بررسی رفتار مهاربندهای کمانش تاب ضربدري شكل :پایان نامه کارشناسی ارشد عمران گرايش زلزله

پایان نامه ای که معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته عمران  و با عنوان بررسی رفتار لرزه ای اتصالات نیمه صلب تیربررسی رفتار مهاربندهای کمانش تاب ضربدري شكل ، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران  در 91 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 بررسی رفتار مهاربندهای کمانش تاب ضربدري شكل:

استفاده از مهاربندها به عنوان سيستم مقاوم جانبي در سازه‌هاي فولادي يكي از متداولترين روش‌ها براي تحمل نيروهاي ناشي از زلزله مي‌باشد. يكي از نقاط ضعف اين سيستم مقاومت فشاري عضو مهاربندي و كمانش آن در نتيجه كاهش باربري عضو مي‌باشد. امروزه با پيشرفت تكنولوژي و ظهور مهاربند مقاوم در برابر كمانش اين مشكل حل شده‌است. این قاب‌ها نوع جدیدي از سیستمهاي مهاربندي همگرا(CBF) هستندو بيشتر به صورت قطري و شورون(7و8) كاربرد دارد و عملا به صورت ضربدري استفاده نمي‌شود.به همين دليل در اين تحقيق ايده‌‌اي براي استفاده از اين سيستم به صورت ضربدري و مقایسه آن با سیستم مهاربندی تک قطری در دو قاب یک دهنه با ابعاد یکسان تیر و ستون در نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس(ABAQUS) برای هر دو شکل مهاربند مدل‌سازی و برای صحت‌سنجی نرم‌افزار یک نمونه آزمایشگاهی شبیه‌سازی شده‌است.نتایج نشان می‌دهد که استفاده از سیستم ضربدری طول مهاربند فشاری را کوتاه می‌کند. در نتیجه ابعاد غلاف نسبت به تک قطری کوچکتر می‌شود و تحت بارگذاری چرخه‌ای دارای جذب انرژی بیشتری نسبت به تک قطری می‌باشد.

اهداف و دامنه پژوهش

بررسي و مرور مقالات و گزارش ها نشان مي‌دهد، مهاربندهاي كمانش‌ناپذير عمدتا به شكل‌هاي قطري و شورون مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در نتیجه مطالعات بسيار وسيعي روي آنها شده‌است. در فصل دوم بخشي از اين مطالعات بيان مي‌شود. در پژوهش حاظر ايده‌اي براي طراحي مهاربند كمانش‌ناپذير به شكل ضربدري با استفاده از صحفه صلب در وسط اتصال اجزای مهاربند و مقايسه رفتار مهاربند قطري با آن بيان مي‌گردد. براي مدل‌سازي از نرم افزار اجزاي محدود آباكوس (ABAQUS) استفاده شده. در فصل سوم مدل آزمايشگاهي مطالعه شده براي صحت‌سنجي نرم‌افزار، در فصل چهارم طراحي مدل ضربدري و قطري، فصل پنجم بحث و بررسی و فصل ششم نتیجه‌گیری و پيشنهادها مطرح مي‌گردد.

نتيجه‌گيري و پیشنهادها

1 مهاربند تک قطری کمانش‌ناپذیر به دلیل کمانش در فشار تحت بارگذاری چرخه‌ای حتما می‌بایست به صورت شورون یا ضربدری به کار برده شود. بعضی مواقع به دلیل محدودیت فضا و مسائل معماری نمی‌توان آن را به صورت شورون در دو دهانه استفاده کرد، بنابراین بهترین راه حل استفاده از مهاربند کمانش‌ناپذیر به صورت ضربدری شکل در یک دهانه می‌باشد.

2برای مدل‌سازی مهاربند کمانش‌ناپذیر ضربدری شکل، ایده قراردادن یک صفحهکاملا صلب در مرکز(محل تقاطع اجزا) مهاربند به شکل چند ضلعی- برای آن‌که شکل کمانش کلی مدل ضربدری شکل، که غلاف از آن جلوگیری می‌کند به صورت دو منحنی باشد- مطرح شده. این صفحه صلب انتقال دهنده نیرو،  بین اجزای مهاربند می‌باشد،و هیچ نقشی در تحمل نیرو وارد بر مهاربند ندارد.

3  برای اتصال هسته مهاربند کمانش‌ناپذیر و صفحه مرکزی با توجه به طرز قرار گیری هسته با سطح مقطع Hشکل،ایجاد یک شکاف با عرض مساوی با ضخامت صفحه مرکزی و به طول 15سانتیمتر در جان هستهراه‌حل مناسبی می‌باشد.

4طراحی مهاربند بر این اساس استکه غلاف به اندازه کافی محکم باشد،تا از کمانش کلی داخل صفحه چه به صورت یک منحنی در تک قطری، یا دو منحنی در ضربدری شکل جلوگیری کند. در مدل ضربدری شکل طبق نتایج به دست‌آمده با نصف شدن طول غلاف و ثابت ماندن نیروی وارده به هسته، ابعاد غلاف نسبت به حالت تک قطری کاهش یافته، بنابراین از لحاظ اقتصادی مرقون به صرفه می‌باشد.

5در مدل‌سازی اجزای محدود با سعی و خطاهای انجام شده طبق نتایج به دست آمده بهترین راه‌حل به دلیل به خوبی مدل نشدن غلاف و ماده بدون اصطکاک ما بین هسته وغلاف،حذفغلافو لحاظ کردن اثر آن با دیکته کردن کمانش داخل صفحه هسته در مد‌های کمانشی بالا و جلوگیری از کمانش کلی مهاربند است.

6  با توجه به خروجی نرم‌افزار کمانش به صورت موج‌های متعدد سینوسی در حالت الاستیک می‌باشد.

7در مدل تک قطری که تنها در یک دهانه استفاده شده تحت بارگذاری چرخه‌ایبر اثرکمانش طول مهاری خیلی کاهش می‌یابد. به همین دلیل در منحنی هیسترزیس بار افت کردهو شکل منحنی نامتقارن می‌شود.نامتقارن بودن منحنی هیسترزیس نشان دهنده جذب انرژی کم مهاربند تک قطری می‌باشد.

8در مدل ضربدری شکل تحت بارگذاری چرخه‌ای به دلیل وجود عضو فشاری و کششی دارای منحنی هیسترزیسمتقارن و جذب انرژی بالا می‌باشد. از اینرو استفاده از این نوع مهاربند از لحاظ اقتصادی، محدودیت‌های معماری و جذب انرژی مناسب می‌باشد.

فهرست مطالب

1 ‌ فصل اول مقدمه 1
1‌.1‌ سیستم دیوارهاي برشی بتنی 2
1‌.2‌ سیستم دیوارهاي برشی فولادي 3
1‌.3‌ سیستم قابهاي خمشی 3
1‌.4‌ سیستم مهاربندي فولادي 4
1‌.4‌.1‌ انواع مهاربندیها 5
1‌.5‌ اجزاي مهاربند كمانش‌ناپذير متداول 6
1‌.6‌ اهداف و دامنه پژوهش 7
2 فصل دوم پيشينه و مرور تحقيقات انجام شده 8
2‌.1‌ بررسي عملكرد لرزه‌اي قابهاي مهاربندي‌ شده در برابر كمانش 11
2‌.1‌.1‌ معرفی مدل‌های مورد مطالعه 11
2‌.1‌.2‌ طراحی قاب 12
2‌.1‌.3‌ اهداف عملكردي 13
2‌.1‌.4‌ معيار‌هاي پذيرش 13
2‌.2‌ استفاده ازBRB به عنوان ميراگر هيسترسيس 15
2‌.2‌.1‌ ارايه نتايج تحليل 17
2‌.3‌ میراگر BRB 18
2‌.3‌.1‌ تعیین سختی میراگر 18
2‌.4‌ مقايسه رفتار مهاربندی های مقاوم در برابر کمانش با مهاربندهای متداول 20
2‌.4‌.1‌ رفتار غيرالاستيك مهاربندها 20
2‌.4‌.1‌.1‌ مشخصات مدل هاي مورد مطالعه و بارگذاری آنها 21
2‌.4‌.1‌.2‌ نتايج تحليل بار فزاينده 21
2‌.5‌ بررسي ورق‌هاي اتصال در مهاربند‌هاي كمانش‌ناپذير 23
2‌.5‌.1‌ كمانش ورق و محل حداكثر تنش روي آن 24
2‌.5‌.2‌ مدل ‌سازی قاب فولادی با مهاربند کمانش ناپذیر 26
2‌.6‌ مزایا و معایب مهاربند کمانش ناپذیز 27
3 فصل سوم صحت سنجی 29
3‌.1‌ مشخصات مدل آزمایشگاهی 30
3‌.2‌ مشخصات نمونه شبیه‌سازی شده 32
3‌.3‌ مقایسه نمودارها 35
4 فصل چهارم مدل سازی و طراحی مهاربند کمانش ناپذیر 37
4‌.1‌ تحلیل پایداری مهاربند‌های شکل پذیر 38
4‌.1‌.1‌ تحلیل بر اساس تئوری‌های پایداری 38
4‌.2‌ معرفی مدل 40
4‌.2‌.1‌ محاسبه طول غلاف 41
4‌.2‌.2‌ مدل المان محدودی در آباکوس ABAQUS 42
4‌.2‌.2‌.1‌ تیر و ستون 43
4‌.2‌.2‌.2‌ طراحي گاست پليت 44
4‌.2‌.2‌.3‌ هسته مهاربند 47
4‌.2‌.2‌.4‌ غلاف 47
4‌.2‌.2‌.5‌ صفحه مرکزی در اتصال X شکل 48
5 فصل پنجم نتایج و بحث و بررسی 50
5‌.1‌ نمودارهای پوش‌اور نمونه‌های اصلاح شده 56
5‌.2‌ بارگذاری چرخه‌ای 61
6 فصل ششم نتيجه‌گيري و پیشنهادها 66
منابع و مراجع 70
73…………… ……………….ABSTRAC

فهرست اشكال

شكل ‏1‌.‌‌1 رفتاركلي مهاربندمعمولي و مهاربندBRB تحت بارگذاري چرخه‌اي 5
شكل ‏1‌.‌‌2 اجزاي سازندهBRBF 6
شكل ‏2‌.‌‌1 نمودار برش پايه – تغيير مكان بام سازه داراي مهاربندي ضربدري: الف- چهار طبقه ب- شش طبقه 22
شكل ‏2‌.‌‌2 ناحيه ويتمور و تورنتن 24
شكل ‏3‌.‌‌1 مشخصات هندسی مدل 30
شكل ‏3‌.‌‌2 پروتکل بارگذاری مدل 31
شكل ‏3‌.‌‌3 المان پوسته‌ای S4R 32
شكل ‏3‌.‌‌4 پروتکل بارگذاری در آباکوس 34
شكل ‏3‌.‌‌5 مدل شبیه سازی شده 34
شكل ‏3‌.‌‌6 مدل مش بندی 35
شكل ‏3‌.‌‌7 مقایسه نمودارها 36
شكل ‏4‌.‌‌1 رفتار شماتیک عضو مهاربندی 38
شكل ‏4‌.‌‌2 المان مش‌بندی شده تیر 43
شكل ‏4‌.‌‌3 ناحیه ویتمور و تورنتون 44
شكل ‏4‌.‌‌4 المان مش بندی شده صفحه اتصال اولیه 46
شكل ‏4‌.‌‌5 المان مش بندی شده صفحه اتصال ثانویه 46
شكل ‏4‌.‌‌6 المان مش بندی شده هسته 47
شكل ‏4‌.‌‌7 المان مش بندی شده غلاف 48
شكل ‏4‌.‌‌8 المان مش بندی شده صفحه مرکزی اولیه 48
شكل ‏4‌.‌‌9 المان مش بندی شده صفحه مرکزی ثانویه 49
شكل ‏5‌.‌‌1 مدل اولیه تک قطری 52
شكل ‏5‌.‌‌2 مدل اولیه X شکل 52
شكل ‏5‌.‌‌3 نحوه اتصال با صفحه مرکزی 54
شكل ‏5‌.‌‌4 نحوه اتصال با صفحه مرکزی 54
شكل ‏5‌.‌‌5 مدل ضربدری اصلاح شده 55
شكل ‏5‌.‌‌6 مدل تک قطری اصلاح شده 55
شكل ‏5‌.‌‌7 پوش اور مدل تک قطری اصلاح شده 56
شكل ‏5‌.‌‌8 پوش اور مدل X شکل اصلاح شده 56
شكل ‏5‌.‌‌9 کمانش عضو فشاری 57
شكل ‏5‌.‌‌10 كمانش در مودهاي بالاتر در هسته فولادي 58
شكل ‏5‌.‌‌11 اعمال جابه‌جایی به هسته عضو فشاری 59
شكل ‏5‌.‌‌12 اعمال جابه‌جایی به هسته عضو مهاربندی 60
شكل ‏5‌.‌‌13 نمودار پوش اور مدل ضربدری همراه با کمانش هسته در مدهای بالا 60
شكل ‏5‌.‌‌14 کمانش هسته در مد‌های بالا 61
شكل ‏5‌.‌‌15 کمانش هسته در مدهای بالا تحت بارگذاری چرخه‌ای 62
شكل ‏5‌.‌‌16 الگوی بارگذاری ATC-24 62
شكل ‏5‌.‌‌17 الگوی بارگذاری در آباکوس 63
شكل ‏5‌.‌‌18 نمودار هیسترزیس تک قطری 63
شكل ‏5‌.‌‌19 نمودار هیسترزیس ضربدری شکل 64
شكل ‏5‌.‌‌20 مقایسه نمودار هیسترزیس و پوش اور تک قطری 65
شكل ‏5‌.‌‌21 مقایسه نمودار هیسترزیس و پوش اور ضربدری شکل 65

فهرست جداول

جدول ‏3‌.‌1 نتایج آزمایش کشش 31
جدول ‏3‌.‌2 مشخصات تنش-کرنش فولاد مصرفی 33
جدول ‏4‌.‌1 مشخصات مصالح 42

فهرست علائم
Py مقاومت جاری شدن
Pe مقاومت کمانشی الاستیک
Ω فاکتور اضافه مقاومت
Υ ضریب تنش مجاز
Maxμ شکل پذیری نهایی مهاربند
Cμ شکل‌پذیری تجمعی
σ انحراف معیار
Pbr نیروی مهاربند
Abr سطح مقطع ناحیه تسلیم شونده
α نسبت مقاومت نهایی به حداکثر بار
Kbr سختی محوری مهاربند
Lbr طول هسته مرکزی
E مدول الاستیسیته
brδ کرنش ناحیه تسلیم
εbr تغییر مکان نسبی
R ضریب رفتار
βeef ضریب میرایی
Keff سختی موثر
Δ جابه‌جایی
be عرض ناحیه ویتمور

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.