مطالعه و مقایسه رفتار هیسترزیس ستونهای I شکل و بستدار با مدلسازی کامپیوتری با استفاده از نرم افزار آباکوس

مهندسی عمران
دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران-گرایش سازه مطالعه و مقایسه رفتار هیسترزیس ستونهای I شکل و بستدار با مدلسازی کامپیوتری با استفاده از نرم افزار آباکوس چکیده: هفت نمونه ستون I شكل و سه نمونه ستون مشبك با بست موازی در آزمایشگاه تحت بارهای فشاری و تغییر مكان جانبی قرار گرفته كه نتایج بصورت عكس و دیاگرام نیرو - تغییر مكان (منحنی های هیسترزیس) موجود است. سپس با علم به نتایج آزمایشگاهی هفت ستون I شكل با همانند سازی شرایط آزمایش اعم از تكیه‌گاهها، نوع مواد و بارگذاری و اتصال اجزاء تشكیل دهنده آنها با كمك از نرم افزار المان محدود ABAQUS نتایج مطلوبی بدست آمد و نتایج آن نیز بصورت دیاگرام نیرو تغییر مكان (منحنی‌های هیسترزیس) قابل مقایسه با نتایج آزمایشگاهی به تصویر كشیده شده است . همچنین همانند سازی بین نمونة شماره سه از ستونهای I شكل كه ایجاد مفصل پلاستیك كامل در انتهای تست از آن مشاهده گردید ومقطع معادل ستون بست دار آن كه از لحاظ سطح مقطع ، ممان اینرسی تاریخچة بارگذاری و شرایط نگهداری در هر دو جهت بامقطع ناودانی كاملاً همسان است انجام شد به نظر می رسد مقطع با ستون بست دار هم از لحاظ باربرری و شكل پذیری از مقطع I شكل معادل ضعیف تر است.رفتار هیسترزیس نسبت به لاغری جان از لاغری بال حساس تر بوده و افزایش ضخامت جان رفتار هیسترزیس بهتری به ما ارائه می دهد. کلمات کلیدی: رفتار هیسترزیس ستونهای I شکل ستونهای بست دار نرم افزار ABAQUS مقدمه نظر به اینكه اقتصادی بودن هر پروژه، ركن اساسی طرح بوده لذا مهندسین محاسب و طراح در محاسبات سازه‌ها و دستگاه‌های مكانیكی به بحث و تحلیل مسائل در حالت خمیری (پلاستیك) می‌پردازند و همچنین در سازه‌ها با توجه به بارهای رفت و برگشتی زلزله سازه ها باید بتوانند انرژی زیادی هدر دهند (جذب كنند) یا به عبارت دیگر باید سازه ها شكل پذیر باشند تا در اثر بارگذاری دینامیكی ، سازه گسیخته نشود. به نظر می رسد كه این دو مهم بدون استفاده از كامپیوتر تقریباً غیرممكن است با توجه به نوع ساختار وسایل مكانیكی می توان پس از ساخت آنها را تحت تست آزمایشگاهی قرار داد ولی در مورد سازه ها این مطلب كاملاً صادق نیست لذا نرم‌افزارهای معتبر می توانند پیش بینی قابل قبولی به ما بدهند هدف این پروژه تطبیق نتایج آزمایشگاهی با نتایج نرم افزار به روش المان های محدود و مقایسه رفتار هیسترزیس ستونهای با مقطع I شكل و ستونهای بست دار معادل است. اینگونه به نظر می رسد كه ساخت اجرای ستونهای بست دار نسبت به ستون با مقطع I شكل اقتصادی است . ولی با توجه به مقایسة میزان جذب انرژی ستون‌های I شكل و بست دار كه از مطالعة رفتار هیسترزیس این دو نوع ستون فولادی به دست می‌آید می توان از زاویة دیگری بر اقتصادی بودن مقاطع بست دار هنگام زلزله نگاه كرد. فهرست مطالب فصل اول :کلیات مقدمه رفتار خمیری ( پلاستیك) 1-1- مقدمه 1-2- آزمایشهای مبنائی 1-2-1- آزمایش كشش 1-2-2- نمودار تنش حقیقی- كرنش حقیقی 1-2-4- اثرات نرخ كرنش و دما 1-2-5- اثر فشار هیدرواستاتیك عدم قابلیت تراكم 1-2-6- فرضی نمودن نمودارهای تنش و كرنش مدلهای دینامیكی و سینماتیكی 1-2-7- معادلات فرضی برای منحنی‌های تنش و كرنش 1-3- معیار برای تسلیم 1-3-1-مقدمه 1-3-2- مثالهائی از معیارهای تسلیم. 1-3-3- سطح تسلیم - فضای تنش‌ها یك وسترگارد 1-3-4- پارامتر تنش لود – اثبات عملی معیارهای تسلیم 1-3-5- سطوح تسلیم ثانوی- بارگزاری و باربرداری فصل دوم:خلاصه ای از نرم افزار ABAQUS 2-2- آشنایی با نرم افزار ABAQUS 2-2-1-مقدمه: 2-2-3- Abaqus/ CAE 2-2-4- ایجاد یك مدل آنالیز ساده 2-2-5- بررسی انواع مسائل غیر خطی در نرم افزار ABAQUS 2-2-6- تحلیل غیرخطی در ABAQUS فصل سوم:رفتار هیسترزیس ستونهایI شكل 3-1-اصول فلسفه طراحی لرزاه ای 3-1-1- مقدمه: 3-1-2- تحقیقات قبلی بر روی تیر ستونهای فولادی 3-1-3- مشخصه هائی که بر شكل پذیری تیر ستون موثرند 3-2- طراحی ستونهای نمونه: 3-2-1-توصیفات عمومی ا3-2-2- شکل پذیری مورد نیاز در ستونها 3-2-3- مقادیر که توسط گروه تحقیقاتی NZNSEE پیشنهاد میگردد 3-2-4- محدودیت لاغری بال و جان که بوسیله NZNSEE پیشنهاد میگردد. 3-2-5- محدودیت لاغری بال و جان که توسط LRFD،AISC پیشنهاد میگردد. 3-2-6- جزئیات مقاطع ستونها 3-3- فرآیند آزمایش 3-3-1 نیرو و تغییر مکان 3-3-2- آزمایش ستونها 3-4- مشاهدات آزمایشگاهی و نتایج تجربی 3-4-1-مقدمه 3-4-2- مشاهدات پژوهش 3-4-3- عملکرد ستون نمونه اول 3-4-4-عملکرد ستون دوم 3-4-5- عملکرد ستون شماره سوم 3-4-6- عملکرد ستون شماره چهارم 3-4-7- عملکرد ستون شماره پنجم 3-4-8- عملکرد ستون ششم 3-4-9- عملکرد ستون هفتم 3-5- بحث در مورد نتایج آزمایشگاهی 3-5-1- جنبه های مباحثه در مورد نمونه های آزمایشگاهی و نتایج آنها فصل چهارم:رفتارهیسترزیس ستون بست دار 4-1 تیرستونهای مشبک تحت بارهای متناوب 4-1-1 مقدمه 4-1-2 نمونه های آزمایش 4-1-3 عضو مشبک بست دار مرسوم 4-1-4 ستونهای مشبك با مقطع های دوبل ناودانی اصلاح شده 4-1-6 ستاپ آزمایش و تاریخچه بارگذاری 4-1-7 تاریخچه بارگذاری به صورت تعییرمکان 4-2 رفتار کلی نمونه ها 4-2-1 نمونه DC1C 4-2-2 نمونه DC1M 4-2-3 نمونه DC2M 4-2-4 نمونه DC1MB 4-2-5 نمونه DC2MB 4-3 نتایج آزمایش 4-3-1 پاسخ نیروی جانبی – تغییر مکان جانبی 4-4- مقایسه رفتار هیسترزیس نمونه ستون I شكل سوم با ستون بست دار معادل آن فصل پنجم:نتیجه گیری