پایان نامه ارشد:بررسی و مقایسه رفتار لرزه­ای سیستم دوگانه قاب خمشی و دیوار برشی فولادی تقویت نشده با سیستم دوگانه قاب خمشی و مهاربند واگـرای برشی هشتی در سازه­های کوتاه و متوسط فولادی

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته عمران

گرایش :زلزله

عنوان : بررسی و مقایسه رفتار لرزه­ای سیستم دوگانه قاب خمشی و دیوار برشی فولادی تقویت نشده با سیستم دوگانه قاب خمشی و مهاربند واگـرای برشی هشتی در سازه­های کوتاه و  متوسط فولادی

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد شهرکرد

دانشکده فنی و مهندسی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

در رشته مهندسی عمران- زلزله

عنوان :

بررسی و مقایسه رفتار لرزه­ای سیستم دوگانه قاب خمشی و دیوار برشی فولادی تقویت نشده با سیستم دوگانه قاب خمشی و مهاربند واگـرای برشی هشتی در سازه­های کوتاه و  متوسط فولادی

استاد راهنما :

دکتر محمدعلی رهگذر

 

استاد مشاور :

دکتر حسین تاجمیرریاحی

 

شهریور    1392

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 مطالبعنوان                                                                                                                      صفحه چکیده--------------------------------------------------------------------- 1فصل اول « طرح مسأله »1-1- مقدمه----------------------------------------------------------------- 31-2- بیان مسأله------------------------------------------------------------- 41-3- اهمیت و ضرورت تحقیق-------------------------------------------------- 91-4- اهداف تحقیق---------------------------------------------------------- 91-4-1-اهداف کلی----------------------------------------------------------- 91-4-2- اهداف فرعی--------------------------------------------------------- 101-5- فرضیه­های تحقیق------------------------------------------------------- 101-6- تعریف واژه ها، مفاهیم و متغیرها (نظری و عملیاتی)---------------------------- 10فصل دوم « مروری بر ادبیات موضوع (کلیات یا بررسی منابع یا مباحث نظری تحقیق»2-1- بررسی نظریه های پیرامون موضوع تحقیق----------------------------------- 132-2- بررسی تحقیق های انجام شده--------------------------------------------- 142-2-1- بررسی تحقیقات تحلیلی انجام شده--------------------------------------- 142-2-2- بررسی تحقیقات آزمایشگاهی انجام شده----------------------------------- 172-3- چارچوب نظری تحقیق--------------------------------------------------- 242-3-1- مقدمه­ای بر دیوارهای برشی فولادی و سیستم­های مهاربندی شده ی واگرا------- 242-3-2- مقدمه ای بر انواع دیوارهای برشی فولادی--------------------------------- 242-3-3- مزایا و معایب دیوارهای برشی فولادی------------------------------------- 262-3-4- نمونه­هایی از کاربردهای دیوارهای برشی فولادی----------------------------- 272-3-5-کاربرد دیوارهای برشی فولادی در ایران------------------------------------ 312-3-6- بررسی مفاهیم طراحی در دیوارهای برشی فولادی--------------------------- 322-3-7- انواع روش­های مدل­سازی دیوارهای برشی فولادی--------------------------- 362-3-7-1- مدل نواری-------------------------------------------------------- 362-3-7-2- مدل خرپای معادل-------------------------------------------------- 372-3-7-3- مدل­سازی بر اساس روش پروفسور آستانه اصل--------------------------- 402-3-7-4- مدل­سازی با استفاده از المان­های پوسته­ای------------------------------- 412-3-7-5- پاره­ای نکات درخصوص مدل­سازی دیوارهای برشی فولادی------------------ 422-3-8-آسیب پذیری سیستم قائم در دیوار برشی فولادی---------------------------- 442-3-9- نوع اتصالات قابی در دیوارهای برشی فولادی------------------------------- 452-3-10- بررسی موارد طراحی دیوار برشی فولادی--------------------------------- 452-3-11- بررسی روش­های طراحی دیوارهای برشی فولادی-------------------------- 492-3-12- روابطی که می­توان برای تعیین ظرفیت دیوار برشی فولادی به کاربرد(اقتباس از ای .آی.اس.سی)------------------------------------------------------------------- 492-3-13- تحلیل پلاستیک مدل­های مختلف دیوار برشی----------------------------- 522-3-13-1- ضوابط آیین­نامه کانادا سی.آ.ان/سی.اس.آ-516-------------------------- 542-3-13-2- ضوابط آیین نامه ایالات متحده ا.ان.اس.آی/اِ.ای.اس.سی-05--------------- 552-3-13-3- ضوابط دیوار برشی فولادی ویژه در آیین­نامه اِ. آی.اس.سی-341------------ 572-3-14- مقدمه­ای بر مهاربندهای واگرا------------------------------------------ 612-3-15- انواع تیرهای پیوند--------------------------------------------------- 612-3-16- نکاتی درخصوص تیرهای پیوند و سایر قسمت­های سیستم­های واگرا------------ 662-3-17- طراحی تیر پیوند و خارج از ناحیه پیوند و اعضای قطری-------------------- 702-3-18- مقدمه­ای بر تاریخچه و روند شکل­گیری دستورالعمل­های طراحی لرزه ای------- 722-3-19- انواع روش­های تحلیل------------------------------------------------- 732-3-19-1- روش­های تحلیل خطی--------------------------------------------- 732-3-19-2- تحلیل­های غیرخطی----------------------------------------------- 742-3-19-2-1-گام­های تحلیل بار افزون (پوش­آور)---------------------------------- 802-3-19-2-2- دقت روش پوش­آور---------------------------------------------- 822-3-20- مقدمه­ای بر ضریب رفتار سازه ها (R)------------------------------------ 842-3-21- محاسبه ضریب رفتار بر اساس دستورالعمل ا.تی.سی-19-------------------- 862-3-22- روش پروفسور یوانگ جهت محاسبه­ی ضریب رفتار(R)---------------------- 902-4- مدل تحلیلی تحقیق----------------------------------------------------- 93فصل سوم « روش تحقیق »3-1- روش و طرح تحقیق----------------------------------------------------- 963-2- فرایند تحقیق----------------------------------------------------------- 983-3- جامعه آماری----------------------------------------------------------- 983-4- نمونه- روش نمونه­گیری و حجم نمونه­ها------------------------------------- 993-5- ابزار گردآوری داده­ها (اطلاعات)-------------------------------------------- 1033-5-1- روایی ابزار جمع­آوری داده­ها--------------------------------------------- 1033-5-2- پایایی ابزار جمع­آوری داده­ها-------------------------------------------- 1043-6- روش گردآوری داده­ها (اطلاعات)------------------------------------------- 1043-7- روش تجزیه و تحلیل داده­ها----------------------------------------------- 1053-7-1- تعیین و مشخص­کردن ضریب اصلاح پاسخ رفتـار سیستم (R) و ضریب تشدید تغییر مکـان (Cd) وضریب اضافه مقاومت سیستم(Ω0)--------------------------------------------------------- 1053-7-2- تعیین و مشخص کردن شتاب مبنای طرح A و ضریب اهمیت سازه ها (I)------- 1053-7-3- محاسبه زمان تناوب ساز­ه­ها--------------------------------------------- 1063-7-4- محاسبه ضریب بازتاب ساختمان­ها (B)------------------------------------ 1063-7-5- ضریب تبدیل از حالت حدی نهایی به حالت تنش­های مجاز (y)---------------- 1073-7-6- اصلاح ضریب رفتار (R)------------------------------------------------ 1083-7-7- تعیین ضریب برش پایه C در روش استاتیکی معادل------------------------- 1083-7-8- تعیین بارگذاری­ها----------------------------------------------------- 1093-7-9- تعیین مشخصات مصالح به کار رفته در ساختمان­ها-------------------------- 1103-7-10- مقادیر بار اعمالی سقف در نرم افزار ایتبس-------------------------------- 1123-7-11- تعیین دستور العمل های به کار رفته------------------------------------ 1133-7-12- طیف تعریفی------------------------------------------------------- 1133-7-13- مدها-------------------------------------------------------------- 1153-7-14- پیچش تصادفی------------------------------------------------------ 1153-7-15- ترکیب بارهای زلزله تشدید یافته---------------------------------------- 1153-7-16- تقسیم بار جانبی----------------------------------------------------- 1153-7-17-کنترل­های لازم جهت قاب خمشی--------------------------------------- 1163-7-18-کنترل جهت اعضاء خارج از پیوند--------------------------------------- 1173-7-19- مقاطع اعضاء و مهاربندها---------------------------------------------- 1173-7-20- طراحی دیوارهای برشی فولادی----------------------------------------- 1213-7-21- مشخصات مفاصل---------------------------------------------------- 1283-7-22- محاسبه تغییر مکان هدف سازه----------------------------------------- 1293-7-23- نکاتی درخصوص تحلیل پوش­آور---------------------------------------- 1303-7-24- مروری بر روابط تعیین پارامترهای لرزه­ای--------------------------------- 1453-7-25- تعیین مقاومت نهایی دو سیستم مهاربند واگرا و دیوار برشی فولادی----------- 1503-7-26- تعیین سختی دو سیستم مهاربند واگرا و دیوار برشی فولادی----------------- 1513-7-27- تعیین شکل پذیری دو سیستم مهاربند واگرا و دیوار برشی فولادی------------ 1513-7-28- تعیین ضرایب رفتار دو سیستم مهاربند واگرا و دیوار برشی فولادی------------ 1523-7-29- تعیین میرایی مؤثر دو سیستم مهاربند واگرا و دیوار برشی فولادی------------ 1543-7-30- نرم افزار آباکوس----------------------------------------------------- 1543-7-31- صحت سنجی نرم افزار آباکوس----------------------------------------- 1563-7-32- بررسی نتایج حاصل از آنالیز اجزاء محدود-------------------------------- 159فصل چهارم « تجزیه و تحلیل نتایج »4-1- توصیف متغیرها--------------------------------------------------------- 1704-2- بررسی فرضیه­های تحقیق و ارائه نتایج-------------------------------------- 1714-3- محدودیت­های خارج از اختیار پژوهشگر-------------------------------------- 1724-4- محدودیت­های در اختیار پژوهشگر------------------------------------------ 172فصل پنجم « بحث و نتیجه­گیری »5-1- تجزیه و تحلیل نتایج تحقیق----------------------------------------------- 1745-2- بحث و نتیجه­گیری------------------------------------------------------ 1755-3- پیشنهادهای برگرفته از یافته­های پژوهش------------------------------------ 1765-4- پیشنهادهای برای پژوهش های بعدی --------------------------------------- 177منابع----------------------------------------------------------------------- 179 فهرست جدول­هاعنوان                                                                                                                      صفحه جدول 2-1-ضرایب اضافه مقاومت به دست آمده از مدل های آزمایشگاهی--------------- 46جدول 2-2-ضرایب رفتار به دست آمده از مدل های آزمایشگاهی---------------------- 46جدول 2-3-ثابت ها و ضرایب طراحی دیوارهای برشی فولادی------------------------- 47جدول 2-4-ضرایب رفتار سازه های دیوار برشی فولادی در آیین نامه کانادا سی.سی.بی.اف.سی-1995---------------------------------------------------------------------- 47جدول 2-5- ضرایب رفتار به دست آمده از مدل های تحلیلی------------------------- 48جدول 2-6- ثابت ها و ضرایب طراحی دیوارهای برشی فولادی ویژه ا.ان.اس.آی- ا.آی.اس.سی-341-05------------------------------------------------------------------- 48جدول 3-1- تعیین Ω0,Cd,R ازآیین نامه ا.اس.سی.ای/اس.ای.آی-7-05-------------- 105جدول 3-2- زمان تناوب ساختمان های مورد بررسی-------------------------------- 106جدول 3-3- محاسبه B برحسب T جهت طیف طرح استاندارد 2800----------------- 114جدول 3-4- مقاطع اعضاء و مهاربندها در سیستم دوگانه----------------------------- 120جدول 3-5- تعیین ضخامت اولیه دیوارهای برشی فولادی---------------------------- 122جدول 3-6- تعیین زاویه میدان کششی برای دیوارهای برشی فولادی------------------ 124جدول 3-7- مشخصات دیوارهای برشی فولادی در ساختمان ها----------------------- 125جدول 3-8- کنترل ستون های اطراف دیوارهای فولادی در قاب ها--------------------- 126جدول 3-9- کنترل تیرهای اطراف دیوارهای فولادی در قاب ها------------------------ 127جدول 3-10- مشخصات نوارها جهت مدل سازی دیوارهای برشی---------------------- 127جدول 3-11- پارامترهای مدل سازی و معیارهای پذیرش در روش­های غیر خطی – اجزای سازهفولادی--------------------------------------------------------------------- 128جدول 3-12- تغییر مکان ساختمان های تحقیق----------------------------------- 129جدول 3-13- مقایسه مقـاومت نهایی دو سیستم دوگانه مهاربندی واگرا و دیوار برشی فــولادی با هم‌دیگر    150جدول 3-14- مقایسه سختی مؤثر دو سیستم مهاربندی واگرا و دیوار برشی فولادی------- 151جدول 3-15- مقایسه شکل پذیری دو سیستم مهاربندی واگرا و دیوار برشی فولادی------ 151جدول 3-16-تعیین ومقایسه ضرایب رفتار دو سیستم دوگانه مهاربندی واگرا ودیوار برشی فولادی--------------------------------------------------------------------------- 153جدول 3-17- مقایسه میرایی موثر دو سیستم دوگانه مهاربندی واگرا و دیوار برشی فولادی- 154جدول 4-1-  نتایج حاصل از تحقیق--------------------------------------------- 172 فهرست نمودارهاعنوان                                                                                                                      صفحه 3-1-  منحنی تنش-کرنش مصالح مورد استفاده در تحقیق---------------------------- 1123-2- منحنی پوش آور مدل یک طبقه مهاربندی شده­ی واگرا در نرم افزار سپ 2000------ 1403-3- منحنی پوش­آور مدل دو طبقه مهاربندی شده­ی واگرا در نرم افزار سپ 2000-------- 1403-4- منحنی پوش­آور مدل سه طبقه مهاربندی شده­ی واگرا در نرم افزار سپ 2000------- 1413-5- منحنی پوش­آور مدل چهار طبقه مهاربندی شده­ی واگرا در نرم افزار سپ 2000------ 1413-6- منحنی پوش­آور مدل پنج طبقه مهاربندی شده­ی واگرا در نرم افزار سپ 2000------- 1423-7- منحنی پوش­آور مدل یک طبقه دیوار برشی حالت نواری در نرم افزار سپ 2000----- 1423-8- منحنی پوش­آور مدل دو طبقه دیوار برشی حالت نواری در نرم افزار سپ 2000------ 1433-9- منحنی پوش­آور مدل سه طبقه دیوار برشی حالت نواری در نرم افزار سپ 2000------ 1433-10- منحنی پوش آور مدل چهار طبقه دیوار برشی حالت نواری در نرم افزار سپ 2000-- 1443-11- منحنی پوش­آور مدل پنج طبقه دیوار برشی حالت نواری در نرم افزار سپ 2000---- 1443-12- منحنی پوش­آور مدل  برمن و همکاران در نرم افزار اجزا محدود آباکوس------------ 1593-13- منحنی پوش­آور مدل یک طبقه دیوار برشی فولادی در نرم افزار اجزا محدود آباکوس- 1653-14- منحنی پوش­آور مدل دو طبقه دیوار برشی فولادی در نرم افزار اجزا محدود آباکوس-- 1653-15- منحنی پوش­آور مدل سه طبقه دیوار برشی فولادی در نرم افزار اجزا محدود آباکوس- 1653-16- منحنی پوش­آور مدل چهار طبقه دیوار برشی فولادی در نرم افزار اجزا محدود آباکوس 1663-17- منحنی پوش آور مدل پنج طبقه دیوار برشی فولادی در نرم افزار اجزا محدود آباکوس 1663-18- منحنی پوش­آور مدل یک طبقه مهاربندی شده­ی واگرا در نرم افزار اجزا محدود آباکوس       1663-19- منحنی پوش­آور مدل دو طبقه مهاربندی شده­ی واگرا در نرم افزار اجزا محدود آباکوس 1673-20- منحنی پوش­آور مدل سه طبقه مهاربندی شده­ی واگرا در نرم افزار اجزا محدود آباکوس       1673-21- منحنی پوش­آور مدل چهار طبقه مهاربندی شده­ی واگرا در نرم افزار اجزا محدود آباکوس     1673-22- منحنی پوش­آور مدل پنج طبقه مهاربندی شده­ی واگرا در نرم افزار اجزا محدود آباکوس---------------------------------------------------------------------------- 168 فهرست شکل­هاعنوان                                                                                                                      صفحه شکل 1-1- ساختمان در حال احداث با سیستم باربر جانبی دیوار برشی فولادی­ در ایالات متحده(راست) و کانادا (چپ)--------------------------------------------------------- 4شکل 1-2- استفاده از دیوارهای برشی فولادی در ساختمان­های کوتاه در ایالات متحده---- 8شکل 2-1- مدل­های مورد بررسی توسط دکتر صبوری قمی-------------------------- 14شکل 2-2- مدل­های مورد بررسی توسط دکتر مویدیان و مهندس یمینی---------------- 14شکل 2-3- نمونه آزمایش شده توسط BRUNEAU------------------------------ 18شکل 2-4- نمونه آزمایش شده توسط لوبل---------------------------------------- 18شکل 2-5- نمونه آزمایش شده توسط درایور-------------------------------------- 19شکل 2-6- نمونه آزمایش شده توسط آستانه اصل --------------------------------- 20شکل 2-7- نمونه آزمایش شده توسط آستانه اصل بعد از آزمایش--------------------- 21شکل 2-8- نمونه آزمایش شده توسط آستانه اصل بعد از آزمایش از نمایی دیگر---------- 22شکل 2-9- جزییات ناپایداری­ها در نمونه مورد آزمایش توسط آستانه اصل--------------- 23شکل 2-10- انواعی از دیوارهای برشی فولادی------------------------------------- 25شکل 2-11- پلان و نما ساختمان اداری 35 طبقه در کوبه ژاپن----------------------- 28شکل 2-12- ساختمان اداری 35 طبقه در کوبه ژاپن-------------------------------- 29شکل 2-13- ساختمان دادگستری 22 طبقه در سیاتل واشنگتن ایالات متحده----------- 31شکل 2-14- شباهت دیوار برشی فولادی و تیر ورق جهت مدل سازی ----------------- 34شکل 2-15- مشابهت دیوار برشی فولادی و تیرورق در تشکیل میدان کششی در آنها ----- 36شکل 2-16- مدل­سازی دیوار برشی فولادی در نرم افزار ایتبس به صورت نواری---------- 37شکل 2-17- مدل­سازی دیوار برشی فولادی در نرم افزار ایتبس به صورت خرپای معادل--- 38شکل2-18- مدل­سازی دیوار برشی فولادی در نرم افزار سکشن دیزاینر نرم افزار ایتبس به صورت تیر ورق (روش آستانه اصل)----------------------------------------------------------------------- 41شکل2-19- مدل­سازی دیوار برشی فولادی در نرم­افزار ایتبس با المانهای پوسته­ای اورتروپیک وتغییر زاویه محورهای المان­های پوسته­ای متناسب با زاویه میدان کششی---------------- 42شکل2-20- منطبق کردن ابتدا و انتهای نوارها در طبقات در مدل­سازی نواری دیوار برشی فولادیدر نرم­افزار ایتبس------------------------------------------------------------ 44شکل 2-21- مدل­سازی دیوارهای برشی فولادی در نرم افزار اجزا محدود آباکوس--------- 44شکل 2-22- انواع سیستم­های مهاربندی شده­ی واگرا------------------------------- 61شکل 2-23- تیر پیوند در سیستم مهاربندی واگرا---------------------------------- 62شکل 2-24-  طول تیرهای پیوند در سیستم­های مهاربندی واگرا---------------------- 63شکل 2-25- منحنی نیروهای داخلی در تیرهای پیوند برشی-------------------------- 63شکل 2-26- منحنی هیسترزیس مهاربند واگرا------------------------------------- 64شکل 2-27- تأثیر طول تیر پیوند بر سختی سیستم مهاربندی واگرا------------------- 64شکل 2-28- تأثیر طول تیر پیوند بر مقاومت نهایی سیستم مهاربندی واگرا-------------- 65شکل 2-29- تأثیر طول پیوند بر زاویه دوران آن در سیستم مهاربندی واگرا------------- 65شکل 2-30- تأثیر وجود سخت کننده بر رفتار هیسترزیس تیر پیوند برشی-------------- 67شکل 2-31- تأثیر نیروی محوری بر رفتار تیر پیوند (سمت راست با نیروی محوری و سمت چپ بدون نیروی محوری) 67شکل 2-32- دیتیل تیر پیوند در تماس با مهاربندها--------------------------------- 69شکل 2-33- دیتیل ناحیه تماس مهاربند با ستون---------------------------------- 69شکل 2-34- منحنی ظرفیت (برش پایه در برابر جابجایی بام)------------------------- 76شکل 2-35- آشنایی با بخش­های مختلف منحنی ظرفیت---------------------------- 78شکل 2-36- دو خطی کردن منحنی ظرفیت-------------------------------------- 80شکل 2-37- انواع منحنی ظرفیت سازه­ها----------------------------------------- 81شکل 2-38- مقایسه دقت روش­های تحلیل غیر خطی------------------------------- 84شکل 2-39-  نمایش پارامترهای محاسبه ضریب رفتار سازه­ها------------------------- 92شکل 3-1- پلان مدل­های  بررسی شده در این تحقیق در نرم افزارهای سپ2000 و ایتبس 100شکل 3-2-  قاب‌ها در مدل‌های پنج‌طبقه‌مورد بررسی‌در این‌تحقیق در نرم افزار سپ 2000- 101شکل 3-3- قاب­ها در مدل­های 5 طبقه مورد بررسی در این تحقیق در نرم افزار ایتبس---- 102شکل 3-4- نمونه­ای از بارگذاری های انجام شده در نرم افزار های سپ2000 و ایتبس----- 110شکل 3-5- تعریف طیف طرح در نرم افزارهای سپ2000 و ایتبس-------------------- 114شکل 3-6- نمایش نیروهای برشی موجود در تیر پیوند در مدل پنج طبقه مورد بررسی تحت بار جانبی زلزله  118شکل 3-7- تنش برشی ماکسیمم در دیوار برشی فولادی در مدل پنج طبقه تحت اثر بارگذاری پوش‌‌آور (سمت راست گام اول و سمت چپ گام دهم)----------------------------------------------------- 118شکل3-8- نیروی محوری موجود در المان­های مدل نواری پنج طبقه دیوار برشی­تحت اثر بارگذاریپوش­آور در گام 1 و4---------------------------------------------------------- 119شکل3-9- منحنی نیرو- تغییرشکل تعمیم­ یافته مفاصل پلاستیک برای­ اعضا و اجزا فولادی (سمتراست مفاصل پلاستیک و سمت چپ مفاصل محوری)------------------------------- 129شکل3-10- مراحل­تشکیل مفاصل پلاستیک درمدل سه طبقه قاب خمشی تحقیق به تنهایی­در تحلیل پوش­آور در نرم افزار سپ 2000 ----------------------------------------------------------------- 131شکل 3-11- مراحل تشکیل مفاصل پلاستیک در مدل سه طبقه­ی مهاربندی شده­ی واگرای تحقیقدر تحلیل پوش آور در نرم افزار سپ 2000 --------------------------------------- 132شکل3-12-مراحل تشکیل مفاصل پلاستیک درمدل سه طبقه­ی دیواربرشی فولادی(المان صفحه­ای)تحقیق در تحلیل پوش­آور در نرم افزار سپ 2000 --------------------------------- 133شکل 3-13- مراحل تشکیل مفاصل پلاستیک در مدل سه طبقه­ی دیوار برشی فولادی(مدل نواری)تحقیق در تحلیل پوش­آور در نرم افزار سپ 2000 --------------------------------- 134شکل3-14- مراحل تشکیل مفاصل پلاستیک درمدل پنج طبقه قاب خمشی­تحقیق به­تنهایی درتحلیل پوش­آور در نرم افزار ایتبس---------------------------------------------------------------------- 135شکل 3-15- مراحل تشکیل مفاصل پلاستیک در مدل پنج طبقه­ی مهاربندی شده­ی واگرای تحقیقدر تحلیل پوش­آور در نرم افزار ایتبس-------------------------------------------- 136شکل3-16- مراحل تشکیل مفاصل پلاستیک درمدل پنج طبقه­ی­دیواربرشی فولادی(المان صفحه­ای)تحقیق در تحلیل پوش آور در نرم افزار ایتبس------------------------------------- 137شکل 3-17- مراحل تشکیل مفاصل پلاستیک در مدل پنج طبقه­ی دیواربرشی فولادی (مدل نواری)تحقیق در تحلیل پوش­آور در نرم افزار ایتبس-------------------------------------- 138شکل 3-18- رفتار نمونه­ای از مفاصل تعریف شده در نرم افزار سپ 2000 -------------- 139شکل 3-19- قاب واگرای آزمایش شده توسط برمن و همکاران------------------------ 157شکل 3-20- مدل آزمایشگاهی برمن و همکاران------------------------------------ 157شکل 3-21- مدل ایجاد شده در نرم افزار آباکوس---------------------------------- 158شکل 3-22- مش­بندی مدل ایجاد شده در نرم افزار آباکوس-------------------------- 158شکل 3-23- نمایش تنش (معیار مایسز) ایجاد شده در مدل ------------------------- 158شکل 3-24- مدل اجزا محدود دیوار برشی فولادی یک طبقه در نرم افزار آباکوس-------- 160شکل3-25- نمایش تنش(معیارماکزیمم صفحه­ای) دیوار برشی فولادی یک طبقه­پس از انجام آنالیزپوش­آور در نرم افزار اجزا محدود آباکوس------------------------------------------ 160شکل 3-26- مدل اجزا محدود دیوار برشی فولادی دو طبقه در نرم افزار آباکوس--------- 160شکل 3-27- نمایش تنش(معیار ماکزیمم صفحه­ای) دیوار برشی فولادی دو طبقه پس از انجام آنالیزپوش­آور در نرم افزار اجزا محدود آباکوس----------------------------------------- 161شکل 3-28- مدل اجزا محدود دیوار برشی فولادی سه طبقه در نرم افزار آباکوس--------- 161شکل 3-29- نمایش تنش(معیار ماکزیمم صفحه­ای) دیوار برشی فولادی سه طبقه پس از انجام آنالیزپوش­آور در نرم افزار اجزا محدود آباکوس----------------------------------------- 161شکل 3-30- مدل اجزا محدود دیوار برشی فولادی چهار طبقه در نرم افزار آباکوس------- 162شکل 3-31- نمایش تنش(معیار ماکزیمم صفحه­ای) دیوار برشی فولادی چهار طبقه پس از انجام­آنالیز پوش­آور در نرم افزار اجزا محدود آباکوس----------------------------------------------------------- 162شکل 3-32- مدل اجزا محدود دیوار برشی فولادی پنج طبقه در نرم افزار آباکوس-------- 162شکل 3-33- نمایش تنش(معیار ماکزیمم صفحه­ای) دیوار برشی فولادی پنج طبقه پس از انجام آنالیز پوش­آور در نرم افزار اجزا محدود آباکوس----------------------------------------------------------- 163شکل 3-34- نمایش تنش (معیار مایسز) مهاربند واگرای یک طبقه پس از انجام آنالیز پوش­آور در نرم افزار اجزا محدود آباکوس--------------------------------------------------------------------- 163شکل 3-35- نمایش تنش (معیارمایسز) مهاربند واگرای دو طبقه پس از انجام آنالیز پوش آوردر نرم افزار اجزا محدود آباکوس--------------------------------------------------------------------------- 163شکل 3-36- نمایش تنش (معیار مایسز) مهاربند واگرای سه طبقه پس­از انجام آنالیزپوش­آور در نرم افزار اجزا محدود آباکوس--------------------------------------------------------------------------- 164شکل  3-37- نمایش تنش(معیارمایسز) مهاربند واگرای چهار طبقه پس از انجام آنالیز پوش آور در نرم افزار اجزاءمحدود آباکوس--------------------------------------------------------------------- 164شکل 3-38- نمایش تنش (معیار مایسز) مهاربند واگرای پنج طبقه پس از انجام آنالیز پوش آور در نرم افزار اجزا محدود آبا فصـل اول« طـرح مسئـله » 1-1- مقدمه تاکنون سیستم­های متنوعی برای مقاومت در برابر بارهای جانبی (با دو زلزله) پیشنهاد شده و به کار رفته­اند که از جمله آنها می­توان به سیستم قاب­های خمشی انواع سیستم­های مهاربندی و دیوارهای برشی را نام برد، مهمترین پارامترهایی که در انتخاب یک سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی دخالت دارند عبارتند از سختی، مقاومت بالا، شکل­پذیری مناسب و همچنین جذب انرژی بالا توسط رفتار چرخه­ای یا هیسترزیس سیستم، با توجه به مشکلات رفتاری و سازه­ای در هر یک از سیستم­های مقاوم جانبی فوق­الذکر که می­تواند شامل موارد متعددی مانند مشکلات اجرایی، توجیه اقتصادی، اشغال حجم زیاد و... باشد. محققین و پژوهشگران همواره در پی یافتن سیستم ایده­آلی برای مقاومت در برابر بارهای جانبی بوده­اند که علاوه بر اینکه دارای سختی و مقاومت بالایی باشد از شکل­پذیری مناسبی نیز برخوردار بوده و بتواند انرژی وارده را به خوبی مستهلک کند. در این تحقیق به بررسی و مقایسه دو نوع از کارآمدترین این سیستم­ها یعنی دیوارهای برشی فولادی تقویت نشده و مهاربندهای واگر­ای برشی هشتی در قاب­های خمشی (سیستم­های دوگانه) می­پردازیم. شکل 1-1- ساختمان در حال احداث با سیستم باربر جانبی دیوار برشی فولادی در ایالات متحده(راست) و کانادا (چپ) 1-2- بیان مسألهیکی از سیستم­های جدیدی که برای مقابله با بارهای جانبی پیشنهاد شده سیستم دیوارهای برشی فولادی است، دیوار برشی فولادی یک ورق فولادی در عرض و ارتفاع دهانه است که به اعضای سخت­کننده افقی و عمودی متصل می­گردد. علاوه بر سختی و مقاومت برشی بالای دیوارهای برشی فولادی این سیستم به لحاظ گستردگی اتصال ورق با قاب اطراف (عدم وجود یک اتصال متمرکز مانند سیستم مهاربندی) و شکل­گیری تدریجی و یکنواخت تنش در ورق فولادی و قابلیت خوب تعدیل تنشها تا رسیدن به بار نهایی مورد توجه است. دیوار برشی فولادی به دو شکل تقویت شده و تقویت نشده اجرا می­گردد. در حالت تقویت شده هدف جلوگیری از کمانش قبل از تسلیم برشی است و در حالت تقویت نشده اجازه داده می­شود که ورق کمانه کند و هدف اینست که از ناحیه کشش قطری جهت حمل برش طبقه استفاده شود. در سال­های اخیر بیشتر دیوارهای برشی فولادی اجرا شده در آمریکا و کانادا به صورت تقویت نشده و در ژاپن به صورت تقویت شده بوده است، ولی با توجه به اینکه جوش دادن سخت کننده­ها به ورق فولادی وقت­گیر و پر هزینه است و همچنین در سال­های اخیر تحقیقات نشان داده است که دیوارهای برشی فولادی بدون سخت کننده نیز از شکل­پذیری و کارایی خوبی برخوردارند لذا امروزه استفاده از دیوارهای برشی بدون سخت کننده توصیه می­شود. در دیوارهای برشی فولادی با استفاده از ورق­های فولادی می­توان از پدیده پس کمانش مشابه تیر ورق­ها بدون هیچگونه خللی در پایداری استفاده نمود. سازه­های مهمی با استفاده از سیستم دیوارهای برشی فولادی ساخته شده است و تحقیقات آزمایشگاهی و نظری انجام شده روی سیستم دیوارهای برشی فولادی همگی نشانگر آن است که سیستم مذکور در مناطق با لرزه خیزی بالا عملکرد مطلوبی دارد و رفتار سازه­های اجرا شده با سیستم دیوارهای برشی فولادی در زلزله­های شدید مانند زلزله کوبه در سال 1995 میلادی و نورتریج در سال 1994 میلادی مطلوب بوده است.سیستم دیگری که به علت خصوصیت شکل­پذیری بسیار مناسب و همچنین سختی نسبتاً مناسب و تسهیلاتی که به لحاظ ایجاد بازشوها در فرم و نما معماری ایجاد می­کند در سال­های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است، سیستم­های مهاربند برون محور می­باشد. در حدود سال 1970 در ژاپن اولین بار نام سیستم­های برون محور توسط اشخاصی از قبیل فوجی موتو و همکاران در سال 1972 و تاناباشی و همکاران در سال 1974 با این نام به کار برده شد. در آمریکا اولین بار سیستم مهاربندی برون محور (واگرا) توسط پروفسور پوپوف و همکارانش در سال 1978 در دانشگاه برکلی کالیفرنیا مورد آزمایش واقع شد، پس از آن این سیستم به سرعت مورد توجه طراحان حرفه­ای قرار گرفت و اولین ساختمان که یک بانک 19 طبقه در سان­دیگو کالیفرنیا بود با این سیستم ساخته شد. یکی از مهمترین مزایای این مهاربندها قابلیت مانور بسیار بالایشان از لحاظ مسائل معماری است. در این سیستم محل اتصال اعضای مهاربند به طور عمده در محل تلاقی تیر و ستون قرار نمی­گیرد و در نتیجه از پیچیدگی محل اتصال جلوگیری می­شود. در این سیستم قسمتی از تیر که بین عضو قطری تا ستون­های یا بین دو مهاربند قرار   می­گیرد و لینک یا پیوند نامیده می­شود، دارای این خاصیت است که می­تواند نیروهای مهاربندی از طریق خود به ستون یا عضو قطری دیگر انتقال دهد و نهایتاً نیروهای متعادلی را به مهاربند وارد سازد در واقع پیوند در اینجا مانند فیوز شکل­پذیر عمل می­کنند و خود مقادیر عمده­ای از انرژی زلزله را جذب می­کند. در واقع در یک طراحی درست برای سیستم واگرا این تیر پیوند است که باید با تشکیل مفصل­های خمیری تغییر شکل­های بزرگ غیرارتجاعی را تحمل کند (عناصر قطری باید طوری طراحی شوند که حتی در مقابل بارهای جانبی شدید هم کمانه نکنند) به همین علت طول پیوند و کم یا زیاد شدن آن نقش اساسی در رفتار سیستم برعهده می­گیرد به طوری که با نزدیک شدن محل اتصال به اتصال تیر و ستون یا کوتاه شدن طول پیوند (پیوند برشی) سختی سیستم به مهاربندی هم محور نزدیک می­شود و با دور شدن از آن یا بلند شدن طول پیوند (پیوند خمشی) سختی کمتر شده و در عوض انعطاف پذیری بیشتر می­شود و سیستم به قاب خمشی شبیه می­شود. در واقع سیستم واگرا ترکیب کننده سختی مناسب هم محور و شکل­پذیری و قابلیت جذب انرژی بسیار خوب سیستم قاب خمشی می­باشد. منحنی هیسترزیس این سیستم بیانگر حلقه های پایدار منظم و با سطح زیر منحنی بسیار خوب می­باشد، لیکن نظر به آنکه از تیر پیوند در رفتار برش انتظار شکل­پذیری بیشتری می­رود توصیه می­شود طول تیر پیوند طوری انتخاب شود که این رفتار حاکم باشد. استفاده از قاب­های مهاربندی شده خارج از مرکز برای مقابله با زلزله این روزها مورد توجه بسیار قرار گرفته عملکرد شکل­پذیر بسیار خوب این سیستم تحت بارهای تناوبی نسبت مستقیمی با تسلیم برشی تیر پیوند دارد بنابراین در پروسه طراحی تعیین طول بهینه پیوند و فراهم آوردن سخت کننده­های مناسب برای جان تیر از اساسی­ترین نکات است که شواهد حکایت از آن دارند که عملکرد تیرهای پیوند کوتاه از لحاظ استهلاک انرژی براساس زاویه حداکثر تغییر شکل و شکل­پذیری حاصل بسیار بهتر از پیوندهای طویل می­باشد و از بین اشکال مهاربندهای واگرا نیز مهاربندهای واگرای هشتی بسیار باصرفه می­باشند زیرا علاوه بر شکل متقارن تیر پیوند به ستون متصل نمی­باشد و به این ترتیب از هر مسئله محتملی که در ارتباط با اتصال تیر پیوند با ستون وجود دارد اجتناب می­شود. با توجه به مقدمه بالا و اینکه هر دو سیستم ذکر شده فوق­الذکر جدید و گران می­باشند زیرا در سیستم­های دیوار برشی فولادی از ورق فولادی گسترده استفاده می­شود و در سیستم مهاربند واگرا به منظور فعال کردن ظرفیت استهلاک انرژی پیوندهای برشی المان­های قطری سنگین مورد نیاز است که این المان­های سنگین فقط در هنگام اعمال بارهای جانبی شدید به کار خواهند افتاد احتیاج به بررسی و مقایسه رفتار لرزه­ای دو سیستم محسوس می­باشد. در این تحقیق ابتدا به معرفی و بررسی کامل دو سیستم دیوار برشی فولادی و مهاربند واگرا می­پردازیم، به مواردی که در آیین نامه­های مختلف درخصوص این دو سیستم آمده است اشاره می­نماییم به آزمایشات مختلفی که بر روی این سیستم­ها در مناطق مختلف جهان صورت گرفته است می­پردازیم و نتایج حاصله را مورد بررسی قرار می­دهیم، نمونه­های اجرا شده­ی این سیستم­ها در مناطق مختلف جهان را بررسی می­کنیم و رفتار آنها را در مقابل زلزله­های رخ داده در عمل ارزیابی     می­کنیم، نحوه­ی اجرای این سیستم­ها در عمل و مزایا و نواقص هر یک از مورد بررسی قرار خواهیم داد. در ادامه این بررسی با توجه به اینکه تأمین سختی، مقاومت نهایی و شکل­پذیری اهداف اصلی طراحی لرزه­ای سازه­ها می­باشند و با توجه به اینکه مطالعه رفتار سازه­ها با روش­های مختلف از جمله روش دقیق و روش آزمایشگاهی و تجربی امکان­پذیر است و یکی از روش­های مناسب که به علت سرعت و دقت بالا و هزینه کم نسبت به سایر روش­ها ارجحیت بیشتری دارد، تحلیل­های نرم افزاری می­باشد، پس با توجه به امکانات موجود در این تحقیق از نرم افزارهای قدرتمند ایتبس، سپ 2000 و نرم افزار عناصر محدود فوق­العاده قدرتمند آباکوس جهت مدل سازی و تحلیل خطی و غیرخطی استفاده خواهیم نمود، و به این نحو عمل می­نمایم که پس از طراحی ساختمان­های 1 تا 5 طبقه منظم به این نحو که تا حد امکان شرایط آیین­نامه­ها درخصوص آنها رعایت شود. با استفاده از نرم افزارهای شرکت سی.­اس.­آی[1] و با توجه به مفاد دستورالعمل­های فما 356- فما 274 – فما 440 – ا.ِتی.­سی 19[2]- اِ.تی.­سی 40[3] و نشریه 360 اقدام به انجام آنالیز پوش­آور می­نمایم و منحنی­های ظرفیت را به دست می­آوریم، پس از به دست آوردن منحنی­های ظرفیت به کمک آنها و روش­های ارائه شده در دستورالعمل­ها و روش پروفسور یوانگ اقدام به    محاسبه­ی سختی- مقاومت نهایی- شکل پذیری- ضریب رفتار و میرایی سیستم­ها می­نمایم و سپس نتایج را با هم مقایسه می­کنیم. در ادامه­ی کار بعد از صحت­سنجی نرم افزار آباکوس با استفاده از مدل یک طبقه­ی بِرمن و همکاران در فضای دو بعدی تنها دهانه­ی مهاربندی (یک دهانه) را مدل سازی می­نمایم و آنالیز پوش­آور را انجام می­دهیم و با مقایسه منحنی­های پوش­آور با همدیگر به بررسی امکان صحیح بودن نتایج حاصل از  مرحله­ی قبل می­پردازیم، در نهایت به ارائه نتایج می­پردازیم.[1]- CSI[2]- ATC-19[3]- ATC-40تعداد صفحه :200قیمت : 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 :        09309714541 (فقط پیامک)        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.

--  -- --

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