طرح لرزه‌ای سازه‌های فولادی خمشی جوشی

عمران
دانلود پایان نامه مهندسی عمران طرح لرزه‌ای سازه‌های فولادی خمشی جوشی مقدمه: در آزمایش‌های اولیه بر روی اتصالات گیردار جوشی كه در دهه‌های 60 و 70 میلادی انجام شد، از اعضا با سایز كوچك استفاده شده بود. مثلاً تیرهای W18، و ستون‌های W12 و W14 مورد آزمایش قرار گرفته بودند. با بلند شدن ارتفاع ساختمانها، و پیشرفت تكنولوژی ساختمان، سایز اعضا نیز افزایش یافت، غافل از اینكه افزایش اندازه اعضا خود تاثیر مستقیمی بر رفتار سیكلی اتصالات گیردار دارد. با این حال ضوابط طرحی تغییر نیافتند، تا اینكه در زلزله نورتریج این نوع اتصالات دچار آسیب شدند؛ وپس از آزمایشات بر روی تیر و ستون‌های واقعی با سایزهای بزرگ، مشخص شد كه این اتصالات دیگر آن رفتار نرم و شكل‌پذیر را دارا نمی‌باشند [19]. یكی از اصول اساسی دیتیل‌های سازه‌ای برای عملكرد مطلوب لرزه‌ای اتصالات این است كه اتصالات از خود المان‌ها قویتر انتخاب شوند تا رفتار غیرالاستیك موردانتظار در عضو اتفاق بیفتد، نه در اتصال. البته دلایل مختلفی برای این امر وجود دارد. اما مقاومت و شكل‌پذیری هر اتصال به میزان زیادی به كیفیت و مهارت به كار گرفته شده در ساخت اتصال نیز بستگی دارد. با این وجود، اتصالات در زلزله نورتریج با دیتیل‌هایی اجرا شده بودند، كه اتصال، قبل از خود عضو دچار زوال می‌شد. در واقع قبل از اینكه عضو بخواهد رفتار شكل‌پذیر را از خود نشان بدهد و به حد خمیری برسد، اتصال دچار زوال شده است [19]. در فرایند جوشكاری كه معمولاً در نصب ساختمان‌های با قابهای خمشی به كار می‌رفت، از فلز جوش با نرمی كم در اتصال بال تیر به بال ستون استفاده می‌شد. این فلز جوش به این دلیل مورد استفاده قرار می‌گرفت كه فرایند جوشكاری در سایت با سهولت بیشتری انجام گیرد؛ ولی همین فلز جوش در نواحی با تنش بالا، مثل محل اتصال بال تیر به بال ستون، باعث وقوع شكست ترد گردید كه خود باعث آسیب‌دیدگی اتصالات مرسوم تا قبل از نورتریج شد. چنین به نظر می‌رسد كه عملیات جوشكاری در بسیاری از ساختمان‌های آسیب‌دیده زیر حد استاندارد بوده است، و این در حالی است كه معیارهای كنترل كیفی در مرحله ساخت، در ضوابط و مقررات منتشر شده، آمده است. حتی ناظران ساخت، عملیات نظارت و بازرسی را انجام داده و اسناد مربوطه را امضا كرده‌اند. ولی این دلیل بر درستی كار آنها نیست. چرا كه جوشهای آسیب دیده دارای عیوب جوشكاری، مثل عدم نفوذ كافی در ریشه جوش، و همچنین مخلوط شدن سربارهSlag Inclusion با فلز جوش، بوده‌اند. این عیوب حتی باعث شروع ترك و بروز شكست ترد در فلز جوش شده‌اند. همانطور كه می‌دانیم یك ماده كه به طور طبیعی نرم است، زمانی كه شكاف و یا تركی در آن وجود داشته باشد، می‌تواند رفتار شكننده از خود نشان بدهد. در یك آزمایش كششی ساده اگر فرض كنیم در نمونه آزمایش یك شكاف كوچك ایجاد كنیم، دیگر نباید انتظار رفتار نرم را برای ماده داشته باشیم؛ چرا كه این شكاف خود شروعی برای شكست ترد نمونه می‌باشد. در جزئیاتی هم كه در اتصالات مرسوم تا قبل از نورتریج بكار گرفته می‌شد چنین شكافهایی، مثل محل تسمه پشت جوش و بال تیر، وجود داشت كه خود باعث شروع شدن شكست می‌شد. کلمات کلیدی: اتصالات طرح لرزه ای سازه های فولادی فهرست مطالب فصل اول: اتصالات در سازه‌های فولادی ـ انواع اتصالات سازه‌های فولادی در آئین‌نامه AISC شكل (-) نمایش طبقه‌بندی اتصالات در آئین‌نامه AISC بوسیله منحنی‌ ممان چرخشی - انواع اتصالات در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان [] - تقسیم‌بندی اتصال براساس (EURO CODE ) ـ انواع اتصالات الف) بال جوشی تقویت نشده (WURF) ب) بال‌های جوش شده با ورق‌های پوششی‌(WCPF) ج) تیر با مقطع ضعیف شده (RBS or Dog Bone) د) ماهیچه جوشی تك هـ) ماهیچه جوشی دوبل و) صفحه كناری (SPL) Side Plate ز) شكاف جان (SW) Slotted Web -- اتصالات نیمه صلب الف) اتصال صفحه جان تك و نبشی جان تك ب) اتصالات نبشی جان تیر دوبل ج) اتصالات صفحه سر شكل (-) انواع اتصالات نیمه‌صلب د) اتصالات نبشی فوقانی و نشیمن هـ) اتصالات نبشی فوقانی و نشیمن با نبشی جان دوبل و) اتصالات صفحه انتهایی ـ رفتار اتصالات فصل دوم: طرح لرزه‌ای سازه‌های فولادی خمشی جوشی ـ عوامل موثر بر عملكرد ضعیف اتصالات گیردار در زلزله نورتریج ــ اثر مقیاس (Sclae Effect) ــ اثر جزئیات اتصال ــ اثر فرایند جوشكاری Welding Procesures ــ عدم رعایت استانداردهای جوشكاری ــ اثر شكاف Notch Effect در تردشكنی ــ تاثیر مقاومت متغیر فولادها ــ تاثیر تمركز تنش ــ اثر تنش سه محوره Trixial Stress ـ ارتقاء لرزه‌ای سازه‌های موجود با قابهای خمشی جوشی ــ استانداردها و آیین‌نامه‌ها ــ اهداف و ضوابط ارتقاء ــ استراتژی‌های ارتقاء ــ ارتقاء از قبل تایید شده اتصالات ـــ بال جوش شده اصلاح شده بدون تقویتی ـــ اتصال جوشی با ماهیچه تحتانی ـــ اتصال جوشی با ماهیچه تحتانی و فوقانی ـ معیارهای طرح لرزه‌ای سازه‌های فولادی خمشی جوشی جدید ــ استانداردها و آیین‌نامه‌های مورد استفاده ـ ـ انتخاب سیستم ـــ تركیب و مسیر بار ـــ نوع اتصال ـــ انتخاب نوع قاب خمشی ــ تحلیل و طراحی سازه‌ای ــ چند نوع اتصال جوشی از قبل تایید شده ) بال جوشی تقویت نشده ) بال‌های جوش شده با ورق‌های پوششی‌ ) تیر با مقطع ضعیف شده (RBS) ) ماهیچه جوشی تك ) ماهیچه جوشی دوبل ) صفحه كناری ) شكاف جان ـ تقویت اتصالات فولادی گیردار با ورق‌های پوششی ــ مقدمه ــ تقویت اتصالات گیردار ــ اطلاعات آزمایش اتصالات با ورق‌‌های پوششی ـــ نمونه‌های مورد آزمایش ـــ جوشكاری و جزئیات ساخت ـــ نتایج آزمایش ـــ علل زوال ــ نتیجه‌گیری و بحث