دانلود پایان نامه ارشد: بررسی تحلیلی راهکارهای بهبود رفتار لرزه‌ای دیوارهای برشی بتنی کوتاه

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی عمران

گرایش : زلزله

عنوان : بررسی تحلیلی راهکارهای بهبود رفتار لرزه‌ای  دیوارهای برشی بتنی کوتاه

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد شهرکرد

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران

گرایش زلزله

عنوان :

بررسی تحلیلی راهکارهای بهبود رفتار لرزه‌ای  دیوارهای برشی بتنی کوتاه

استاد راهنما :

دکتر عبدالرضا سروقد مقدم

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

چکیده———————————————————————– 1

فصل اول « مقدمه »

1-1- مقدمه—————————————————————— 3

فصل دوم « مروری بر ادبیات موضوع »

2-1- نحوۀ شکست دیوارهای برشی کوتاه —————————————— 7

2-1-1- ترکهای مورب جان ناشی از کشش قطری ———————————– 7

2-1-2- لغزش پای دیوار ——————————————————- 8

2-1-3- خرد شدگی بتن به دلیل فشار قطری ————————————– 9

2-2- مقاومت برشی ———————————————————– 10

2-2-1- گولک وهمکاران 2008 و 2009 —————————————— 11

2-2-2- آلخاندره و آلکوکر —————————————————— 14

2-2-3- مقررات ملی ساختمانی ایران ——————————————— 17

2-3- روشهای مدل سازی دیوار‌های برشی کوتاه ————————————- 20

2-3-1- روش‌های بر پایۀ معادل سازی خرپایی————————————– 21

2-3-1-1- روش Strut and Tie ————————————————- 21

2-3-2- روش‌های آیین نامه‌ای————————————————— 22

2-3-3- روش‌های المان محدود————————————————– 27

2-3-3-1- تئوری میدان فشار اصلاح شده (MCFT)——————————— 28

فصل سوم « مدلسازی و تحلیل تعدادی از دیوارهای برشی کوتاه به منظور پیش بینی پاسخ دیوار »

3-1- مقدمه—————————————————————— 38

3-2- مروری بر مطالعات انجام شده برای تحلیل المان محدود دیوارهای برشی کوتاه ——– 39

3-3- معرفی خصوصیات نمونه‌ها و روش اجرای آزمایش——————————- 41

3-3-1- مدلسازی دیوار‌های SW4 و SW9—————————————— 41

3-3-2- مدلسازی دیوارهایLSW1, LSW2,LSW3———————————- 44

3-3-3- مدلسازی دیوارهایDP1, DP2——————————————– 47

3-3-4- نتایج مدلسازی دیوارهایS2, S3,S6—————————————- 49

3-4- صحت‌سنجی و در نرم‌افزار ABAQUSو پارامترهای موثر در مدلسازی————— 52

3-4-1- مدل سازی المان محدود برای دیوارهای S4 و S9—————————– 52

3-4-2- مدلسازی دیوار WALL1 وU1.0 —————————————— 58

3-5- مدلسازی در نرم افزار ABAQUSE/CAE————————————- 60

3-5-1- اصول کلی مدل خرابی پلاستیک—————————————— 61

3-5-2- مدلسازی رفتارمصالح بتن———————————————— 63

فصل چهارم « جزئیات و دیتیل‌های غیر لرزه‌ای در دیوار‌های برشی کوتاه »

4-1- مقدمه—————————————————————— 68

4-2- معرفی نمونه‌های مورد آزمایش———————————————- 69

4-2-1-کلیات و هندسه دیوارها و خصوصیات چیدمان میلگرد————————– 70

4-2-2- نتایج حاصل از آزمایش و بررسی حالات شکست نمونه ها———————- 73

4-2-3- بررسی رفتار هیستریک و ظرفیت اتلاف انرژی دیوارها————————- 76

4-2-4- کلیات و پاسخ هیستریک نمونه ها—————————————– 77

4-2-4-1- تاثیر استفاده از آرماتور رکابی ثانوی در نمونه U1.0-BC2——————– 78

4-2-4-2- تاثیر استفاده از آرماتور بست مقطعی در نمونه U1.0-CT——————— 78

4-2-5- جمع بندی و نتیجه گیری حاصل از مقایسه نتایج آزمایش :——————— 80

4-3- تاثیر پارامترهای مختلف شامل چیدمان میلگردگذاری در دیوارهای برشی کوتاه——– 82

4-3-1- کلیات—————————————————————- 82

4-3-2- هندسه مدل‌های WALL1و WALL2خصوصیات مصالح و آرماتورگذاری———- 82

4-3-2-1-کلیات————————————————————— 82

فصل پنجم « بحث و نتیجه گیری »

5-1- جمع بندی و نتیجه گیری————————————————– 144

منابع———————————————————————— 147

فهرست جداول

جدول 2-1 : مدل‌های  محاسبۀ مقاومت برشی بررسی شده توسط گولک و همکاران——– 13

جدول 2-2 : علائم و نشانه‌ها در روابط بررسی شده توسط گولک و همکاران————— 14

جدول 2-3: روابط بررسی شده توسط آلخاندره و آلکوکر —————————— 18

جدول 2-4: علائم و نشانه‌ها مربوط به روابط بررسی شده توسط آلخاندره و آلکوکر ——— 19

جدول 2-5 : مقایسۀ ضریب نسبت ارتفاع به طول در مبحث نهم و ACI 318-08———– 19

جدول 2-6 : پارامتر‌های مدلسازی و معیارهای پذیرش  در  FEMA 356  برای اعضای کنترل شونده با برش  25

جدول 2-7 : پارامتر‌های مدلسازی و معیارهای پذیرش  پیشنهاد شده توسط الوود و همکاران 2007  برای دیوارهای برشی کنترل شونده با برش—————————————————————– 25

جدول 3-1 : مشخصات و پارامترهای آزمایشی برای دیوار S4 و S9 مایر و تورلیمان 1985 را نشان می‌دهد    42

جدول ‏3-2 : مشخصات هندسی و مصالح نمونه‌های مدل شده————————– 59

جدول ‏3- 3: مشخصات آزمایشگاهی و مود شکست نمونه‌های مدل شده—————— 59

جدول4-1 نتایج حاصل از آزمایش  و حالات شکست———————————- 73

جدول 4-2) شامل تغییر مکان تسلیم. شکل پذیری. ظرفیت اتلاف انرژی نمونه‌ها———– 79

جدول 4-3 معرفی ابعاد و هندسه نمونه ها—————————————— 83

جدول 4-4 مشخصات مصالح فولادی آرماتور‌های قائم و افقی————————— 84

جدول 4-5 مشخصات مصالح بتن————————————————- 85

جدول4-6——————————————————————– 87

جدول 4-7 تعریف منحنی تنش کرنش بتن غیر محصور در فاز فشاری——————- 94

جدول4-8 تاثیر تمرکز میلگرد در لبه دیوار‌های برشی WALL1 و WALL1-A———— 107

جدول4-9 تاثیر وجود المان‌های مرزی با h/l=1.75———————————– 118

جدول 4-10 مشخصات مصالح فولادی آرماتور‌های قائم و افقی————————– 119

جدول 4-11 مشخصات مصالح بتن———————————————— 120

جدول4-12 تاثیر تمرکز میلگرد در لبه دیوار‌های برشی WALL2 و WALL2-A———– 126

جدول4-13 تاثیر تمرکز میلگرد در لبه دیوار‌های برشی WALL2 و WALL2-BوWALL2-A 129

جدول4-14 تاثیر تمرکز میلگرد در ارتفاع جان نمونه‌های WALL2 و WALL2-DوWALL2-B      134

جدول4-15 تاثیر تمرکز میلگرد در مقاومت نمونه های WALL-2,WALL2-A,WALL2-A1,WALL2-B,WALL2-C,WALL2-D—————————————————————- 140

فهرست شکل‌ها

شکل 2-1: ترک مورب 45 درجه————————————————– 10

شکل 2-2 : ترک مورب گوشه تا گوشه——————————————— 10

شکل 2-3: خرابی ناشی از لغزش پای دیوار—————————————– 10

شکل 2-4: خرد شدگی بتن به دلیل فشار قطری ———————————— 10

شکل 2-5 : نسبت مقاومت محاسبه شده از روابط به مقاومت اندازه گیری شده از آزمایشات — 11

شکل 2-6: نسبت مقاومت محاسبه شده از روابط به مقاومت اندازه گیری شده از آزمایشات— 12

شکل 2-7 : نسبت مقاومت اندازه گیری شده از آرمایش‌ها به مقاومت محاسبه شده از روابط، آلخاندره و آلکوکر         16

شکل 2-8 : تقسیم بندی یک دیوار کوتاه جهت تحلیل با روش میله و کش—————- 22

شکل 2-9 : نمودار پیشنهادی ارائه شده برای مدلسازی رفتار نیرو – تغییر مکان دیوارهای با رفتار غالب برشی         23

شکل 2-10: مقایسۀ نتایج آزمایش بر  روی نمونه بدون بار محوری  با روابط FEMA 356 و روابط پیشنهادشده توسط الوود و همکاران———————————————————————- 26

شکل 2-11: مقایسۀ نتایج آزمایش بر روی نمونه با بار محوری برابر  با روابط FEMA 356 و روابط پیشنهادشده توسط الوود و همکاران—————————————————————- 27

شکل 2-12: روابط تنش-کرنش متوسط بتن در فشار ——————————– 29

شکل 2-13: روابط تنش-کرنش متوسط بتن در کشش——————————– 30

شکل 2-14:  دوایر موهر تنش­ها برای بتن مسلح ترک خورده————————– 32

شکل 2-15: نمودار جسم آزاد یک المان با برش ثابت در محل ترک برای تنش­های متوسط و تنش­های موضعی در محل ترک­ها—————————————————————————– 33

شکل 2-16: دایرۀ موهر کرنش­ها برای بتن مسلح————————————- 34

شکل 2-17: مقایسۀ پاسخ تنش برشی-کرنش محاسبه شده و به دست آمده از آزمایش 6 المان با برش ثابت 36

شکل 3-1: الگوی ترک خردگی دیوارS4 را در سطوح مختلف تغییر مکان و روابط نیرو-تغییرمکان حاصل از آزمایش را نشان می‌دهد———————————————————————– 43

شکل 3-2 : الگوی ترک خردگی دیوارS9 را در سطوح مختلف تغییر مکان و روابط نیرو-تغییرمکان حاصل از آزمایش را نشان می‌دهد———————————————————————– 44

شکل 3-3 : رابطه آزمایشگاهی نیرو تغییر مکان دیوار های LSW1 و LSW2————– 46

شکل 3-4 : رابطه آزمایشگاهی نیرو تغییر مکان دیوار های LSW2 و LSW3————– 46

شکل3-5 : شرایط دیوار‌های LSW1 و LSW2و LSW3 را در انتها آزمایش نشان می‌دهند—- 46

شکل3-6 نمایی از مقطع دیوار DP1 را نشان می‌دهد.——————————— 48

شکل3-7 : شرایط خرابی و مود شکست دیوار DP1 را تحت تغییر مکان 15 میلیمتر آزمایش شده توسط وچیو و پالرمو را نشان می‌دهد———————————————————————– 49

شکل3-8 : مدل‌های شبیه سازی شده پاسخ دیوار‌های S4 و S9 توسط ABAQUSE——- 53

شکل3-9 : پاسخ دیوار S4 را تحت تغیرات پارامتریک زاویه اتساع و MESH1 نشان می‌دهد– 55

شکل 3-10 : تغییر شکل پانل دیوارS4 با زاویه اتساع 55 درجه————————- 56

شکل 3-11 : تغییر شکل پانل دیوارS4 با زاویه اتساع 15 درجه————————- 56

شکل3-12 : پاسخ دیوار S9 را تحت تغیرات پارامتریک زاویه اتساع و MESH1 نشان می‌دهد- 56

شکل3-13 : تغییر شکل پانل دیوار S4با زاویه اتساع 55 درجه را نشان می‌دهد———— 57

شکل14-3 :روابط نیرو تغییر مکان دیوار S4 را با استفاده از MESH-1 و MESH-2 و زاویه اتساع  نشان میدهد       57

شکل 3-15: معرفی پارامتر‌های به کار رفته در مدلسازی دیوارهای برشی کوتاه————- 58

شکل 3-16:  تصویر نمونۀ U1.0 پس از شکست و حلقه‌های هیسترزیس آن ————– 59

شکل3-17 : فضای گسیختگی سه محوری بتن (Ottosen)، سطح گسیختگی داکر پراگر—– 62

شکل 3- 18: روابط تنش کرنش تک محوری فشاری بدست آمده جهت استفاده در مدل پوپویز برای بتن محصور نشده         64

شکل4-1 : جزئیات آرماتورگذاری درمقطع پانل دیوارهای مورد آزمایش——————- 70

شکل4-2 : نحوه و آرایش میلگردگذاری در مقطع دیوارها—————————— 71

شکل4-3 : رابطه کلی بارگذاری چرخه ایی رفت و برگشتی تغییر مکان تسلیم را نشان میدهد 73

شکل4-4 الگوی ترک خوردگی و شکست نمونه‌ها———————————— 75

شکل4-5 حالت‌های مختلف شکل پذیری بر اساس تغییر شکل جانبی——————– 76

شکل 4-6 : منحنی هیستریک نمونه ها——————————————– 77

شکل 4-7 نمای کلی پانل دیوار به همراه توپولوژی کلی مدل ————————– 83

شکل 4-8 سطح مقطع و چیدمان میلگرد در مدل پایه WALL1———————— 84

شکل4-9 نمای عرضی از مقطع جان دیوار شامل چیدمان میلگردهای افقی—————- 85

شکل4-10 رفتار تنش – کرنش برای بتن تحت فشار——————————— 86

شکل 4-11 مدل رفتاری Hongestad برای معرفی بتن غیر محصور———————- 88

شکل 4-12 تاثیر خسارت فشاری بر شیب باربرداری در فاز فشاری———————– 90

شکل 4-13 رفتار تنش کرنش بتن را در فاز کششی نشان میدهد———————– 93

شکل 4-14 نمایی از تاثیر خسارت کششی در رفتار باربرداری در فاز کششی بتن———– 94

شکل4-15 رفتار تنش کرنش پسماند در فاز فشاری بتن غیر محصور——————— 95

شکل 4-16 توپولوژی کلی مدل شامل میلگردهای جانمایی شده در پانل دیوار را نشان میدهد- 97

شکل 4-17 توپولوژی کلی مدل شامل میلگردهای جانمایی شده در پانل دیوار را نشان میدهد- 98

شکل 4-18 منحنی نیرو تغییر مکان حاصل از تحلیل برای نمونه wall1—————— 99

شکل 4-19 کانتور میزان تغییر مکان اعمال شده همراه با راستای آن را نشان میدهد——- 100

شکل 4-20 کانتور میزان تغیرات کرنش پلاستیک بر روی پانل دیوار WALL1———— 100

شکل 4-21 کانتور تغیرات خسارت فشاری ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL1———- 101

شکل 4-22 کانتور تغیرات خسارت فشاری ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL1———- 101

شکل 4-23 کانتور تغیرات تنش بر روی میلگردها و المان‌های افقی و قائم پانل دیوار WALL1—- 102

شکل 4-24 سطح مقطع و چیدمان میلگرد در مدل پایه WALL1-A——————– 103

شکل4-25 نمای عرضی از مقطع جان دیوارWALL1-A شامل چیدمان میلگردهای افقی—- 103

شکل 4-26 منحنی نیرو تغییر مکان حاصل از تحلیل برای نمونه WALL1-A————- 104

شکل 4-27 کانتور میزان تغیرات کرنش پلاستیک بر روی پانل دیوار WALL1-A———- 105

شکل 4-28 کانتور تغیرات خسارت فشاری ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL1-A——- 105

شکل 4-29 کانتور تغیرات خسارت کششی ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL1-A——- 106

شکل 4-30 کانتور تغیرات تنش بر روی میلگردها و المان‌های افقی و قائم پانل دیوار WALL1-A    106

شکل 4-31 مقایسه منحنی نیرو تغییر مکان مدل‌های WALL1و WALL1-A———— 107

شکل 4-32 سطح مقطع و چیدمان میلگرد در مدل WALL1-B———————— 107

شکل4-33 نمای عرضی از مقطع جان دیوارWALL1-B شامل چیدمان میلگردهای افقی—- 108

شکل 4-34  منحنی نیرو تغییر مکان مدل‌های WALL1-B—————————- 108

شکل 4-35 مقایسه منحنی نیرو تغییر مکان مدل‌های WALL1و WALL1-B————- 109

شکل 4-36 مقایسه منحنی نیرو تغییر مکان مدل‌های WALL1-Aو WALL1-B———- 110

شکل 4-37 کانتور میزان تغیرات کرنش پلاستیک بر روی پانل دیوار WALL1-B———- 110

شکل 4-38 کانتور تغیرات خسارت فشاری ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL1-B——- 110

شکل 4-39 کانتور تغیرات خسارت کششی ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL1-B——- 111

شکل 4-40 کانتور تغیرات تنش روی میلگردها و المان‌های افقی و قائم پانل دیوار WALL1-B       111

شکل 4-41 سطح مقطع و چیدمان میلگرد در مدل WALL1-C———————— 111

شکل4-42 نمای عرضی از مقطع جان دیوارWALL1-C شامل چیدمان میلگردهای افقی—- 112

شکل 4-43  منحنی نیرو تغییر مکان مدل‌های WALL1-C—————————- 112

شکل 4-44 مقایسه منحنی نیرو تغییر مکان مدل‌های WALL1-Aو WALL1-C———- 113

شکل 4-45 کانتور میزان تغیرات کرنش پلاستیک بر روی پانل دیوار WALL1-C———- 113

شکل 4-46 کانتور تغیرات خسارت فشاری ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL1-C——- 114

شکل 4-47 کانتور تغیرات خسارت کششی ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL1-C——- 114

شکل 4-48 کانتور تغیرات تنش روی میلگردها و المان‌های افقی و قائم پانل دیوار WALL1-C       114

شکل 4-49 سطح مقطع و چیدمان میلگرد در مدل WALL1-D———————— 115

شکل4-50 نمای عرضی از مقطع جان دیوارWALL1-D شامل چیدمان میلگردهای افقی—- 115

شکل 4-51  منحنی نیرو تغییر مکان مدل WALL1-D——————————- 115

شکل 4-52 مقایسه منحنی نیرو تغییر مکان مدل‌های WALL1-Bو WALL1-D———- 116

شکل 4-53 کانتور میزان تغیرات کرنش پلاستیک بر روی پانل دیوار WALL1-D———- 117

شکل 4-54 کانتور تغیرات خسارت فشاری ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL1-D——- 117

شکل 4-55 کانتور تغیرات خسارت کششی ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL1-D——- 117

شکل 4-56 کانتور تغیرات تنش روی میلگردها و المان‌های افقی و قائم پانل دیوار WALL1-D       118

شکل 4-57 سطح مقطع و چیدمان میلگرد در مدل پایه WALL2———————– 119

شکل4-58 نمای عرضی از مقطع جان دیوار شامل چیدمان میلگردهای افقی مدل پایه WALL2120

شکل 4-59  منحنی نیرو تغییر مکان  حاصل از تحلیل مدل WALL2——————- 121

شکل 4-60 کانتور میزان تغیرات کرنش پلاستیک بر روی پانل دیوار WALL2————- 121

شکل 4-61 کانتور تغیرات خسارت فشاری ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL2———- 122

شکل 4-62 کانتور تغیرات خسارت کششی ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL2——— 122

شکل 4-63 کانتور تغیرات تنش بر روی میلگردها و المان‌های افقی و قائم پانل دیوار WALL2 123

شکل 4-65 سطح مقطع و چیدمان میلگرد در مدل WALL2-A———————— 124

شکل4-66 نمای عرضی از مقطع جان دیوارWALL2-A شامل چیدمان میلگردهای افقی—– 124

شکل 4-67  منحنی نیرو تغییر مکان  حاصل از تحلیل مدل WALL2-A—————– 125

شکل 4-68 مقایسه منحنی نیرو تغییر مکان مدل‌های WALL2-Aو WALL2————- 125

شکل 4-69کانتور میزان تغیرات کرنش پلاستیک بر روی پانل دیوار WALL2-A———– 126

شکل 4-70 کانتور تغیرات خسارت فشاری ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL2-A——- 126

شکل 4-71 کانتور تغیرات خسارت کششی ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL2-A——- 127

شکل 4-72 کانتور تغیرات تنش بر روی میلگردها و المان‌های افقی و قائم پانل دیوار WALL2-A    127

شکل 4-73 سطح مقطع و چیدمان میلگرد در مدل WALL2-B———————— 127

شکل4-74 نمای عرضی از مقطع جان دیوارWALL2-B شامل چیدمان میلگردهای افقی—- 128

شکل 4-75  منحنی نیرو تغییر مکان  حاصل از تحلیل مدل WALL2-B—————– 128

شکل 4-76 مقایسه منحنی نیرو تغییر مکان مدل‌های WALL2-Bو WALL2————- 129

شکل 4-77 کانتور میزان تغیرات کرنش پلاستیک بر روی پانل دیوار WALL2-B———- 130

شکل 4-78 کانتور تغییرات خسارت فشاری ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL2-B—— 130

شکل 4-79 کانتور تغیرات خسارت کششی ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL2-B——- 130

شکل 4-80 کانتور تغییرات تنش بر روی میلگردها و المان‌های افقی و قائم پانل دیوار WALL2-B   131

شکل 4-81 سطح مقطع و چیدمان میلگرد در مدل WALL2-C———————— 131

شکل4-82 نمای عرضی از مقطع جان دیوارWALL2-C شامل چیدمان میلگردهای افقی—- 131

شکل 4-83  منحنی نیرو تغییر مکان  حاصل از تحلیل مدل WALL2-C—————– 132

شکل 4-84 مقایسه منحنی نیرو تغییر مکان مدل‌های WALL2-Cو WALL2-A———- 133

شکل 4-85 سطح مقطع و چیدمان میلگرد در مدل WALL2-D———————— 133

شکل 4-86 نمای عرضی از مقطع جان دیوارWALL2-D شامل چیدمان میلگردهای افقی—- 133

شکل 4-87 مقایسه منحنی نیرو تغییر مکان مدل‌های WALL2-Dو WALL2———— 134

شکل 4-88 کانتور میزان تغیرات کرنش پلاستیک بر روی پانل دیوار WALL2-D———- 134

شکل 4-89 کانتور تغییرات خسارت فشاری ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL2-D—— 135

شکل 4-90 کانتور تغیرات خسارت کششی ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL2-D——- 135

شکل 4-91 کانتور تغییرات تنش بر روی میلگردها و المان‌های افقی و قائم پانل دیوار WALL2-D   135

شکل 4-92سطح مقطع و چیدمان میلگرد در مدل WALL2-A1———————– 136

شکل4-93 نمای عرضی از مقطع جان دیوارWALL2-A1 شامل چیدمان میلگردهای افقی— 136

شکل 4-94 مقایسه منحنی نیرو تغییر مکان مدل‌های WALL2-A1و WALL2———– 137

شکل 4-95 کانتور میزان تغیرات کرنش پلاستیک بر روی پانل دیوار WALL2-A1——— 137

شکل 4-96 کانتور تغییرات خسارت فشاری ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL2-A1—– 138

شکل 4-97 کانتور تغیرات خسارت کششی ایجاد شده بر روی پانل دیوار WALL2-A1—— 138

چکیده

با نگاه اجمالی به پیشرفت‌های صورت گرفته در صنعت ساخت و ساز و طراحی ساختمان‌ها بر اساس عملکرد و اهمیت استفاده از دیوار‌های برشی کوتاه در ساختمان‌های کم ارتفاع، نیروگاه‌های هسته ایی و طبقات پایینی ساختمان‌های بلند مرتبه، و با توجه به اهمیت نوع پاسخی که دیوار‌های برشی کوتاه در برابر تحریک زلزله از خود نشان می‌دهند یافتن راهکارهای بهبود جزئیات لرزه ایی و تغییر در چیدمان و آرایش میلگردها که منجربه افزایش شکل پذیری و بالا بردن قابلیت استهلاک انرژی در این دیوارها شود غیر قابل اجتناب می‌باشد بواسطه عملکرد غالب برش در دیوارهای برشی کوتاه، تحلیل آنها همواره با پیچیدگی‌هایی همراه بوده است. با توجه به گرایش‌هایی بوجود آمده در طراحی سازه‌ها شامل طراحی بر اساس عملکرد و استفاده از ظرفیت پلاستیک سازه، نیاز به ابزاری که توانایی لازم را به جهت تحلیل غیر خطی دیوار‌های برشی کوتاه، مشخص نمودن پارامترهای آسیب، مدل نمودن جزئیات لرزه ایی را داشته باشد احساس می‌شود. به همین دلیل در قسمتی از این پایان نامه با انتخاب دو نمونۀ آزمایشگاهی و مدلسازی آنها در نرم افزار پر کاربرد ABAQUS، پارامترهای کلیدی در مدلسازی این دیوارها مشخص و به گونه­ای کالیبره شده تا نتایج تحلیل به نتایج آزمایش نزدیک شود. نتایج به دست آمده حاکی از تخمین مناسب رفتار نمونه­های آزمایشگاهیِ مدل شده می‌باشد. در خصوص تاثیر تغییر در چیدمان و آرایش میلگرد‌ها در رفتار دیوارهای برشی کوتاه، به خصوص المان­های مرزی، آرماتورهای قطری دیوار، نیاز به مطالعۀ بیشتر احساس می­شود. به همین دلیل در قسمت دیگری از این پایان نامه ، یک مطالعۀ پارامتری با استفاده از نرم افزار ABAQUS بر روی سیزده مدل دیوار برشی کوتاه انجام شده است. متغیر­های بررسی شده عبارتند از نسبت ارتفاع به طول دیوار، تمرکز آرماتورهای قائم در المان‌های مرزی جان دیوار، تغییر در چیدمان میلگرد‌های افقی جان دیوار، تغییر در آرایش میلگردها به صورت قطری، معادل سازی میلگردها با میلگردهایی با سایز کوچکتر و اثر محصور شدگی بتن المان مرزی. میزان تأثیر هر یک از متغیرهای فوق در پارامترهای پاسخ دیوار (مقاومت حداکثر و تغییر شکل نظیر آن و همچنین مود شکست دیوار) بررسی و نتایج حاصله با توجه به خروجی‌های بدست آمده تفسیر شده است. نتایج به دست آمده حاکی از این مطلب است که تأثیر المان مرزی در دیوار­های برشی کوتاه بستگی به هندسه دیوار شامل نسبت ارتفاع به طول دیوار دارد. المان مرزی بسته به شرایط طراحی، در برخی از موارد می­تواند باعث تضعیف و در برخی موارد باعث بهبود پارامترهای پاسخ شود.

1-1- مقدمه

اهمیت استفاده از دیوارهای برشی کوتاه در ساختمان­های کم ارتفاع، نیروگاه­های هسته­ای و طبقات پایین ساختمان­های بلند مرتبه می‌باشد. قطعات دیوار شکل گرفته به وسیلۀ بازشوهای در و پنجره نیز رفتاری مشابه دیوارهای برشی کوتاه دارند. رفتار غالب در اینگونه دیوارها رفتار برشی است. به دلیل پیچیده بودن مکانیسم انتقال برش در سازه­های بتن­آرمه، تحلیل اینگونه دیوارها مشکل­تر از تحلیل دیوارهای لاغر است. همچنین تحت بارگذاری لرزه­ای حالات شکست متنوعی از خود نشان می­دهند. بنابراین در تحلیل غیر خطی این دیوارها، به منظور پیشگویی رفتار لرزه­ای آنها، طراح با چالش­های بیشتری مواجه خواهد بود.

از این روی، با توجه به نیازی که به بررسی بیشتر در برخی جنبه­های تحلیلی و رفتاری دیوارهای برشی کوتاه احساس می­شود، در این تحقیق مطالعاتی بر روی دو جنبۀ مذکور، در سه بخش مجزا، انجام شده است. در ابتدا برای ورود به بحث، در بخش مروری بر مطالعات گذشته، با جنبه­های مختلف رفتار و مدلسازی دیوارهای برشی کوتاه آشنا خواهیم شد. سپس با هدف دستیابی به ابزاری مناسب برای تحلیل بر اساس عملکردِ اینگونه دیوارها، دست به مدلسازی و تحلیل چند نمونۀ آزمایشگاهی با کمک نرم افزار پر کاربرد تحلیلی المان محدود در این سازه‌ها خواهیم زد. پس از آن برای پاسخ گویی به این سئوال که چیدمان و آرایش میلگردهای المان­های مرزی و آرماتورهای قطری تا چه حد در رفتار لرزه­ای دیوارهای برشی کوتاه تأثیر گذار هستند، به تحلیل 11 مدل فرضی و بررسی نتایج حاصله از آن خواهیم پرداخت.

روابط مختلفی از سوی محققین یا آیین­نامه­ها برای محاسبۀ مقاومت برشی دیوارها ارائه شده است. این روابط، تجربی و متغیرهای موجود در روابط و میزان تأثیر آنها متفاوت هستند. بعضی از محققین با گردآوری و مقایسۀ نتایج روابط موجود با نتایج آزمایش­ها، کارایی هر رابطه را بررسی کرده­اند. مطالعاتی هم پیرامون به دست آوردن روابطی برای مدلسازی منحنی نیرو-تغییر مکان دیوارهای برشی کوتاه انجام گرفته است. در فصل مروری بر مطالعات گذشته (فصل دوم)، نتایج تعدادی از جدید ترین مطالعات انجام شده در خصوص روابط محاسبۀ مقاومت برشی و مدلسازی منحنی نیرو-تغییر مکان برای دیوارهای بتنی کوتاه شامل روابط و نتایج حاصله گردآوری شده است. همچنین به طور مختصر توضیحاتی در خصوص یکی از روش­های المان محدود غیر خطی برای تحلیل سازه­های بتن­آرمه که بر اساس تئوری میدان فشار اصلاح شده (وچیو و کالینز[1] 1986) توسعه داده شده است.

یکی از نیاز‌های اساسی در طراحی بر اساس عملکرد کنترل میزان خسارت وارده به سازه در طول زلزله می‌باشد که شناخت پارامترهای آسیب و پارامترهای مهم دیگر که در عملکرد پاسخ این دیوار‌ها موثر می‌باشد خود گواه نیاز ایجاد ابزاری است که توانایی شناخت و شبیه سازی هرچه بهتر مکانیسم‌های شکست ترد و بی دوام مانند کشش قطری، فشار قطری، برش لغزشی که منجربه ایجاد پاسخ‌های پیچیده و غیر قابل پیش بینی می‌شود را داشته باشد احساس می‌شود.  با افزایش توانایی نرم افزارها در تحلیل­های المان محدود غیر خطیِ المان­های صفحه­ای، تمایل به استفاده از آنها برای مدلسازی دیوارهای برشی افزایش یافته است. در خصوص دیوارهای برشی کوتاه به دلیل پیچیدگی­های بیشتر در مدلسازی، طراحان تمایل دارند در حین سادگی و سرعت در مدلسازی و تحلیل، تحلیل­های انجام شده از دقت خوبی برخوردار باشند به نحوی که شرایط مدلسازی با رفتار واقعی دیوار از انطباق و تقریب خوبی برخوردار باشند. نرم­افزارهای تخصصیِ تحلیل المان محدود غیر خطی سازه­های بتن آرمه و یا نرم­افزارهای پرکاربرد در تحلیل سازه­های ساختمانی دو گزینه­ای است که برای تحلیل این دیوارها وجود دارد. مسلم است که تمایل به استفاده از مورد دوم به دلیل سادگی و انعطاف بیشتر، بالا تر است؛ چون کاربر می­تواند در مدلهای پیچیده و بزرگ که امکان مدلسازی در نرم افزار‌های تخصصی وجود ندارد دیوار برشی کوتاه را در کنار سایر المان­ها مدل کند. به همین دلیل در فصل سوم با انتخاب نرم افزار ABAQUS  به عنوان نرم افزاری قدرتمند و مطمئن که قابلیت و توانایی مدلسازی دیوارها به همراه جزئیات مربوطه را دارد سعی در یافتن پارامترهای کلیدی در مدلسازی این دیوارها و یافتن راهکارهایی برای تحلیل هرچه دقیق­تر آنها شده است. برای اطمینان از صحت تحلیل­ها 2 نمونۀ آزمایشگاهی انتخاب شده و نتایج حاصل از تحلیل به همراه خروجی‌ها نرم افزار با نتایج آزمایش­ها مقایسه شده است. در انتخاب نمونه­ها سعی شده است تا جنبه­های مختلف رفتاری دیوارهای برشی کوتاه مد نظر قرار گیرد. در فصل سوم پارامترهای کلیدی در مدلسازی این دیوارها مشخص و به گونه­ای کالیبره شده تا نتایج تحلیل به نتایج آزمایش نزدیک شود.

المان­های مرزی در دیوارهای برشی بلند، باعث بهبود عملکرد لرزه­ای دیوار می­شوند. اما در خصوص نحوۀ تأثیر آنها در دیوارهای برشی کوتاه مطالعات کمتری انجام شده است. به همین دلیل در فصل چهارم یک مطالعۀ پارامتری با استفاده از نرم افزار ABAQUS  بر روی 11 مدل فرضی از دیوارهای برشی کوتاه و بلند انجام شده است. متغیر­های بررسی شده عبارتند از نسبت ارتفاع به طول دیوار، تمرکز میلگردهای قائم در لبه دیوار، تغییر در چیدمان میلگرد‌های افقی جان دیوار، میزان آرماتور طولی المان مرزی، میزان مقاومت حداکثر دیوار و تغییر شکل نظیر آن و مود گسیختگی دیوار از مهمترین پارامترهای پاسخ بررسی شده هستند. متغیرهای مذکور بر اساس نسبت ارتفاع به طول دیوار دسته بندی و نتایج تحلیل برای هر دسته به طور جدا گانه ارائه شده است. پس از آن نتایج حاصله با یکدیگر مقایسه شده است. در نهایت نتایج حاصله و پیشنهادات مربوطه ارائه شده است.

در فصل پنجم، به جمع­بندی نتایج حاصل از مدل سازی و تحلیل نمونه‌های پیشنهادی پرداخته شده است

 

تعداد صفحه : 166

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09361998026        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید