مطالعه رفتار لرزه ای دیوارهای برشی فولادی بازشودار بهمراه سخت کننده – عمران

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی عمران
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:187
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

مطالعه رفتار لرزه ای دیوارهای برشی فولادی بازشودار بهمراه سخت کننده – 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

چکیده: ………………. 1

مقدمه:……………….. 2
فصل اول ……………. 3

کلیات …………………3

1-1- معرفی سیستم دیوار برشی فولادي ……………… 4
1-2- مروري بر تحقیقات گذشته ………………. 5
1-3- روشهاي تحلیل سیستم دیوارهاي برشی فولادي…………….6
1-4- طراحی دیوارهاي برشی فولادي ………………….6
1-5- موارد کاربرد در ساختمان هاي مختلف ……….. 8
فصل دوم ……………………14
بررسی عملکرد و رفتار دیوار برشی فولادي …………. 14

2-1- سختی و مقاومت …………………..15
2-2- جذب انرژي دیوارهاي برشی ساخته شده از صفحات فولادي………………16
2-3- ضریب رفتار دیوارهاي برشی ساخته شده از صفحات فولادي ……………..18
2- 3- 1- محاسبه ضریب رفتار به روش ضریب شکل پذیري یوانگ …….. …….. ……. 19
2- 3- 2-آزمایشات انجام شده به منظور تعیین ضریب رفتار دیوار برشی فولادي در ایران …….. … 20
2- 3-3- آزمایشات انجام شده در دانشگاه آلبرتا …….. …….. …….. ……… 23
2- 3-4- آزمایشات انجام شده در دانشگاه بوفالو …….. …….. …….. ……… 26
2- 3-5- آزمایشات انجام شده در دانشگاه بریتیش کلمبیا …….. …….. …….. …. 27
2- 3-6- مقایسه ضرایب رفتار به دست آمده با روش هاي مختلف …….. …….. ………… 29
2-4- دیوارهاي برشی ساخته شده از صفحات فولاد نرم …………..30
2- 4- 1- میزان کاهش تغییرمکان برشی و افزایش سختی برشی دیوار برشی فولادي …….. ………. 31
2- 4- 2- پایداري کلی و موضعی دیوار برشی فولادي با استفاده از فولاد نرم …….. …….. ….. 32
فصل سوم ……………………33
آنالیز پلاستیک ………….. 33 3- 1- آنالیز و طراحی بر اساس آیین نامه CAN/CSA S16-01 …….ا……..34
3- 2- آنالیز پلاستیک دیوارهاي برشی فولادي- در مورد قاب هاي یک طبقه …………36
3- 2- 1- روش تعادل- اتصالات ساده تیر به ستون : …….. …….. …….. …………. 36
3- 2- 2- روش سینماتیکی- اتصالات ساده تیر به ستون : …….. …….. …….. …. 40
3- 2- 3- روش سینماتیکی- اتصالات تیر به ستون صلب : …….. …….. ……….. 40
3- 3- آنالیز پلاستیک دیوارهاي برشی فولادي- قابهاي چند طبقه ……………..41
3- 4- مقایسه با نتایج تجربی …………43
فصل چهارم…………………45
مدلسازي و تحلیل غیرخطی دیوار برشی فولادي بازشودار ………. 45

4-1- ضرورت برسی اثر بازشو در دیوار برشی فولادي ………………46
4-2- تحقیقات انجام شده در زمینه اثر بازشو در دیوار برشی فولادي …………..46
4-3- مدلسازي اجزاء محدود ………….47
4- 3- 1- مدلسازي هندسی : …….. …….. …….. …….. ……. 48
4- 3- 2- مدلسازي مصالح مصرفی : …….. …….. …….. …….. ……. 49
4- 3- 3- بارگذاري و معیار خرابی نمونه ها …….. …….. …….. … 51
4- 3- 4- شرایط مرزي نمونه ها …….. …….. …….. …….. … 53
4- 3- 5- روش تحلیل : …….. …….. …….. …….. …. 53
4- 4- مقایسه نتایج آزمایشگاهی موجود و نتایج تحلیلی برنامه مورد استفاده : ………55
4- 4- 1- مقایسه و ارزیابی منحنی هاي هیسترزیس نمونه هاي آزمایشگاهی و مدل هاي تحلیلی : ………. 55
4- 4- 2- مقایسه و ارزیابی میزان تنش و کمانش در نمونه هاي آزمایشگاهی و مدل هاي تحلیلی : …….. 56
فصل پنجم ………………….58 جمع بندي نتایج تحلیل و بررسی پارامترهاي مختلف ………………. 58

5- 1- مشخصات نمونه هاي تحلیلی ………….59
5- 1- 1- دیوار برشی فولادي با بازشو دایره اي در مرکز آن …….. …….. ……… 59
5- 1- 2- دیوار برشی با بازشو مستطیلی در مرکز آن …….. …….. …….. ……….. 60
5-2- بررسی تنش ها بر اساس معیار فون – میسز در نمونه هاي تحلیلی ……….62
5-2- 1- نمونه هاي داراي بازشو دایره اي به قطر 70 سانتیمتر و ضخامت 1 میلیمتر جهت بررسی اثر سـخت کننـده در توزیـع تنش سیستم : ……… 62
5- 2- 2- نمونه هاي داراي بازشو مستطیلی به ابعاد40×60 سانتیمتر و ضخامت 5/1 میلیمتر جهت بررسی اثر سخت کننده در توزیع تنش سیستم : ……….. 64
5- 2- 3- نمونه هاي بدون سخت کننده و به ضخامت 5/1 میلیمتر جهت بررسی شکل و ابعاد بازشو در توزیع تنش سیسـتم :…….67
5- 2- 4- نمونه هاي داراي سخت کننده قطري و به ضخامت 8/0 میلیمتر جهت بررسی شکل و ابعـاد بازشـو در توز یـع تـنش سیستم : ………… 70

5- 3- بررسی نمودار بار- تغییرمکان در نمونه هاي تحلیل شده ………….73
5- 3- 1- نمودار بار- تغییرمکان برشی در مورد نمونه هاي داراي ضخامتهاي مختلف …….. ……… 73
5- 3- 2- نمودار بار- تغییرمکان برشی در نمونه هاي داراي ترکیبات مختلف بازشو و سخت کننده …….. 79
5- 3- 3- نمودار بار- تغییرمکان برشی در نمونه هاي ادار ي بازشو به اشکال و ابعاد متفاوت …….. ………. 82
5- 4- مقاومت دیوار برشی فولادي بازشودار ……….84
5- 4- 1- مقاومت دیوار برشی با بازشو دایره اي در مرکز آن …….. …….. …….. 84
5- 4- 1- 1- اثر ضخامت بر مقاومت دیوار برشی فولادي با بازشوي دایره اي …………… 86
5- 4- 1- 2- اثر سخت کننده بر مقاومت دیوار برشی فولادي با بازشوي دایره اي …….. 86
5- 4- 2- مقاومت دیوار برشی با بازشو مستطیلی در مرکز آن …….. …….. …. 86
5- 4- 2- 1- اثر ضخامت بر مقاومت دیوار برشی فولادي با بازشوي مستطیلی ……….89
5- 4- 2- 2- اثر سخت کننده بر مقاومت دیوار برشی فولادي با بازشوي مستطیلی ……………89
5- 4- 3- اثر شکل و ابعاد بازشو بر مقاومت سیستم : …….. …….. …….. ……….. 90
5- 5- سختی دیوار برشی فولادي بازشودار …………92
5- 5- 1- سختی دیوار برشی با بازشو دایره اي در مرکز آن …….. …….. ………. 92
5- 5- 1- 1- اثر ضخامت بر سختی دیوار برشی فولادي با بازشوي دایره اي …………….94
5- 5- 1- 2- اثر سخت کننده بر سختی دیوار برشی فولادي با بازشوي دایره اي ………94
5- 5- 2- سختی دیوار برشی با بازشو مستطیلی در مرکز آن …….. …….. …… 94
5- 5- 2- 1- اثر ضخامت بر سختی دیوار برشی فولادي با بازشوي مستطیلی …………97
5- 5- 2- 2- اثر سخت کننده بر سختی دیوار برشی فولادي با بازشوي مستطیلی ……………..97
5- 5- 3- اثر شکل و ابعاد بازشو بر سختی سیستم …….. …….. …….. … 98
5- 6- تغییرمکان نسبی المانهاي مرزي دیوار برشی فولادي بازشودار …………100
5- 6- 1- تغییرمکان نسبی المانهاي مرزي دیوار برشی فولادي با بازشو دایره اي در مرکز آن …….. …… 100
5- 6- 1- 1- اثر ضخامت بر فشار وارده بر المانهاي مرزي (β) دیوار برشی فولادي با بازشوي دایره اي ……………102
5- 6- 1- 2- اثر سخت کننده بر فشار وارده بر المانهاي مرزي (β) دیوار برشی فولادي با بازشوي دایره اي ……..102
5- 6- 2- تغییرمکان نسبی المانهاي مرزي دیوار برشی با بازشو مستطیلی در مرکز آن …….. …. 103
5- 6- 2- 1- اثر ضخامت بر فشار وارده بر المانهاي مرزي (β) دیوار برشی فولادي با بازشوي مستطیلی ………..105
5- 6- 2- 2- اثر سخت کننده بر فشار وارده بر المانهاي مرزي (β) دیوار برشی فولادي با بازشوي مستطیلی …. 106
5- 6- 3- اثر شکل و ابعاد بازشو بر فشار وارده بر المانهاي مرزي (β) …….ا….. 107
5- 7- تغییر شکل خارج از صفحه (Out Of Plane) دیوار برشی فولادي بازشودار………109
5- 7- 1- تغییر شکل خارج از صفحه در دیوار برشی با بازشو دایره اي در مرکز آن …….. …………. 109
5- 7- 1- 1- اثر ضخامت بر تغییر شکل خارج از صفحه دیوار برشی با بازشو دایره اي ……….109
5- 7- 1- 2- اثر سخت کننده ها بر تغیی رشکل خارج از صفحه دیوار برشی با بازشو دایره اي ……….111
5- 7- 2- تغییر شکل خارج از صفحه در دیوار برشی با بازشو مستطیلی در مرکز آن …….. ……… 114
5- 7- 2- 1- اثر ضخامت بر تغییر شکل خارج از صفحه دیوار برشی با بازشو مستطیلی ……114
5- 7- 2- 2- اثر سخت کننده ها بر تغیی رشکل خارج از صفحه دیوار برشی با بازشو مستطیلی …… 116
5- 7- 3- اثر شکل و ابعاد بازشو بر تغییر شکل خارج از صفحه …………….. 118
5- 8- یکنواختی در تسلیم دیوار برشی فولادي بازشودار ……….121
5- 8-1- اثر سخت کننده بر یکنواختی در تسلیم ورق پرکننده دیوار برشی فولادي بازشودار: …….. …… 121
5- 8- 2- اثر ابعاد بازشو بر یکنواختی در تسلیم ورق پرکننده دیوار برشی فولادي بازشودار …….. …….. 124
5- 9- جذب انرژي دیوار برشی فولادي بازشودار …………127
فصل ششم ………………..129

نتیجه گیري و پیشنهادات …………….. 129

فهرست منابع فارسی …………..132

فهرست منابع لاتین …………..133

سایت هاي اطلاع رسانی ………………….. 136
چکیده انگلیسی…………………… 136

چکیده:
در دهه هاي اخیر، سیستم دیوار برشی فولادي بعنوان یکی از سی ستمهاي مقاوم در برابر بارهاي جانبی مورد توجه محققین قرار گرفته است. نیازهاي معماري و ملاحظات غیرسازه اي نظیر عبور سیستم هاي تاسیساتی از جمله عوامل ایجاد بازشو در دیوارهاي برشی فولادي می باشند. در این تحقیق، 60 مدل دیوار برشی فولادي با بازشو دایره اي و مستطیلی به ابعاد مختلف و با در نظر گرفتن تقویت وعدم تقویت مدلسازي و تحلیل شده است. از اینرو، ضمن بررسی اثر شکل و ابعاد بازشو بر رفتار دیوار برشی فولادي، به منظور بهبود رفتار دیوارهاي برشی فولادي بازشودار به بررسی تقویت این سیستم پرداخته شده است.
بدین منظور دیوار برشی فولادي بازشودار در دو حالت تقویت با سختکننده عمودي- افقی و تقویت با سخت کننده قطري مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور اطمینان از صحت روش مدلسازي و تحلیل اجزاء محدود، نتایج یک نمونه آزمایشگاهی با نتایج نمونه مدل شده در نرم افزار اجزاء محدود مقایسه شده است. نتایج این تحقیق نشان میدهد دیوار برشی فولادي با بازشو دایرهاي رفتار و عملکرد مناسبتري نسبت به دیوار برشی فولادي با بازشو مستطیلی نشان می دهد و همچنین تقویت دیوار برشی فولادي بازشودار باعث افزایش مقاومت و سختی و کاهش کمانش خارج از صفحه سیستم شده و در این میان ، سخت کننده قطري اثر بیشتري در افزایش ظرفیت برشی و سختی سیستم داشته و همچنین این نوع تقویت، در کنترل تغییر مکان هاي خارج از صفحه و توزیع تنش در ورق پرکننده دیوار مناسبتر عمل کرده است.

مقدمه:
از آنجا که یک ساختمان چند طبقه باید قادر به جذب و تحمل بارهاي ناشی از زلزله و بـاد باشـد وجـود سیستم هاي باربر جانبی مقاوم در آن ضروري می باشد. عوامل دخیل در انتخاب یک سیستم باربر جـانبیبخصوص، از ملاحظات معماري و زیبایی ساختمان تا مسائل اقتصادي مـی باشـد. از متـداولترین سیسـتمهاي مقاوم باربر جانبی در ساختمان هاي بلند مـی تـوان بـه قابهـاي خمشـی، قابهـاي مهاربنـدي شـده، دیوارهاي برشی و سیستم هاي لوله اي اشاره کرد.
قابهاي خمشی براي ساختمانهاي تا حدود 20 طبقه می توانند مفید باشند.در سـاختمانهاي بلنـدتر از 40 طبقه سیستم هاي لوله اي که متشکل از ستونهاي قرار گرفته شـده بـا فاصـله کـم در محـیط سـاختمان می باشد مـی تواننـد کـارایی داشـته باشـند.قابهـاي مهاربنـدي شـده و دیوارهـاي برشـی نیـز عمومـاً در ساختمانهاي تا 40 طبقه دیده می شوند.دربرخی موارد نیز، قابهاي خمشی و مهاربندها بصورت ترکیبی بـادیوارهاي برشی بکارمیروند که منجر به ترکیب مزایاي هر دو سیسـتم شـده و بـدین طریـق، رفتـار کلـیسیستم بهینه می شود.
دیوارهاي برشی فولادي براي گرفتن نیروهاي جانبی زلزله و باد در ساختمانها، بویژه در ساختمانهاي بلنـددر سه دهه اخیر مطرح و مورد توجه قرارگرفته است.[1]
این پدیده نوین که در جهان به سرعت رو به گسترش می باشد در ساخت ساختمانهاي جدید و همچنـینتقویت ساختمانهاي موجود بخصوص در کشورهاي زلزله خیزي همچون آمریکا و ژاپـن بکـار گرفتـه شـدهاست.استفاده از آنها در مقایسه با قابهاي فولادي ممان گیر تا حـدود 50 درصـد صـرفه جـویی در مصـرففولاد را بهمراه داشته است.[33]
دیوارهاي برشی فولادي از نظر اجرائی، سیستمی بسیار سـاده بـوده و هیچگونـه پیچیـدگی خاصـی در آنوجود ندارد.دیوارهاي برشی فولادي جایگزینی تمیزتر و سریعتر به لحاظ اجرائی و مطمـئن تـر بـه لحـاظمقاومت و رفتار براي دیوارهاي برشی بتنـی نـه تنهـا در سـازه هـاي فـولادي بلکـه در سـازه هـاي بتنـی می باشد.همچنین سیستم مذکور از همه خصوصیات خـوب سیسـتم هـاي مهاربنـدهاي متمرکـزCBF و سیستم هاي خارج از مرکز EBF به لحاظ اجرائی، کارائی و رفتاري بهـره منـد بـوده و در بسـیاري مـواردبهتر عمل می نمید.
سیستم از نظر سختی برشی از سخت ترین سیستم هاي مهاربندي که X شکل می باشد سخت تر بـوده وبا توجه به امکان بازشو در هر نقطه از آن، کارائی همه سیستم هاي مهاربندي را از این نظر دارا می باشد. همچنین رفتار سیستم در محیط پلاستیک و میزان جذب انرژي آن نسـبت بـه سیسـتم هـاي مهاربنـديبهتر است.

نتیجه گیري :
• نتایج نشان می دهد دیوار برشی فولادي با بازشو دایره اي رفتار و عملکرد مناسبتري در تامین ظرفیت برشی و سختی سیستم نسبت به دیوار برشی فولادي با بازشو مستطیلی نشان میدهد.
• بررسی ها نشان می دهد با افزایش ابعاد بازشو، مقاومت و سختی کاهش و تغییرشکل خارج از صفحه در دیوار برشی فولادي افزایش یافته است و از آنجا که توزیع تنش در سیستم نامناسبتر شده، ورق از ظرفیت پس کمانشی خود بطور کامل براي مقابله با نیروهاي جانبی استفاده نکرده است.
• نتایج نشان می دهد با افزایش ضخامت ورق پرکننده در دیوارهاي برشی فولادي بازشودار مقاومت و سختی سیستم افزایش پیدا کرده و این روند رو به رشد،در ضخامتهاي بالاتر شدت بیشتري می یابد.
• نتایج تحلیل در نمونه هاي مورد مطالعه نشان می دهد تقویت دیوار برشی فولادي بازشودار باعث افزایش مقاومت و سختی سیستم نسبت به حالت تقویت نشده آن می شود. که در این میان سخت کننده هاي قطري اثر مطلوبتري در افزایش ظرفیت برشی و سختی سیستم نسبت به سخت کننده هاي عمودي- افقی نشان می دهند و همچنین با افزایش ابعاد بازشو، درصد مشارکت سخت کننده در بالابردن سختی و مقاومت سیستم افزایش می یابد.
• بررسی جابجایی خارج از صفحه ورق فولادي دلالت دارد که سخت کننده ها در کاهش میزان کمانش خارج از صفحه و افزایش ظرفیت کمانش الاستیک ورق موثر بوده اند و سخت کننده هاي قطري نقش بیشتري را در این زمینه نسبت به سخت کننده هاي عمودي- افقی داشتهاند.
• بررسی تنشهاي فون- میسز بدست آمده نشان می دهد که ورق پرکننده فولادي بعد از کمانش به دلیل عملکرد میدان کششی و توسعه آن به حد تسلیم رسیده است و با افزودن سخت کننده به نمونه ها، یکنواختی تسلیم در ورق پرکننده دیوار بهبود یافته و ظرفیت بیشتري از ورق براي مقابله با نیروي جانبی مشارکت کرده است. همچنین؛ سخت کننده هاي قطري، نسبت به سخت کننده هاي عمودي- افقی نقش بیشتري را در توزیع مناسبتر تنش در کل سیستم داشته اند.
• بررسی فشار وارد بر المانهاي مرزي عمودي نشان میدهد، با افزایش ابعاد بازشو میزان فشار وارده کاهش یافته و با افزایش ضخامت و با بکاربردن سختکننده میزان فشار وارده افزایش می یابد، که می توان نتیجه گرفت، لازم است تناسبی میان ابعاد بازشو و حضور یا عدم حضور سخت کننده وجود داشته باشد تا در صورت وجود، سختکننده بتواند علاوه بر افزایش ظرفیت برشی و سختی سیستم، در جذب نیرو و کاهش تغییرشکل نسبی المانهاي مرزي عمودي بهترعمل نماید.
• مقایسه بین نمونه هاي آزمایش شده نشان می دهد دیوار برشی فولادي بازشودار جذب انرژي قابل قبولی جهت مقابله با نیروهاي جانبی دارد و نمودار هیسترزیس آن مشابه حالت بدون بازشو به صورت پایدار بوده و همچنین تقویت دیوار برشی فولادي بازشودار مشابه حالت بدون بازشو اثر مشابهی در نمودار هیسترزیس و جذب انرژي ایجاد می نماید.
• با توجه به نتایج بدست آمده می توان بیان کرد، لازم است تناسبی میان ابعاد بازشو و حضور یا عدم حضور سخت کننده وجود داشته باشد. که در حالتهاي بررسی شده، نمونه با بازشو دایرهاي به قطر بین 40 تا 70 سانتیمتر و داراي سخت کننده قطري و نمونه با بازشو مستطیلی به ابعاد 40×60 و داراي سخت کننده قطري، مطلوبترین حالت از نظر سختی، مقاومت و سایر پارامترها می باشند.

 

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