رفتار لرزه ای تیر های پیوند لانه زنبوری :پایان نامه کارشناسی ارشد عمران گرايش سازه

پایان نامه ای که معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته عمران  و با عنوان رفتار لرزه ای تیر های پیوند لانه زنبوری ، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران  در 102 صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب عمران  قرار گیرد.

چکیده رفتار لرزه ای تیر های پیوند لانه زنبوری:

قاب­های مهاربندی واگرا از سیستم­های مقاوم در مقابل زلزله برای سازه های فولادی به شمار می­رود. این مهاربند­ها از سختی مناسب و شکل پذیری بسیار بالایی برخوردار است. استفاده از لانه زنبوری به عنوان تیر پیوند باعث استفاده از ویژگی­های تیر­های لانه زنبوری می­شود.تیر های لانه زنبوری، 50 درصد ارتفاع تیر آهن اولیه، افزایش می یابد درصورتیکه در ضخامت و بال هیچ تغییری حاصل نمی شود در نتیجه در این حالت بر اساس آیین نامه و کنترل h/t مقطع دیگر یک مقطع فشرده نیست همچنین به دلیل ضعیف شدن جان تیر لانه زنبوری، این تیر ها در مقابل تلاش های برشی مقاومت کمتری دارند. بنابراین استفاده از تیر لانه زنبوری به عنوان تیر پیوند ممنوع است.

هدف از این تحقیق یافتن روش نوینی برای استفاده از تیر های لانه زنبوری به عنوان تیر های پیوند در کشور هایی که دسترسی به مقاطع نورد شده عمیق وجود ندارد است تا از ویژگی های تیر های لانه زنبوری و قابهای مهاربندی واگرا به طور هم زمان استفاده کرد. با انجام تحقیق بر روی این نوع تیر­ها مشاهده شد که با استفاده از سلول برشی که از مکانیزم پس از کمانش همانند دیوار برشی پیروی می­کند می توان از این تیر­ها استفاده به عنوان تیر پیوند استفاده نمود همچنین نتایج نشان داد که این مدل ساخته شده دارای پایداری لازم بوده و اتلاف انرژی و انعطاف پذیری خوبی دارد.

مقدمه

در مناطقی که امکان دسترسی به پروفیل یا مقاطع نورد شده عمیق فولادی ممکن نیست، استفاده از تیر های لانه زنبوری در سازه های فولادی راه حلی اقتصادی و  متداول است. مزیت اصلی استفاده از این تیرها در مقایسه با تیرهای معمولی، افزایش مدول مقطع، بدون افزایش وزن است.مزیت دیگر تیرهای لانه زنبوری توانایی عبور تسهیلات برقی و مکانیکی و … از بین سوراخ­های تیر و در نتیجه­ی آن کاهش کلی ارتفاع کف تا کف می­باشد.قاب­های مهاربند شده واگرا سیستمی ترکیبی  از مزایای قاب های خمشی و قابهای مهاربندی همگرا می باشد (شکل1-1). اگر این قاب ها صحیح طراحی گردند هنگام زلزله  شدید ناحیه تیر پیوند مانند یک فیوز عمل کرده و از آسیب سایر اجزا جلوگیری می کند.

به نظر می رسد اگر بتوان تمهیداتی اندیشید که مسئله فشردگی مقطع مخصوصا ناپایداری جان را حل کرد شاید امکان استفاده از تیر های لانه زنبوری در قاب های مهاربندی واگر بویژه به عنوان تیر پیوند استفاده کرد. در ادامه با ارائه راه حل­هایی به حل این موضوع پرداخته می شود.

تاریخچه ی تیرهای لانه زنبوری

طبق گفته بویر (1964)، نام تیرکهای قلعهای از طرح سوراخهای واقع در تیغه تیر گرفته شده است و به معنی ساخت همانند یک قلعه، داشتن برج، یا سوراخهای معمولی در دیوار است. در کشور نویسنده  ایران، این تیرکها « لانه زنبوری» نامیده شده اند که به معنی داشتن سوراخهایی با الگویی شبیه به خانه های کندوی عسل است[1].
کاربرد تجاری آنها در اندازههای بزرگ پس از جنگ جهانی دوم آغاز شد و زمانی که تولید انبوه صنعتی با هزینه های ساخت نسبتا پایین مهم شد و صرفه جویی در مصالح به وسیله چنین روشهایی مورد توجه قرار گرفت. در انگلیس، این پروسه اول توسط (1949) G.M.Boyd تشریح شد و توسط شرکت فولاد Appleby-Fordingham بصورت کارخانهای در یک شعبه از شرکتهای فولاد متحده تولید گردید. مراحل کار و تجهیزات Litzka نیز توسط شرکت Litzka stahlbu در آلمان ایجاد شد که امکان تولید انبوه اقتصادی در اندازه های بزرگ را فراهم میکرد به طوری که اعوجاجها ناخواسته که در تولید ایجاد میشد، را کاهش میداد.

نتایج و بحث

در قاب­های مهار بندی شده به صورت برون محور رفتار پس تسلیم تیر پیوند سبب جذب انرژی و در نتیجه ایستایی در مقابل زمین لرزه می­گردد. بنابراین از قاب های مهاربند شده برون محور انتظار می رود که ناحیه شکل پذیر تیر پیوند تغییر شکل­های غیر ارتجاعی بزرگ و رفتار چرخه ­ای پایداری داشته باشد و سطح مقاومت خود را طی تناوب­های رفت و برگشتی حفظ کند. در تیرهای پیوند با طول کوتاه مولفه شکل پذیری تلاش برشی است. برای مشاهده اثرات تسلیم در نمونه ­های مورد آزمایش ابتدا نمونه ­ها بوسیله دوغاب آهکی پوشانده شدند. با افزایش بارهای رفت و برگشتی و با رسیدن به حد جاری شدن پوشش آهکی شروع به ریختن نمود. آزمایش اول بر روی نمونه لانه زنبوری بدون هیچ گونه تقویت کننده و سخت کننده انجام گردید تا بتوان مقایسه لازم را بر روی مکانیزم­های خرابی و میزان جذب انرژی صورت گیرد. با شروع آزمایش با توجه به تمرکز تنش در کنج­ها ، سختی کاهش یافته در اثر رفتار برشی ثانویه و توزیع نامتناسب تنش پیش از آنکه ظرفیت خمیری مقطع بسیج شود به دلیل پارگی گوشه­ های سوراخ­های تیر لانه زنبوری زوال باربری و ناپایداری دینامیکی بوجود آمد. این مکانیزم به مکانیزم ویرندیل یا برشی معرف است که در تیر­های کوتاه بیشتر اتفاق می­افتد. شکل 5-1 پارگی کنج­ها در در اثر تمرکز تنش، را نشان می­دهد. برای اینکه صحت این رفتار تایید گردد تیر لانه زنبوری در نرم افزای آباکوس تحلیل گردید با توجه به شکل 5-2مشاهده می شود که تمرکز تنش در گوشه های حفرات لانه زنبوری موجب افزایش تنش در این نقاط شده است. شکل 5-3 نمودار هیسترزیس تیر پیوند ساخته شده از تیر لانه زنبوری را نشان می دهد. با توجه به این شکل مشاهده می گردد که نمودار به صورت فشرده در آمده است که نشان دهنده اتلاف کم انرژی توسط این تیر می­باشد.

فهرست مطالب

1-1 مقدمه 2
شکل 1-3 عبور تاسیسات از داخل تیر لانه زنبوری 4
1-2 تاریخچهی تیرهای لانه زنبوری 4
1-3 کاربرد 4
1-4 پروسهی مساحت 5
1-5 الگوی برش 7
1-6 روشهای تحلیل الاستیک تیرهای لانه زنبوری 9
1-6-1 روشهای تقریبی دستی 9
1-6-1-1 روش قیاس به تیر متعادل 10
1-6-1-2 روش قیاس به خرپای ویرندیل 10
1-6-1-2-1 روش کامل 10
1-6-1-2-2 روش ساده شده ویرندیل 12
1-6-1-2 روش قیاس به تیر جان گسترده معادل 16
1-6-1-3 قیاس به قاب 19
1-6-2 روشهای تئوری الاستیسیته 21
1-6-2-1 روش تفاضلهای محدود 21
1-6-2-2 روش تحلیل تنشها در جان با قیاس به گوهی معادل 22
1-6-3 روشهای اجزاء محدود 22
1-6-3-1 تحلیل تنش واحدهای نمونه ایزوله شدهای از تیر با شرایط سر حدی مفروض 22
1-6-3-2 تحلیل به روش پاره سازه ها 24
1-7 صور گسیختگی 24
1-7-1 مکانیزم ویرندیل یا برشی 25
1-7-2 مکانیزم خمشی 26
1-7-3 گسیختگی برش جوش جان 26
1-7-4 ناپایداری تیر لانه زنبوری 27
1-7-4-1 کمانش پیچشی جانبی 28
1-7-4-2 کمانش موضعی 29
1-7-4-2-1 کمانش جان تحت فشار مستقیم 29
1-7-4-2-2 لهیدگی جان 29
1-7-4-2-3 کمانش جانبی پیچشی جان 29
1-7-4-2-4 کمانش ناحیهی جان تحت ترکیب فشار و برش صفحهای 30
1-7-4-2-5 کمانش گوشهی سوراخها 30
1-7-4-2-6 کمانش مقطع T شکل 31
1-7-4-2-6-1 کمانش موضعی بال یا مقطع T شکل تحت فشار 31
1-7-4-2-6-2 کمانش خمشی پیچشی ناحیهی T شکل 32
1-8 روشهای تحلیل پلاستیک تیرهای لانه زنبوری 32
1-8-1 آنالیز بر مبنای مکانیزم ویرندیل 32
1-8-2 آنالیز بر مبنای مکانیزم تسلیم برشی 33
1-9 رواداریها 35
2-1 قاب های مهاربند شده واگر 38
2-2 تاریخچه 39
2-3 نیرو های عمل کننده در تیر پیوند 41
2-4 مکانیزم اتلاف انرژی درEBF 42
2-5 طراحی قسمت های مختلف تیر پیوند 44
3-1 کمانش جان تحت فشار مستقیم 46
3-1-1 مطالعات تئوری 46
3-1-3 روابط ارائه شده توسط محققین 47
3-1-4 روابط موجود در آیین نامه ها 50
3-1-5 دلایل بررسی این مد کمانش 50
3-2 کمانش جانبی پیچشی جان 51
3-2-1 مطالعات تئوری انجام شده 51
3-2-2 مطالعات تجربی 60
3-2-3 روابط موجود در آیین نامه ها 62
3-2-4 دلایل بررسی این مد کمانش 63
4-1 تدوین آزمایشات 66
4-2 نحوه مونتاژ و ساخت تیر های پیوند لانه زنبوری 67
5-1 نتایج و بحث 71

فهرست اشکال

شکل 1- 18 مکانیزم خمشی 26
شکل 1-19 گسیختگی برش جوش جان 26
شکل 1-20 مکانیزم کمانش جانبی پیچشی جان 30
شکل 1-21 مکانیزم کمانش گوشه سوراخ ها 31
شکل 1-22 نمودار اندرکنش نیروی برشی و لنگر خمشی 33
شکل 1-23 دیاگرام آزاد یک پانل میانی از تیر ساده شده ویرندیل 35
شکل1-24 رواداری در ساخت تیر لانه زنبوری 36
شکل 2-1 انواع مهار بند های واگرا 38
شکل2-2 توزیع نیروهای ایجاد شده در قابهای با مهار بند جانبی 42
شکل 2-3 تعادل استاتیکی تیر پیوند 42
شکل 3-4 مکانیزم اتلاف انرژی در قاب های مهار بند شده واگرا 43
شکل 2-5 تغییرات چرخش تیر پیوند با نسبت مختلف e/L 44
شکل 3-1 نمونه آزمایش شده توسط مالک 47
شکل 3-2 فرضیات بلاجت در مد اول کمانش 48
شکل 3-3 فرضیات U.S.C در مورد کمانش مود اول 49
شکل 3-4 فرضیات بلاجت در مورد مود دوم کمانش 52
شکل 3-6 اثر هر یک از نیروی برشی و لنگر خمشی در ناحیه جان 53
شکل 3-7 فرض رفتار گوه ای جان به یک تیر کنسولی 54
شکل 3-8 فرضیات رودوود و اگلان در مورد مود دوم کمانش 55
شکل 3- 9 نمودار خواص مواد فرض شده توسط ودوود 56
شکل 3-10 نمونه ای از نمودار بار کمانش 57
شکل 5-1 پارگی کنجهای تیر پیوند ساخته شده از لانه زنبوری 72
شکل 5-2- تیر لانه زنبوری تحلیل شده به روش عددی در نرم افزار آباکوس 72
شکل 5-3- نمودار نیرو جابه جایی تیر پیوند ساخته شده از تیر لانه زنبوری 72
شکل 5-4- نمونه های تیر پیوند ساخته شده با تیر لانه زنبوری که (A) نمونه اول با سخت کننده افقی (B) نمونه دوم با سخت کننده قطری (C) نمونه سوم با سخت کننده قائم 73
شکل 5-5- نمودار هیسترزیس برای تیرهای پیوند با (A) سخت کننده افقی (B)سخت کننده های قطری (C) سخت کننده های قائم 75
شکل 5-6- نمونه تیرپیوند ساخته شده با تیر لانه زنبوری که (A) تیر قبل از آزمایش (B) بعد از آزمایش (C) سوراخ لانه زنبوری و پارگی گوشه بعد از انجام آزمایش 75
شکل 5-7- نمودار هیسترزیس تیر پیوند پرشده با بتن 76
شکل 5-8- تشکیل مفصل پلاستیک در بال های تیر پیوند 77
شکل 5-9- نمودار هیسترزیس برای نمونه پنجم تیر پیوند ساخته شده از تیر لانه زنبوری 77
شکل 5-10- پلاستیک شدن بال و جان نمونه سوم 78
شکل 5-11- نمودار هیسترزیس برای نمونه سوم 78
شکل 5-12- تیر پیوند ساخته شده با تیر لانه زنبوری با مکانیزم دیوار برشی فولادی 80
شکل 5-13 نمودار هیسترزیس نمونه ساخته شده با تیر لانه زنبوری و مکانیزم دیوار برشی فولادی 80

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا مشکل مورد بررسی قرار گیرد. دیجی لود متعهد میشود که هر طور شده فایل خریداری شده ، به دست شما خواهد رسید.

برای دانلود فابل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.