فرمت فایل: پاورپوینت - ppt  

کتاب سبز - قابل ویرایش ) 

تعداد اسلاید : 47
تاثير آرايش بادبند ها بر رفتار سازهای فلزی در زلزله چکيده فصل اول: آشنايي با قابهای فولادی.ضريب رفتار (R)وضريب تشکيل دهنده آن 1-1مقدمه: 1-2 انواع قابهای فولادی 1-3 بررسي رفتار قابها 1-4 رفتار سازه در برابر زلزله 1-5-تعریف واژه های کلیدی 1-6-طریقه بدست آوردن ضریب اضافه مقاومت قدرت جذب انرژی در بار گذاری یک جهته -7-1 1-8-استهلاک انرژی در بارگذاری متناوب و منحنی­های هیسترزیس 1-9- مزایا و معایب انواع مختلف قابهای فولادی 1-10- دیدگاه آیین­نامه­ها در خصوص ضریب رفتار 1-11- چگونگی ایجاد و وارد شدن ضریب رفتار در محاسبات 1-12- تعریف عدم تقارن در سازه و اثر آن 1-13- معادلات حرکت 1-14- جمع­بندی فصل دوم : بررسی تحقیقات انجام­یافته بر روی ضریب رفتار و تأثیرآرایش و نوع مهاربندی­ها بر روی آن 2-1- مروری بر چند تحقیق انجام شده سازه­های فولادی یکی از رایج­ترین و مناسب­ترین سیستمهای سازه­ای در صنعت ساختمان سازی می­باشد. سازه­های فولادی دارای دو مزیت اساسی نسبت به سیستمهای سازه­ای دیگر می­باشند یکی اینکه فولاد مشخصات مکانیکی بسیار عالی دارد و دیگری اینکه در سازه­های فولادی امکان تقسیم کارهای اجرایی به دو مرحله ساخت و نصب می­باشد. چکيده: فصل اول: آشنايي با قابهای فولادی.ضريب رفتار (R)وضريب تشکيل دهنده آن فصل اول مقدمه: در طراحی ساختمانها در مناطق زلزله خیز دو موضوع اساسی مد نظر باید باشد: 1-ایجاد سختی و مقاومت کافی در سازه جهت کنترل تغییر مکان جانبی تا از تخریب اعضاء سازه­ای و غیر سازه­ای تحت زلزله متوسط یا کوچک جلوگیری به عمل آید. 2-ایجاد شکل پذیری و قدرت جذب انرژی مناسب در سازه به خاطر ممانعت از فرو ریختگی سازه در یک زلزله شدید انواع قابهای فولادی: 1-2-1-قاب خمشي MRF 1-2-2-قاب با مهار بندی هم مرکز CBF 1-2-3- قاب با مهار بند خارج از مرکز يا برون محور : . این سیستم مهاربندی که توسط پوپوف در سال 1978 پیشنهاد گردیده است. با توجه به عملکرد بسیار مناسبی که در آزمایشها، آنالیز و نیز در عمل از خود نشان داده، به عنوان سیستمی مناسب جهت مقابله در برابر نیروهای جانبی، توسعه یافته و وارد اکثر آئین­نامه­های زلزله جهان و از جمله آئین­نامه زلزله ایران شده است. 1-2-3- قاب با مهار بند زانويی : این نوع مهاربندها از دو عضو قطری (یا مهاربند) و زانویی تشکیل شده­اند (شکل 1) اتصال مهاربند بصورت ساده و اتصال زانو صلب می­باشد.سیستم مهاربند زانویی روشی کاملا جدید بوده و در سال 1986 توسط اچوا پیشنهاد گردیده و از سال 1990 به بعد، عمدتا توسط بلندرابا نگرشی جدید مورد آنالیز، آزمایش و بررسی قرار گرفته است. این سیستم مهاربندی هنوز وارد آئین­نامه­ها نگردیده است در سیستم KBF عضو زانویی در حقیقت نقش تیر پیوند در سیستم EBF را ارضا نماید توصیه بر این است که در حالت سیستم با تسلیم خمشی زانو از مقاطع قوطی شکل استفاده گردد تا از کمانش جانبی پیچشی زانو جلوگیری گردد 2- بررسی رفتار قابها 1-3-1-قابهای MRF این قابها توانایی تحمل تغییر شکل­های زیاد و استهلاک انرژی بالایی می­باشند (شکل 1-2 ) 1-3-2-قابهای CBF این قابها دارای ظرفیت استهلاک انرژی پائینی بوده است و این امر ناشی از کمانش سریع بادبندها تحت اثر بارهای تناوبی وارده از جانب سیکلهای زلزله می­باشد. (شکل 1-3 ) 1-3-3-قابهای EBF حلقه­های پسماند قاب EBF شبیه به قاب MRF پایدار بوده و این امر بخاطر جلوگیری از کمانش بادبندها و عدم کاهش مقاومت قاب در تغییر شکلهای غیر ارتجاعی تیر پیوندی می­باشد.(شکل 1-4 ) 1- 5 - تعريف واژه های کليدی 1-5-2- ضريب کاهش در اثر شکل پذيری(( : در اثر شکل­پذیری ساختمان ظرفیتی برای استهلاک انرژی هیسترزیس وجود خواهد داشت به دلیل این ظرفیت استهلاک انرژی، نیروی طراحی الاستیک را می­توان به تراز مقاومت تسلیم (Cy) کاهش داد: توجه به این نکته ضروری است که تراز مقاومت تسلیم به تراز ایجاد مکانیزم گسیختگی در سازه و یا فرو ریزش سازه اطلاق می­شود ونه به تراز اولین تسلیم در سازه. 1- 5 -5- ضريب رفتار(R) 1- 5 -5- ضريب اضافه مقاومتΩ )) برخي از عوامل مهمي که در اضافه مقاومت سازه نقش عمده اي دارند برای تعیین اضافه مقاومت سازه به این صورت عمل می­شود که نیروهای طراحی جانبی سازه به همراه نیروهای ثقلی بر سازه اعمال می­شود و مقدار آن تغییر مکان طبقه فوقانی قاب به همراه برش پایه و تغییر مکان طبقه آخر به طور مداوم ثبت می­گردد. این عمل تا آنجا که اولین المان سازه جاری شود وتا کار تا زماني ادامه پيدا مي کند که يا سازه مکانيزم شده يا المان گسيخته شود . به منظور در نظر گرفتن عواملی نظیر اختلاف بین تنش­های تسلیم اسمی و واقعی مصالح، اثرالمانهای غیرسازه­ای و......، ضریب اضافه مقاومت به دست آمده از روش فوق را نامیده و آنرا توسط چند ضریب اصلاحی به مقاومت واقعی سازه تبدیل می­کنیم. ضريب تنش مجاز( :(y الف- چنانچه در هنگام زلزله فرض شود، سازه همواره به حالت ارتجاعی باقی می­ماند و هیچگاه تسلیم نمی­شود در اینصورت واکنشی که سازه در هنگام زلزله از خود نشان می­دهد واکنش ارتجاعی نامیده می­شود و تحلیل انجام شده را تحلیل دینامیکی ارتجاعی می­نامند. در این حالت رابطه نیرو – تغییر مکان در سازه بصورت شکل(1-8) می باشد ب- چنانچه در موقع زلزله فرض شود که سازه در نیروی مشخصی از حالت ارتجاعی به حالت خمیری کامل می­رسد، در اینصورت واکنش سازه را واکنش ارتجاعی خمیری و تحلیل انجام گرفته را تحلیل دینامیکی ارتجاعی – خمیری می­نامند. در این شکل واکنش ارتجاعی کامل سازه در نقطه A نشان داده شده است اگر مقاومت سازه(Fp)بیش ازFAباشد سازه هیچگونه آسیبی نخواهد دید لیکن اگر مقاومت سازه(Fp) کمتر از FA باشد.در این صورت سازه تسلیم میشود و با تغییر شکل خمیری که خواهند داشت. انرژی زلزله را ذخیره می کند تعيين رابطه بين ضريب رفتارو ضريب شکل پذيری: برای تعیین رابطه بین ضریب رفتار R و ضریب شکل­پذیری () بطور کلی دو نظریه وجود دارد: الف- نظریه تساوی تغییر مکانهای بیشینه واکنش در این نظریه فرض می­شود که تغییر مکان بیشینه واکنش در تحلیل ارتجاعی برابر تغییر مکان بیشینه واکنش در تحلیل ارتجاعی – خمیری باشد و در نتیجه می­باشد. ب- نظریه تساوی انرژی پتانسیل واکنش بیشینه در این نظریه فرض می­شود که انرژی پتانسیل ذخیره شده در حالت ارتجاعی برابر است با انرژی پتانسیل ذخیره شده در حالت ارتجاعی خمیری و در نتیجه . می­باشد. استهلاک انرژی در بار گذاری متناوب ومنحني هيسترزيس: اگر جسم اصولا ارتجاعی نبوده و یا بارگذاری از حد ارتجاعی گذشته باشد تغییر فرم بصورت داخلی در جسم باقی می­ماند در چنین حالتی پس از باربرداری کاملا به نقطه شروع برنگشته و به نقطه دیگری مانند O1 خواهد رسید بهمین ترتیب چنانچه بارگذاری در جهت دیگر ادامه پیدا کند یعنی نیروی کششی تبدیل به نیروی فشاری شود به نقطه B خواهد رسید پس از باربرداری به نقطه O2 رسید و با انجام این آزمایش یک منحنی حلقه­ای شکل بدست می­آید که به منحنی هیسترزیس یا پسماند مشهور است. 1-8-1-تقسيم بندی منحني های هيسترزيس 1-9-مزايا ومعايب انواع مختلف قابهای فولادی 1-9-2-مزايای قاب با مهار بندی هم مرکزCBF 1-9-2-مزايای قاب با مهار بندی خارج مرکزEBF 1-10-ديدگاه آئين نامه ها در خصوص ضريب رفتار(R) سازه­ها در هنگام وقوع زلزله­های متوسط و بالا وارد محدوده غیر خطی می­گردند و برای طراحی آنها نیاز به یک تحلیل غیرخطی می باشد­ ولی به دلیل پر هزینه بودن این روش و عدم گستردگی برنامه­های تحلیل غیرخطی و سهولت روش خطی، روشهای تحلیل و طراحی متداول، براساس تحلیل خطی سازه و با نیروی کاهش­یافته زلزله صورت می­گیرد اينکار از طریق استفاده از ضرایب کاهش مقاومت(ضرایب کاهش نیرو) انجام می­شود. بنابراین همانطور که از توضیحات فوق برمی­آید در تهیه مقررات لرزه­ای ساختمانها مهمترین کار تعیین ضریب رفتار می­باشد که این ضریب در آئین­نامه NEHRP به نام ضریب اصلاح پاسخ سازه R و آئین­نامه UBC به نام ضریب عملکرد سازه Rw نامبرده می­شود. 1-11-چگونگي ايجاد و وارد شدن ضريب رفتار در محاسبات اگر مرکز سختی سازه­ای بر مرکز جرم آن منطبق نباشد، نامتقارن بوده و چنانچه تحت حرکات زلزله قرار گیرد و علاوه بر حرکات جانبی، حرکت پیچشی نیز خواهد داشت و معادلات حرکت سیستم درگیر خواهد بود دو هدف از مطالعه رفتار سیستم نامتقارن موردنظر می­باشد، اول اینکه پاسخ تحت تأثیر چه پارامترهایی است و تأثیر این پارامترها بر آن چگونه است. دوم اینکه کوپل پیچشی درگیر چه تأثیری روی پاسخ سیستم دارد. در آئین­نامه زلزله ایران 2800 ، سیمای طراحی براساس خروج از مرکزی شامل دو قسمت است، قسمت اول خروج از مرکز دینامیکی و قسمت دوم خروج از مرکز تصادفی می­باشد. As= سطح قطعه پوشيده از يخ Dc= بعد وابسته به شکل مقطع td= ضخامت يخ که بر اساس ضوابط آئين نامه تعيين مي شود. معادلات حرکت: معادلات حرکت را می­توان با استفاده از دینامیک اجسام صلب که توسط chopra (1977) شرح داده شده است اقتباس نمود:که: Xi = فاصلهi امین المان مقاوم از مرکز جرم در امتداد محورX Yi = فاصلهi امین المان مقاوم از مرکز جرم در امتداد محور Y Kix = سختی­های انتقالی نهایی i امین المان مقاوم در امتداد محور KiY = سختی­های انتقالی نهایی i امین المان مقاوم در امتداد محور معادلات حرکت: براساس روابط Newmark و Rosenblueth (1971) یک تخمین دقیق از حداکثر مقدار جابه­جایی پاسخ ui می­تواند با ترکیب u1 و u2 و u3 حداکثر مقادیر طبیعی ارتعاش تعیین می­شود: که در آن m وn متعلق به مدلهای ارتعاشی هستند وجمله اول در معادله بالا بیانگر جذر مجموع مربعات بیشینه­های مدی است. عبارت دوم در این بررسی لازم است چون پاسخ سیستم را جهت حرکت درگیر پیچشی وابسته بین مدهای طبیعی کوتاه دوره ارتعاش اصلاح می­کند. 1-14-معادلات و فرمولاسيون پاسخ قابهای خارج از مرکز بررسی­های متعدد روی اثرات خروج از مرکزهای کوچک در سازه­های بلند فضایی تقریبا منظم را می­توان با در نظر گرفتن یک سیستم قاب یک طبقه سه درجه آزادی بدست آورد. مشخصات دینامیکی از یک قاب یک طبقه را نیز می­توان با فرموله کردن مسائل مقادیر ویژه در مرکز جرم سازه برحسب سختی کلی نهایی سازه در مرکز سختی و فاصله بین آنها بصورت زیر بدست آورده می­شود: KX= سختی انتقالی طبقه در جهت x در مرکز سختی KY= سختی انتقالی طبقه در جهت y در مرکز سختی KO= سختی پیچشی طبقه در مرکز سختی r= شعاع چرخش(( ژیراسیون)) طبقه در پلان ex= فاصله مرکز جرم از مرکز سختی در جهت محور کلی x ey= فاصله مرکز جرم از مرکز سختی در جهت محور کلی y مؤلفه­های انتقالی و چرخشی مد nام هستند. 1-14-معادلات و فرمولاسيون پاسخ قابهای خارج از مرکز مسائل کلی مقادیر ویژه ارائه شده در اینجا، بخاطر معادله مشخصه سه بعدی آن، نمی­توانند بصورت تحلیلی حل شوند، وگرنه این معادلات می­توانند برای حالت­های خاصی سختی انتقالی مساوی در جهت­های عمود بر هم حل شوند (kx=ky=k) اندازه خروج از مرکز کلی. نسبت سختی پیچشی به سختی انتقالی نسبت فرکانسهای درگیر به غیر درگیر. نسبت پریود انتقالی به پریود پیچشی سیستم غیر درگیر فصل دوم: بررسي تحقيقات انجام يافته برروی ضريب رفتار وتاثير آرايش ونوع مهاربندی ها بر روی آن در ادامه این مقاله استفاده از مهاربند جهت تقویت سازه­ها مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجایی که افزایش مهاربند به قابهای موجود، یکی از راههای مناسب و اجرایی تقویت سازه­ها می­باشد که رفتار سازه را تا حد زیادی بهبود می­بخشد. ایشان ابتدا به بررسی یک قاب چهار طبقه و سه دهانه (شکل 2-8)و اثرات تقویتی مهاربندهای بر روی آن و سپس همان قاب با فرض افزایش یک طبقه به ارتفاع قاب و دو دهانه به عرض قاب و تغییر کاربری وسط مهاربندها تقویت گردیده و نتایج آن ثبت گرديد عبارات زير براي تخمين برش پايه ماکزيمم و عکس العمل عمودي ناشي از تحريکات افقي و عمودي زلزله ارائه شد. Vh = M * A * (1.91 – 0.66 Tf) Vv = M * A * (0.36 + 8.01 Ta) اين عبارات بر مبناي جرم کل برج, پائينترين پريود خمشي (يا محوري) برج و شتاب پيک زمين در محل برج هستند. اين عبارات پارامتر هاي پاسخ لرزه اي هستند که بايد نشان دهندکه آيا اثرات زلزله در طراحي حاکم اند يا خير. غفوری آشتیانی و کاظم[18] به بررسی اثر بادبندهای هم­مرکز و خارج از مرکز در پاسخ و خصوصیات دینامیکی سازه­های اتصال خورجینی پرداختند بر روی یک سازه چهار طبقه مدل شده با مقیاس 1:2 از نوع اتصال خورجینی، خصوصیات دینامیکی شامل فرکانسهای طبیعی، شکل مودهای ارتعاشی و نسبتهای میرایی سازه واقعی تعیین گردید سپس با نصب بادبندهای مختلف هم­مرکز (X- شکل و K شکل)و بادبندهای خارج از مرکز(EBFو KNEE-شکل)در قاب اتصال خورجینی و انجام آزمایش ارتعاش اجباری به نتايج زير رسيدند: استفاده از بادبندهای هم­مرکز در قاب اتصال خورجینی مدل واقعی فرکانس مود اول ارتعاشی را به میزان 278 درصد برای بادبند X شکل و 234 درصد برای بادبند K شکل افزایش خواهد داد. همچنین چنانچه از بادبندهای خارج از مرکز استفاده گردد، فرکانس مود اول ارتعاش برای بادبند EBF به میزان 138 و برای بادبند KNEE شکل به میزان 62 درصد افزایش می­یابد. نسبتهای میرایی مود اول ارتعاشی برای سازه اتصال خورجینی با بادبندهای خارج از مرکز در مقایسه با سازه اتصال خورجینی با بادبندهای هم­مرکز و بدون بادبندی بیشتر می­باشد حداکثر تغییر مکان طبقه چهارم با استفاده از تحلیل دینامیکی طیف پاسخ جذر مجموع مربعات (SRSS) هنگامی که از طیف میانگین ده زلزله استفاده گردیده برای سازه اتصال خورجینی همراه با بادبند X-شکل برابر 1.31 سانتیمتر با بادبند K-شکل برابر 1.58 سانتیمتر، با بادبند EBF برابر 1.65 سانتیمتر و با بادبند KNEE شکل برابر 2.25 سانتیمتر می­باشد و برای حالتی که بادبند وجود ندارد حداکثر تغییر مکان طبقه چهارم برابر 7.8 سانتیمتر می­باشد که نشان می­دهد استفاده از بادبند خصوصا بادبندهای X-شکل در کاهش تغییر مکان جانبی مؤثرند. 1- ضریب کاهش در اثر شکل­پذیری (Rμ)اصولا تابعی از ضریب شکل­پذیری کلی سازه، پریود سیستم و شرایط خاک محل می­باشد، عوامل دیگری که به مقدار خیلی کم بر این ضریب تأثیر می­گذارند عبارتند از: نوع رفتار هیسترزیس، میرایی، فاصله از مرکز سطحی زلزله و بزرگی زلزله. 2- ضرایب اضافه مقاومت تابعی از عوامل متعددی می­باشد که از جمله این عوامل پریود ارتعاش ساختمان است. مقدار این ضریب برای ساختمانهای با پریود کم (ساختمانهای کوتاه) بیشتر از ساختمانهای با پریود زیاد(ساختمانهای بلند)می­باشد. 3- ضریب اضافه مقاومت از ساختمانی به ساختمان دیگر، متفاوت می­باشد و در نتیجه بهتر آن است که مقدار این ضریب را برای هر ساختمان با یک روش تحلیلی به دست آورد. 4- سیستم مهاربندی هم­مرکز (CBF) با طراحی کششی مهاربندها دارای نقیصه شکل­پذیری پائین و کمانش گسترده مهاربندها در زلزله­های شدید می­باشد که با طراحی فشاری مهاربندها و تأمین لاغری حداکثر 123 برای فولاد معمولی (مطابق آئین­نامه 2800 ایران- ویرایش دوم)، رفتار لرزه­ای این سیستم مهاربندی تا حد زیادی بهبود می­یابد 5- با استفاده از سیستم مهاربندی خارج از مرکز یا برون محور EBF به دلیل شکل­پذیری و سختی بالا نقص اصلی سیستم مهاربندی هم­مرکز برطرف می­گردد. همچنین مقایسه رفتار انواع مهاربندها با توجه به آنالیز خطی و غیرخطی انجام شده، حاکی از برتری سیستم EBF و CBF می­باشد. 6- ضریب رفتار اعمال کننده فلسفه طراحی و نیز اعمال کننده کاهش در نیروی جانبی سازه بدلیل اتلاف انرژی در اثر رفتار غیرخطی و میرایی سازه و اضافه مقاومت آن می­باشد. نتایج بدست آمده نشان می­دهد که ضریب رفتار علاوه بر اینکه با افزایش زمان تناوب سازه بطور کلی کاهش می­یابد، در ارتفاع سازه با توجه به اینکه توزیع شکل­پذیری در آن متغیر می­باشد، مقادیر متفاوتی دارا می­باشد. لذا به نظر می رسد که در تعیین ضریب رفتار سیستم­های ساختمانی در آئین­نامه­ها نیاز به در نظر گرفتن عوامل بیشتری می­باشد. پایان

قسمتی از متن بالا پروژه میباشد که به صورت نمونه ، بعد از پرداخت آنلاین در جزوه باز آنی فایل را دانلود نمایید .

  

 « پرداخت آنلاین و دانلود در قسمت پایین »