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: ………………. ۱

مقدمه:……………….. ۲
فصل اول ……………. ۳

کلیات …………………۳

۱-۱- معرفی سیستم دیوار برشی فولادی ……………… ۴
۱-۲- مروری بر تحقیقات گذشته ………………. ۵
۱-۳- روشهای تحلیل سیستم دیوارهای برشی فولادی…………….۶
۱-۴- طراحی دیوارهای برشی فولادی ………………….۶
۱-۵- موارد کاربرد در ساختمان های مختلف ……….. ۸
فصل دوم ……………………۱۴
بررسی عملکرد و رفتار دیوار برشی فولادی …………. ۱۴

۲-۱- سختی و مقاومت …………………..۱۵
۲-۲- جذب انرژی دیوارهای برشی ساخته شده از صفحات فولادی………………۱۶
۲-۳- ضریب رفتار دیوارهای برشی ساخته شده از صفحات فولادی ……………..۱۸
۲- ۳- ۱- محاسبه ضریب رفتار به روش ضریب شکل پذیری یوانگ …….. …….. ……. ۱۹
۲- ۳- ۲-آزمایشات انجام شده به منظور تعیین ضریب رفتار دیوار برشی فولادی در ایران …….. … ۲۰
۲- ۳-۳- آزمایشات انجام شده در دانشگاه آلبرتا …….. …….. …….. ……… ۲۳
۲- ۳-۴- آزمایشات انجام شده در دانشگاه بوفالو …….. …….. …….. ……… ۲۶
۲- ۳-۵- آزمایشات انجام شده در دانشگاه بریتیش کلمبیا …….. …….. …….. …. ۲۷
۲- ۳-۶- مقایسه ضرایب رفتار به دست آمده با روش های مختلف …….. …….. ………… ۲۹
۲-۴- دیوارهای برشی ساخته شده از صفحات فولاد نرم …………..۳۰
۲- ۴- ۱- میزان کاهش تغییرمکان برشی و افزایش سختی برشی دیوار برشی فولادی …….. ………. ۳۱
۲- ۴- ۲- پایداری کلی و موضعی دیوار برشی فولادی با استفاده از فولاد نرم …….. …….. ….. ۳۲
فصل سوم ……………………۳۳
آنالیز پلاستیک ………….. ۳۳ ۳- ۱- آنالیز و طراحی بر اساس آیین نامه CAN/CSA S16-01 …….ا……..۳۴
۳- ۲- آنالیز پلاستیک دیوارهای برشی فولادی- در مورد قاب های یک طبقه …………۳۶
۳- ۲- ۱- روش تعادل- اتصالات ساده تیر به ستون : …….. …….. …….. …………. ۳۶
۳- ۲- ۲- روش سینماتیکی- اتصالات ساده تیر به ستون : …….. …….. …….. …. ۴۰
۳- ۲- ۳- روش سینماتیکی- اتصالات تیر به ستون صلب : …….. …….. ……….. ۴۰
۳- ۳- آنالیز پلاستیک دیوارهای برشی فولادی- قابهای چند طبقه ……………..۴۱
۳- ۴- مقایسه با نتایج تجربی …………۴۳
فصل چهارم…………………۴۵
مدلسازی و تحلیل غیرخطی دیوار برشی فولادی بازشودار ………. ۴۵

۴-۱- ضرورت برسی اثر بازشو در دیوار برشی فولادی ………………۴۶
۴-۲- تحقیقات انجام شده در زمینه اثر بازشو در دیوار برشی فولادی …………..۴۶
۴-۳- مدلسازی اجزاء محدود ………….۴۷
۴- ۳- ۱- مدلسازی هندسی : …….. …….. …….. …….. ……. ۴۸
۴- ۳- ۲- مدلسازی مصالح مصرفی : …….. …….. …….. …….. ……. ۴۹
۴- ۳- ۳- بارگذاری و معیار خرابی نمونه ها …….. …….. …….. … ۵۱
۴- ۳- ۴- شرایط مرزی نمونه ها …….. …….. …….. …….. … ۵۳
۴- ۳- ۵- روش تحلیل : …….. …….. …….. …….. …. ۵۳
۴- ۴- مقایسه نتایج آزمایشگاهی موجود و نتایج تحلیلی برنامه مورد استفاده : ………۵۵
۴- ۴- ۱- مقایسه و ارزیابی منحنی های هیسترزیس نمونه های آزمایشگاهی و مدل های تحلیلی : ………. ۵۵
۴- ۴- ۲- مقایسه و ارزیابی میزان تنش و کمانش در نمونه های آزمایشگاهی و مدل های تحلیلی : …….. ۵۶
فصل پنجم ………………….۵۸ جمع بندی نتایج تحلیل و بررسی پارامترهای مختلف ………………. ۵۸

۵- ۱- مشخصات نمونه های تحلیلی ………….۵۹
۵- ۱- ۱- دیوار برشی فولادی با بازشو دایره ای در مرکز آن …….. …….. ……… ۵۹
۵- ۱- ۲- دیوار برشی با بازشو مستطیلی در مرکز آن …….. …….. …….. ……….. ۶۰
۵-۲- بررسی تنش ها بر اساس معیار فون – میسز در نمونه های تحلیلی ……….۶۲
۵-۲- ۱- نمونه های دارای بازشو دایره ای به قطر ۷۰ سانتیمتر و ضخامت ۱ میلیمتر جهت بررسی اثر سـخت کننـده در توزیـع تنش سیستم : ……… ۶۲
۵- ۲- ۲- نمونه های دارای بازشو مستطیلی به ابعاد۴۰×۶۰ سانتیمتر و ضخامت ۵/۱ میلیمتر جهت بررسی اثر سخت کننده در توزیع تنش سیستم : ……….. ۶۴
۵- ۲- ۳- نمونه های بدون سخت کننده و به ضخامت ۵/۱ میلیمتر جهت بررسی شکل و ابعاد بازشو در توزیع تنش سیسـتم :…….۶۷
۵- ۲- ۴- نمونه های دارای سخت کننده قطری و به ضخامت ۸/۰ میلیمتر جهت بررسی شکل و ابعـاد بازشـو در توز یـع تـنش سیستم : ………… ۷۰

۵- ۳- بررسی نمودار بار- تغییرمکان در نمونه های تحلیل شده ………….۷۳
۵- ۳- ۱- نمودار بار- تغییرمکان برشی در مورد نمونه های دارای ضخامتهای مختلف …….. ……… ۷۳
۵- ۳- ۲- نمودار بار- تغییرمکان برشی در نمونه های دارای ترکیبات مختلف بازشو و سخت کننده …….. ۷۹
۵- ۳- ۳- نمودار بار- تغییرمکان برشی در نمونه های ادار ی بازشو به اشکال و ابعاد متفاوت …….. ………. ۸۲
۵- ۴- مقاومت دیوار برشی فولادی بازشودار ……….۸۴
۵- ۴- ۱- مقاومت دیوار برشی با بازشو دایره ای در مرکز آن …….. …….. …….. ۸۴
۵- ۴- ۱- ۱- اثر ضخامت بر مقاومت دیوار برشی فولادی با بازشوی دایره ای …………… ۸۶
۵- ۴- ۱- ۲- اثر سخت کننده بر مقاومت دیوار برشی فولادی با بازشوی دایره ای …….. ۸۶
۵- ۴- ۲- مقاومت دیوار برشی با بازشو مستطیلی در مرکز آن …….. …….. …. ۸۶
۵- ۴- ۲- ۱- اثر ضخامت بر مقاومت دیوار برشی فولادی با بازشوی مستطیلی ……….۸۹
۵- ۴- ۲- ۲- اثر سخت کننده بر مقاومت دیوار برشی فولادی با بازشوی مستطیلی ……………۸۹
۵- ۴- ۳- اثر شکل و ابعاد بازشو بر مقاومت سیستم : …….. …….. …….. ……….. ۹۰
۵- ۵- سختی دیوار برشی فولادی بازشودار …………۹۲
۵- ۵- ۱- سختی دیوار برشی با بازشو دایره ای در مرکز آن …….. …….. ………. ۹۲
۵- ۵- ۱- ۱- اثر ضخامت بر سختی دیوار برشی فولادی با بازشوی دایره ای …………….۹۴
۵- ۵- ۱- ۲- اثر سخت کننده بر سختی دیوار برشی فولادی با بازشوی دایره ای ………۹۴
۵- ۵- ۲- سختی دیوار برشی با بازشو مستطیلی در مرکز آن …….. …….. …… ۹۴
۵- ۵- ۲- ۱- اثر ضخامت بر سختی دیوار برشی فولادی با بازشوی مستطیلی …………۹۷
۵- ۵- ۲- ۲- اثر سخت کننده بر سختی دیوار برشی فولادی با بازشوی مستطیلی ……………..۹۷
۵- ۵- ۳- اثر شکل و ابعاد بازشو بر سختی سیستم …….. …….. …….. … ۹۸
۵- ۶- تغییرمکان نسبی المانهای مرزی دیوار برشی فولادی بازشودار …………۱۰۰
۵- ۶- ۱- تغییرمکان نسبی المانهای مرزی دیوار برشی فولادی با بازشو دایره ای در مرکز آن …….. …… ۱۰۰
۵- ۶- ۱- ۱- اثر ضخامت بر فشار وارده بر المانهای مرزی (β) دیوار برشی فولادی با بازشوی دایره ای ……………۱۰۲
۵- ۶- ۱- ۲- اثر سخت کننده بر فشار وارده بر المانهای مرزی (β) دیوار برشی فولادی با بازشوی دایره ای ……..۱۰۲
۵- ۶- ۲- تغییرمکان نسبی المانهای مرزی دیوار برشی با بازشو مستطیلی در مرکز آن …….. …. ۱۰۳
۵- ۶- ۲- ۱- اثر ضخامت بر فشار وارده بر المانهای مرزی (β) دیوار برشی فولادی با بازشوی مستطیلی ………..۱۰۵
۵- ۶- ۲- ۲- اثر سخت کننده بر فشار وارده بر المانهای مرزی (β) دیوار برشی فولادی با بازشوی مستطیلی …. ۱۰۶
۵- ۶- ۳- اثر شکل و ابعاد بازشو بر فشار وارده بر المانهای مرزی (β) …….ا….. ۱۰۷
۵- ۷- تغییر شکل خارج از صفحه (Out Of Plane) دیوار برشی فولادی بازشودار………۱۰۹
۵- ۷- ۱- تغییر شکل خارج از صفحه در دیوار برشی با بازشو دایره ای در مرکز آن …….. …………. ۱۰۹
۵- ۷- ۱- ۱- اثر ضخامت بر تغییر شکل خارج از صفحه دیوار برشی با بازشو دایره ای ……….۱۰۹
۵- ۷- ۱- ۲- اثر سخت کننده ها بر تغیی رشکل خارج از صفحه دیوار برشی با بازشو دایره ای ……….۱۱۱
۵- ۷- ۲- تغییر شکل خارج از صفحه در دیوار برشی با بازشو مستطیلی در مرکز آن …….. ……… ۱۱۴
۵- ۷- ۲- ۱- اثر ضخامت بر تغییر شکل خارج از صفحه دیوار برشی با بازشو مستطیلی ……۱۱۴
۵- ۷- ۲- ۲- اثر سخت کننده ها بر تغیی رشکل خارج از صفحه دیوار برشی با بازشو مستطیلی …… ۱۱۶
۵- ۷- ۳- اثر شکل و ابعاد بازشو بر تغییر شکل خارج از صفحه …………….. ۱۱۸
۵- ۸- یکنواختی در تسلیم دیوار برشی فولادی بازشودار ……….۱۲۱
۵- ۸-۱- اثر سخت کننده بر یکنواختی در تسلیم ورق پرکننده دیوار برشی فولادی بازشودار: …….. …… ۱۲۱
۵- ۸- ۲- اثر ابعاد بازشو بر یکنواختی در تسلیم ورق پرکننده دیوار برشی فولادی بازشودار …….. …….. ۱۲۴
۵- ۹- جذب انرژی دیوار برشی فولادی بازشودار …………۱۲۷
فصل ششم ………………..۱۲۹

نتیجه گیری و پیشنهادات …………….. ۱۲۹

فهرست منابع فارسی …………..۱۳۲

فهرست منابع لاتین …………..۱۳۳

سایت های اطلاع رسانی ………………….. ۱۳۶
چکیده انگلیسی…………………… ۱۳۶

چکیده:
در دهه های اخیر، سیستم دیوار برشی فولادی بعنوان یکی از سی ستمهای مقاوم در برابر بارهای جانبی مورد توجه محققین قرار گرفته است. نیازهای معماری و ملاحظات غیرسازه ای نظیر عبور سیستم های تاسیساتی از جمله عوامل ایجاد بازشو در دیوارهای برشی فولادی می باشند. در این تحقیق، ۶۰ مدل دیوار برشی فولادی با بازشو دایره ای و مستطیلی به ابعاد مختلف و با در نظر گرفتن تقویت وعدم تقویت مدلسازی و تحلیل شده است. از اینرو، ضمن بررسی اثر شکل و ابعاد بازشو بر رفتار دیوار برشی فولادی، به منظور بهبود رفتار دیوارهای برشی فولادی بازشودار به بررسی تقویت این سیستم پرداخته شده است.
بدین منظور دیوار برشی فولادی بازشودار در دو حالت تقویت با سختکننده عمودی- افقی و تقویت با سخت کننده قطری مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور اطمینان از صحت روش مدلسازی 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 فولادی با بازشو دایرهای رفتار و عملکرد مناسبتری نسبت به دیوار برشی فولادی با بازشو مستطیلی نشان می دهد و همچنین تقویت دیوار برشی فولادی بازشودار باعث افزایش مقاومت و سختی و کاهش کمانش خارج از صفحه سیستم شده و در این میان ، سخت کننده قطری اثر بیشتری در افزایش ظرفیت برشی و سختی سیستم داشته و همچنین این نوع تقویت، در کنترل تغییر مکان های 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 بارهای ناشی از زلزله و بـاد باشـد وجـود سیستم های باربر جانبی مقاوم در آن ضروری می باشد. عوامل دخیل در انتخاب یک سیستم باربر جـانبیبخصوص، از ملاحظات معماری و زیبایی ساختمان تا مسائل اقتصادی مـی باشـد. از متـداولترین سیسـتمهای مقاوم باربر جانبی در ساختمان های بلند مـی تـوان بـه قابهـای خمشـی، قابهـای مهاربنـدی شـده، دیوارهای برشی و سیستم های لوله ای اشاره کرد.
قابهای خمشی برای ساختمانهای تا حدود ۲۰ طبقه می توانند مفید باشند.در سـاختمانهای بلنـدتر از ۴۰ طبقه سیستم های لوله ای که متشکل از ستونهای قرار گرفته شـده بـا فاصـله کـم در محـیط سـاختمان می باشد مـی تواننـد کـارایی داشـته باشـند.قابهـای مهاربنـدی شـده و دیوارهـای برشـی نیـز عمومـاً در ساختمانهای تا ۴۰ طبقه دیده می شوند.دربرخی موارد نیز، قابهای خمشی و مهاربندها بصورت ترکیبی بـادیوارهای برشی بکارمیروند که منجر به ترکیب مزایای هر دو سیسـتم شـده و بـدین طریـق، رفتـار کلـیسیستم بهینه می شود.
دیوارهای برشی فولادی برای گرفتن نیروهای جانبی زلزله و باد در ساختمانها، بویژه در ساختمانهای بلنـددر سه دهه اخیر مطرح و مورد توجه قرارگرفته است.[۱]
این پدیده نوین که در جهان به سرعت رو به گسترش می باشد در ساخت ساختمانهای جدید و همچنـینتقویت ساختمانهای موجود بخصوص در کشورهای زلزله خیزی همچون آمریکا و ژاپـن بکـار گرفتـه شـدهاست.استفاده از آنها در مقایسه با قابهای فولادی ممان گیر تا حـدود ۵۰ درصـد صـرفه جـویی در مصـرففولاد را بهمراه داشته است.[۳۳]
دیوارهای برشی فولادی از نظر اجرائی، سیستمی بسیار سـاده بـوده و هیچگونـه پیچیـدگی خاصـی در آنوجود ندارد.دیوارهای برشی فولادی جایگزینی تمیزتر و سریعتر به لحاظ اجرائی و مطمـئن تـر بـه لحـاظمقاومت و رفتار برای دیوارهای برشی بتنـی نـه تنهـا در سـازه هـای فـولادی بلکـه در سـازه هـای بتنـی می باشد.همچنین سیستم مذکور از همه خصوصیات خـوب سیسـتم هـای مهاربنـدهای متمرکـزCBF و سیستم های خارج از مرکز EBF به لحاظ اجرائی، کارائی و رفتاری بهـره منـد بـوده و در بسـیاری مـواردبهتر عمل می نمید.
سیستم از نظر سختی برشی از سخت ترین سیستم های مهاربندی که X شکل می باشد سخت تر بـوده وبا توجه به امکان بازشو در هر نقطه از آن، کارائی همه سیستم های مهاربندی را از این نظر دارا می باشد. همچنین رفتار سیستم در محیط پلاستیک و میزان جذب انرژی آن نسـبت بـه سیسـتم هـای مهاربنـدیبهتر است.

نتیجه گیری :
• نتایج نشان می دهد دیوار برشی فولادی با بازشو دایره ای رفتار و عملکرد مناسبتری در تامین ظرفیت برشی و سختی سیستم نسبت به دیوار برشی فولادی 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 فولادی افزایش یافته است و از آنجا که توزیع تنش در سیستم نامناسبتر شده، ورق از ظرفیت پس کمانشی خود بطور کامل برای مقابله با نیروهای جانبی استفاده نکرده است.
• نتایج نشان می دهد با افزایش ضخامت ورق پرکننده در دیوارهای برشی فولادی بازشودار مقاومت و سختی سیستم افزایش پیدا کرده و این روند رو به رشد،در ضخامتهای بالاتر شدت بیشتری می یابد.
• نتایج تحلیل در نمونه های مورد مطالعه نشان می دهد تقویت دیوار برشی فولادی بازشودار باعث افزایش مقاومت و سختی سیستم نسبت به حالت تقویت نشده آن می شود. که در این میان سخت کننده های قطری اثر مطلوبتری در افزایش ظرفیت برشی و سختی سیستم نسبت به سخت کننده های عمودی- 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 فولادی 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 های قطری نقش بیشتری را در این زمینه نسبت به سخت کننده های عمودی- افقی داشتهاند.
• بررسی تنشهای فون- میسز بدست آمده نشان می دهد که ورق پرکننده فولادی 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 بیشتری از ورق برای مقابله با نیروی جانبی مشارکت کرده است. همچنین؛ سخت کننده های قطری، نسبت به سخت کننده های عمودی- افقی نقش بیشتری را در توزیع مناسبتر تنش در کل سیستم داشته اند.
• بررسی فشار وارد بر المانهای مرزی عمودی 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 المانهای مرزی عمودی بهترعمل نماید.
• مقایسه بین نمونه های آزمایش شده نشان می دهد دیوار برشی فولادی بازشودار جذب انرژی قابل قبولی جهت مقابله با نیروهای جانبی دارد و نمودار هیسترزیس آن مشابه حالت بدون بازشو به صورت پایدار بوده و همچنین تقویت دیوار برشی فولادی بازشودار مشابه حالت بدون بازشو اثر مشابهی در نمودار هیسترزیس و جذب انرژی 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 حالتهای بررسی شده، نمونه با بازشو دایرهای به قطر بین ۴۰ تا ۷۰ سانتیمتر و دارای سخت کننده قطری و نمونه با بازشو مستطیلی به ابعاد ۴۰×۶۰ و دارای سخت کننده قطری، 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

آخرین مطالب

مطالب مرتبط