مدل کردن اتصالات با منحنی هیسترزیس جهت ارزیابی کارکرد آنها در اثر بارهای رفت و برگشت

مهندسی عمران
دانلود پایان نامه كارشناسی ارشد رشته عمران گرایش زلزله مدل کردن اتصالات با منحنی هیسترزیس جهت ارزیابی کارکرد آنها در اثر بارهای رفت و برگشت مقدمه سازه‌های فولادی مجموعه‌ای از اعضای منفصل فولادی بصورت تیر و ستون می‌باشد كه توسط انواع اتصالات و نوع طراحی آنها تبدیل به سیستمی می‌شود كه نیازهای ما را برآورده سازد.ساختمان تركیبی است در فضا كه از المانهای سازه‌ای‏ تیرها و ستونها و المان‌های غیرسازه‌ای، نما‏، كف و پارتیشن كه با انواع مختلف اتصالات با هم جفت شده‌اند تشكیل شده است. پاسخ واقعی چنین سیستمی تركیبی‏، به بارهای دینامیكی و استاتیكی مختلف، بسیار پیچیده است زیرا وابسته به هندسه مصالح و انواع بارگذاری می‌باشد و متاثر از تعداد زیادی از اندركنش‌های سازه‌ای و غیر سازه‌ای است، مشخصه‌هایی كه هنوز بخوبی شناخته نشده‌اند. در مجموع سازه به تنهایی یك سیستم سه بعدی فضایی است، كه پاسخش به محركات، بسیار متاثر از رفتار اتصالات تیر به ستونش می‌باشد. در آنالیز سیستم‌های سازه‌ای فرض بر این است كه سیستم بصورت یكپارچه عمل نماید، چرا كه عملكرد صحیح سیستم در عمل، بستگی به یكپارچگی آن خواهد داشت لذا برای تامین یكپارچگی لازم استفاده از اتصالات مناسب و كارآمد ضروری خواهد بود در واقع اگر در سازه‌ای، تیرها و ستونها محافظه كارانه طراحی شده باشند در صورت عدم استفاده از اتصالات مناسب، سیستم بصورت یكپارچه عمل نكرده و ایمنی لازم در برابر نیروهای قائم و جانبی را نخواهد داشت. در آئین‌نامه‌های معتبر جهان از جمله AISC برای طراحی و آنالیز سازه‌های فولادی سه نوع سیستم سازه‌ای در نظر گرفته می‌شود كه وجه تمایز آنها در نوع اتصالاتشان می‌باشد این سه نوع سیستم سازه‌ای عبارتند از: سیستم‌های صلب(Fully Restrained:FR) نیمه صلب (Partially Restrained:PR) و ساده (Simple framing: SF)‏.در سیستم سازه‌ای صلب، فرض بر این است كه هیچگونه چرخشی بین تیر و ستون اتفاق نمی‌افتد و تحت بارهای بهره‌برداری، زاویه اتصال هر چه كه هست ثابت می‌ماند. بعبارتی اتصالات تیر به ستون دارای صلبیت كافی جهت نگهداری زاویه اولیه بین اعضا متقاطع می‌باشند. در سیستم سازه‌ای ساده، اعضا (تیر و ستون) بدون انتقال لنگر به همدیگر بصورت آزاد دوران می‌كنند. در این نوع سیستم، اتصال مفصلی بوده و زاویه اتصال بسته به بار وارده كم یا زیاد خواهد شد. در قاب ساده فرض می‌كنند كه انتهای تیرها و شاه تیرها، تنها برای انتقال برش به ستون متصل شده‌اند و مقاومتی در برابر دوران حاصله از بارهای ثقلی نخواهند كرد. در غیر از این دو حالت فوق، سیستم موردنظر و اتصالات آن نیمه صلب می‌باشد. در سیستم نوع سوم، لنگر خمشی در اتصال بین صفر و حالت صلب خواهد بود و دارای رفتار میانه‌ای بین اتصالات نوع اول و نوع دوم می‌باشد. در این مورد فرض می‌شود كه اتصالات می‌توانند برش قائم را انتقال دهند، همچنین ظرفیت انتقال مقداری از لنگر را نیز دارا هستند. لكن در عمل هیچگاه زاویه بین اعضا بطور مطلق ثابت نمانده و همچنین هیچ نوع مفصلی نمی‌توان یافت كه لنگر در آن صفر باشد لذا لازم است تا مرزها و كمیت‌های قابل سنجش برای تفكیك این سه نوع اتصال و سیستم‌های مربوطه مشخص شود. مهمترین معباری كه برای تفكیك و طبقه‌بندی اتصالات در مراجع مختلف استفاده شده است منحنی لنگر ـ دوران (Moment- Rotation Curve) اتصال می‌باشد. کلمات کلیدی: سازه های فولادی تحلیل دینامیکی سازه مدل کردن اتصالات با منحنی هیسترزیس 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 فصل سوم: بررسی رفتار و عملكرد اعضاء و اتصالات تحت اثر بارهای رفت‌وبرگشتی - فلسفه طراحی - منحنی هیسترزیس جهت مدل كردن اتصالات -- مدلهای هیسترزیس -- رفتار هیسترزیس اتصالات ـ سازه‌های ساختمان فولادی نیمه صلب -- رفتار لرزه‌ای قابهای صلب و نیمه صلب ــ طراحی لرزه‌ای قابهای نیمه صلب ساختمان‌های فولادی بخش اول: تحقیقات جهت بررسی رفتار اتصالات تیر به ستون ـ معرفی (آزمایش و تحقیق) ـ سیستم قابهای خمشی (Moment Resistant Frame) MRF - بررسی رفتار اتصالات نیمه صلب با نبشی تحت بارگذاری سیكلی ــ هدف ــ معرفی ــ وسایل آزمایش ــ روش کار آزمایش ــ نتایج آزمایش ــ نتیجه‌گیری ـــ مدل عددی برای بررسی رفتار لرزه‌ای اتصالات تیر به ستون نیمه صلب ـــ معرفی --- دقت مدل عددی ـــ نتیجه ـ رفتار اتصالات نبشی فوقانی و نشیمن تحت بارهای لرزه‌ای و بررسی اثر لغزش پیچهای اتصال ــ هدف ــ معرفی ــ آزمایشات ــ اثر لغزش پیچ ــ رفتار لغزشی: مقایسه با سایر آزمایشات و نكات طراحی ــ پیش‌بینی عددی توسط یك مدل مكانیكی ــ نتیجه ـ آسیب‌پذیری اتصالات جوشی در زمین لرزه نورتریج ـ بررسی آزمایشگاهی بر روی اتصال خمشی جوشی فولادی تقویت نشده ـ عملكرد اتصال بال جوشی و جان پیچی تحت اثر بارگذاری دوره‌ای ـ بررسی اتصال زوج نبشی جان ــ هدف ــ معرفی و شرح آزمایش ــ نتیجه‌گیری بخش دوم: عملكرد بادبندها تحت بارگذاری چرخه‌ای -سیستم قاب مهاربندی شده هم‌مركز CBF -- مقدمه -- انواع سیستم‌های CBF -- مزایا و معایب قاب با مهاربندی هم مركز (CBF) -- رفتار هیسترزیس سیستم CBF ـ كمانش خارج از صفحه در اثر بار رفت و برگشتی در مهاربندی دوبل نبشی ــ چكیده ــ معرفی ــ طراحی نمونه‌های آزمایش ــ نتیجه‌گیری و توصیه‌های طراحی ـ كمانش داخل صفحه مهاربند دوبل نبشی تحت بار چرخه‌ای -- خلاصه و نتیجه‌گیری - رفتار اعضای بادبندی فولادی و مركب با مقاطع توخالی و پرشده -- هدف -- معرفی و شرح تحقیقات -- نتیجه گیری - رفتار بادبندهای نبشی ضربدری در اثر بار رفت و برگشتی -- چكیده -- نتایج و پیشنهادات ارزیابی ساختمان خسارت دیده در زلزله برآورد و ارتقای لرزه‌ای قابهای دارای بادبند شورن . نقص‌های سازه‌های دارای CBF و رفتار رفت و برگشتی اعضای بادبندی . اهداف تحقیق . مزایای نسبی و قابلیت اجرایی در راهكارهای متفاوت بهسازی . نتایج مراجع