دانلود پایان نامه ارشد :مطالعه عددی رفتار نوع خاصی از اتصال بتنی نیمه پیش ساخته تیر- ستون

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : عمران

گرایش : سازه 

عنوان : مطالعه عددی رفتار نوع خاصی از اتصال بتنی نیمه پیش ساخته تیر- ستون

دانشکده مهندسی

گروه عمران

 پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته عمران گرایش سازه

 عنوان:

مطالعه عددی رفتار نوع خاصی از اتصال بتنی نیمه پیش ساخته تیر- ستون

  استاد راهنما:

دکتر فریدون رضایی

استاد مشاور:

دکتر مرتضی مدح خوان

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)

 

چکیده:

          یکی از مهمترین مشکلات ساختمان‌های پیش‌ساخته و نیمه پیش‌ساخته بتنی، مسئله تامین صلبیت و گیرداری اتصالات در این سازه‌ها می‌باشد. استفاده از قطعات مناسب و روش های بهینه نصب در اتصال باعث افزایش صلبیت و همچنین استهلاک بیشتر انرژی در اتصالات این نوع سازه‌ها می شود. در این پژوهش سعی بر آن شده است که به روش جدیدی جهت اجرای این نوع ساختمان‌ها با سیستم قاب خمشی دارای گیرداری و صلبیت بالا در اتصالات آن دست یافت. برای رسیدن به این هدف باید بتوان بهترین و مناسب ترین روش‌ها و قطعات را در اتصال انتخاب کرد تا ضمن تامین گیرداری و مقاومت مورد نظر از نظر اجرایی نیز قابل پذیرش باشد. برای این کار با کمک مهندسان شرکت ایران فریمکو و بر اساس توصیه‌های کتاب طراحی انجمن بتن پیش‌ساخته و پیش‌تنیده آمریکا سیستم و نوع اتصال تعریف شده، سپس با مدلسازی این اتصال در نرم افزارهای تحلیل المان‌محدود، کارایی آن مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت بهینه کردن قطعه اتصال مورد تحقیق قرار گرفته است. در ابتدا با مدلسازی سه ساختمان در دست احداث با پلان‌های متفاوت و با سیستم قاب خمشی در نرم افزار ETABS، بعد از انجام تحلیل بر روی سازه اطلاعات لازم از چند نمونه اتصال تیر-ستون بدست آمده است. سپس با مدلسازی و تحلیل اتصال تیر به ستون مورد نظر به صورت صلیبی شکل در نرم افزار ABAQUS، چگونگی رفتار این اتصال مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی رفتار و میزان استهلاک انرژی در اتصالات از منحنی‌های هیسترزیس استفاده نموده و مدلسازی را با  تغییر جزئیات و قطعات مختلف اتصال تکرار نموده تا بتوان به بهینه ترین قطعه اتصال دست پیدا کرد. در نهایت با بررسی‌های لرزه‌ای بر روی اتصال بهینه شده، نتایج تحلیل‌ها نشان از وجود منحنی هیسترزیس با عملکرد مناسب داشته ولی در نهایت با محاسبه شاخص صلبیت، این اتصال به صورت اتصال نیمه گیردار شناخته شده و دارای صلبیت کامل جهت اجرای قاب خمشی بتنی پیش‌ساخته بدون دیوار برشی نمی‌باشد.

واژه­های کلیدی: اتصال پیش ساخته، اتصال نیمه پیش ساخته،  استهلاک انرژی، قاب خمشی، منحنی هیسترزیس

فهرست مصالب

فصل اول مقدمه……………………………………………………………… 1

1-1 کلیات و هدف مطالعه…………………………………………………………… 2

1-2 اهمیت موضوع یا ارزشیابی……………………………………………………… 3

1-3 تاریخچه کارها و تحقیقات قبلی…………………………………………………. 6

فصل دوم معرفی تحقیق و اتصال………………………………………………. 9

2-1 روش های طراحی ساز‌ه‌ها در برابر زمین‌لرزه…………………………………… 10

2-2 مکانیزم رفتار قاب خمشی بتنی  ……………………………………………….. 11

2-3 بررسی رفتار و مشکلات قاب خمشی بتنی درجا‌ریز……………………………. 12

2-4 معرفی سیستم پیشنهادی…………………………………………………….. 14

2-5 شرح کامل اجزاء سیستم نیمه پیش ساخته…………………………………… 17

2-5-1 تیرها………………………………………………………………………. 17

2-5-2 ستون‌ها……………………………………………………………………. 18

2-5-3 سقف‌ها……………………………………………………………………. 20

2-5-4 فونداسیون…………………………………………………………………. 20

2-6 مقایسه سیستم پیش ساخته بتنی پیشنهادی با سایر سیستم ها………………. 23

2-6-1 ضعف های سیستم درجا ریز بتنی…………………………………………. 23

2-6-2 برتری های سیستم نیمه پیش‌ساخته پیشنهادی نسبت به سیستم درجاریز بتنی   23

2-6-3 برتری های سیستم نیمه پیش‌ساخته پیشنهادی نسبت به سیستم فولادی… 25

 فصل سوم روش‌های بررسی میزان استهلاک انرژی در سازه و مطالعه آزمایشگاهی اتصال صلیب‌شکل….. 26

3-1 مقدمه…………………………………………………………………………. 27

3-2 استهلاک انرژی یا میرایی در علم فیریک و مکانیک……………………………. 27

3-3 استهلاک انرژی در ساختمان‌ها……………………………………………….. 31

3-4 استهلاک انرژی در قاب‌های خمشی و محاسبه میزان صلبیت اتصال…………… 34

   3-5 انرژی هیسترتیک و استفاده از منحنی‌ هیسترزیس جهت محاسبه مقدار استهلاک انرژی

…………………………………………………………………………………….. 36

3-6 مطالعات آزمایشگاهی بر روی اتصال صلیب‌شکل……………………………….. 38

3-6-1 آزمایش نمونه های صلیب‌شکل……………………………………………. 38

3-6-2 دستگاه‌های آزمایش……………………………………………………….. 38

3-6-3 شرح آزمایش………………………………………………………………. 38

3-6-4 تدارک آزمایشات و تجهیزات مورد نیاز…………………………………….. 40

3-6-5 نتایج بدست آمده از آزمایش………………………………………………. 43

فصل چهارم مدلسازی ساختمان در نرم‌افزار Etabs و استخراج مقاطع لازم……….. 44

4-1 مقدمه…………………………………………………………………………. 45

4-2 ساختمان سه طبقه آتش‌نشانی باباطاهر همدان……………………………….. 48

4-3 ساختمان پنج طبقه با کاربری اداری-مسکونی در همدان……………………… 51

4-4 ساختمان شش طبقه مسکونی نامنظم در همدان……………………………… 54

فصل پنجم طرح اتصال صلیب‌شکل و تعیین نحوه بارگذاری…………………….. 55

5-1 مقدمه…………………………………………………………………………. 56

5-2 طرح قطعات اتصال صلیب‌شکل ساختمان شش طبقه و رسم آن‌ها…………….. 56

5-3 طرح قطعات اتصال صلیب شکل ساختمان پنج طبقه و رسم آن‌ها…………….. 59

5-4 طرح قطعات اتصال صلیب شکل ساختمان پنج آتش‌نشانی و رسم آن‌ها……….. 62

5-5 تعیین نحوه بارگذاری اتصال…………………………………………………… 63

فصل ششم مطالعات عددی اتصال در محدوده غیر‌خطی توسط نرم‌افزار Abaqus……… 65

6-1 مقدمه…………………………………………………………………………. 66

6-2 روش اجزاء محدود……………………………………………………………. 67

6-3 معرفی نرم افزار Abaqus ویرایش 6.10  و دلایل انتخاب این نرم افزار……… 71

6-4 اصول Abaqus …………………………………………………………….. 74

6-5 مدلسازی و تحلیل اتصال صلیب‌شکل در نرم‌افزار Abaqus…………………… 75

6-5-1 محیط Part………………………………………………………………. 77

6-5-2 محیط Sketch…………………………………………………………… 78

6-5-3 محیط Property………………………………………………………… 78

6-5-4 محیط Assembly………………………………………………………. 81

6-5-5 محیط Step……………………………………………………………… 82

6-5-6 محیط Interaction……………………………………………………… 86

6-5-7 محیط Load……………………………………………………………… 87

6-5-8 محیط Mesh…………………………………………………………….. 89

6-5-9 محیط Job……………………………………………………………….. 92

6-5-10 محیط Visualation………………………………………………….. 97

6-6 نتیجه گیری…………………………………………………………………… 97

فصل هفتم اصلاح قطعه اتصال جهت عملکرد بهتر اتصال………………………………… 98

7-1 مقدمه…………………………………………………………………………. 99

7-2 طراحی و ترسیم قطعه جدید…………………………………………………. 99

7-3 مدلسازی قطعه در نرم افزار Abaqus……………………………………… 101

7-3-1 ترسیم اجزاء سازه در محیط Part و Sketch …………………………. 101

7-3-2 مونتاژ کردن مدل در محیط Assembly……………………………….. 102

7-3-3 بارگذاری  در محیط Load……………………………………………… 102

7-3-4 مش‌بندی االمان‌ها در محیط Mesh…………………………………….. 103

7-4 بررسی نتایج تحلیل عددی اتصال مدلسازی شده در نرم افزار Abaqus…….. 104

7-4-1 توزیع تنش در اتصال…………………………………………………….. 104

7-4-2 منحنی هیسترزیس سازه‌های صلیب‌شکل………………………………… 105

7-5 نتیجه گیری…………………………………………………………………. 107

فصل هشتم بررسی خروجی‌ها، نتیجه گیری و ارائه پیشنهاد…………………………. 108

8-1 مقایسه و بررسی نتایج عددی و آزمایشگاهی…………………………………. 109

8-2 مقایسه و بررسی نتایج عددی اتصال با توجه به منحنی‌های نیرو-تغییر مکان… 110

8-3 منحنی لنگر-دوران سازه‌های صلیب شکل…………………………………… 115

8-4 محاسبه صلبت اتصال با توجه به نمودارهای لنگر-دوران……………………… 116

8-5 نتیجه گیری…………………………………………………………………. 117

8-4 پیشنهادات جهت ارائه تحقیق……………………………………………….. 119

 

1-1         کلیات و هدف مطالعه

صنعتی سازی و کاربرد سازه‌های بتن آرمه پیش‌ساخته و نیمه پیش‌ساخته، و برخورداری از مزایای آن سال‌های متمادی است که در کشورهای پیشرفته مورد توجه قرار گرفته و در سال‌های اخیر به این موضوع در کشورمان نیز توجه شده است. پیش‌ساختگی، اعضای سازه‌ای با کیفیت بالا، کارآمدی بیشتر، صرفه جویی در وقت و هزینه کمتر را به همراه داشته است. از مزیت های این سازه‌ها ایجاد یک روند مستمر تولید با هدایت و نظارت متخصصین می باشد. در این روند، مکانیزه کردن، سرعت بخشیدن، اقتصادی نمودن و کنترل کیفیت فرآورده‌ها، همچنین بهبود شرایط کار و به حداقل رسانیدن آثار جوی هنگام تولید مد نظر می‌باشند[1].

اغلب سیستم‌های پیش‌ساخته موجود در دنیا از نوع اتصال غیرگیردار با جزئیات ظریف هستند که تولید و نصب آن دشوار بوده و معمولاً برای کشورمان مناسب نیستند. در ایران که در اکثر مناطق، خطر لرزه‌خیزی زیاد تا خیلی زیاد است، سیستم های نیمه گیردار در قاب خمشی پیش ساخته ممکن است جوابگو نباشد و به سیستمی نیاز باشد که قادر به مقابله با نیروهای مؤثر جانبی باشد. با وجود مزایای مختلف سازه های پیش‌ساخته، در نتیجه وجود پاره‌ای از مسائل که به طور حل نشده‌ باقی مانده‌اند، صنعت پیش‌ساختگی به پتانسیل کامل خود نرسیده است. این مشکلات بیشتر برخاسته از نوع اتصالات ساختمان‌های پیش‌ساخته است[2].

تحقیق حاضر سعی در معرفی و  بررسی رفتار یک نوع اتصال  صلب نیمه پیش ساخته تیر به ستون در ساختمان‌های بتنی با سیستم قاب خمشی دارد، که توسط کارشناسان شرکت ایران فریمکو طرح اولیه آن داده شده است. لازم به توضیح است که رفتار این نوع اتصال در آیین نامه‌های موجود در کشور، همچون آیین نامه بتن ایران[3] یا مبحث نهم مقررات ملی ساختمان[4] بررسی نشده است. همچنین این موضوع نیز باید مورد توجه قرار گیرد که مطابق آیین نامه داخلی برای سیستم‌های پیش ساخته خطی(دارای تیر و ستون) اتصالات در تحلیل سازه با فرض مفصلی بودن در برابر بارهای جانبی و با قبول مدل واقعی سختی در عملکردهای دیگر سازه وارد محاسبه شوند. اتصالاتی که صلب فرض شوند، باید درجا بتن ریزی شوند یا کاملا با جزییات اتصال قاب درجا بتن‌ریزی شده، مشابه باشند. در غیر اینصورت باید مقاومت خمشی و سختی آن‌ها در نامناسب‌ترین شرایط توسط آزمایش‌های دقیق ثابت شده باشند. در این آزمایش‌ها بخصوص باید اثر بارهای نوسانی و تغییرات داخلی سازه بر اثر جمع شدگی بتن و تغییرات دما تعیین گردند[1].

در این تحقیق، علاوه بر عملکرد لرزه‌ای مناسب این نوع اتصال صلب نیمه ‌پیش‌ساخته، به سهولت در اجرای آن با توجه به امکانات اجرایی و توانایی‌های موجود درکشور نیز توجه شده است، زیرا هر یک از دو سیستم قاب خمشی و ترکیب قاب خمشی و دیوار برشی درجاریز دچار محدودیت‌هایی می‌باشند. به دلیل امن‌تر بودن سازه‌های با درجات نامعینی بالا، اقدام به طرح و بررسی فنی و اجرایی سیستم قاب خمشی تنها بصورت نیمه پیش ساخته شده‌است. مزیت دیگر قاب خمشی تنها به جای سیستم ترکیبی قاب خمشی و دیوار برشی درجا، در مواقعی است که نتوان دیوار برشی درجا را اجرا نمود،  همانند محل بازشوها و زمان‌هایی که بحث اندرکنش بین قاب و دیوار مطرح می‌شود. از دیگر مزایای عمده این روش جدید امکان استفاده از آن در انبوه سازی و سریع سازی ساختمان‌ها می‌باشد. خصوصاً در کشور ما که بخش عظیمی از ساختمان‌ها فاقد سیستم مقاوم خوبی در برابر زلزله هستند استفاده از این روش یک سازه امن و صحیح با مقاومت بالا را حاصل می‌کند.

1-2         اهمیت موضوع یا ارزشیابی

با وجود لرزه خیزی شدید اغلب مناطق پرجمعیت کشور و آسیب پذیری ساختمان‌های موجود در برابر زلزله، بر اساس تجربیات بدست آمده از زلزله‌های اخیر همانند زلزله منجیل، بم و همچنین زلزله های روی داده در ورزقان و خراسان شمالی، متأسفانه تاکنون توجه کافی در کشور به ساخت و ساز صحیح و اصولی صورت نگرفته است. این در حالی است که مطابق با پیشرفت‌های سال‌های اخیر جهان در امر مهندسی زلزله به ویژه پس از زلزله‌های نورثریج (آمریکا) و کوبه (ژاپن)، احداث بناهای مقاوم در برابر زلزله چندان دور از دسترس نیست. همچنان که در زلزله شدیدی همچون زلزله نورثریج در کشور آمریکا حتی یک ساختمان فولادی نیز دچار فروپاشی نشده است و تمام خرابی‌ها به صورت موضعی بوده‌اند[5].

عملکرد ضعیف ساختمان‌های موجود در کشور بالاخص سازه‌های بتنی، عمدتاً به دو دلیل علمی و فنی زیر است:

1- عدم توجه کافی به مرحله طراحی ساختمان و به خصوص پیشرفت‌های روز دنیا در زمینه صنعتی سازی و نیز مقاوم سازی‌های موجود در مقابل زلزله.

2- عدم وجود دانش فنی نزد عوامل مرتبط با امور ساخت و ساز و نیز سهل انگاری دستگاه نظارت و مهندسین ناظر.

تعداد صفحه : 135

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