی ندارد و فقط در مقاومت مدل درست بعد از لحظه تسلیم و در تغییر مکان های بالا کمـی تفـاوتبین دو حالت توزیع شده و نشده وجود دارد.
پر کردن ستون با بتن(بهسازی) در اغلب موارد باعث افزایش مقاومت نهایی شده اسـت؛ بـهجزء چند مورد استثناء که تاثیر این عمل زیاد نبوده است.
زوال مقاومت در مدلهای بهسازی شده دیر تر اتفاق می افتد.

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