پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی عمران > مقطع کارشناسی ارشد > سال 1395
پدیدآورندگان:
حسین نصیری [پدیدآور اصلی]، وحید رضا کلات جاری[استاد راهنما]
چکیده: یکی از اساسی‌ترین دغدغه‌های مهندسی سازه و زلزله بررسی اثر نیرو‌های طبیعی وارد بر سازه مثل نیروی زلزله و باد می‌باشد. در راستای تعبیه‌ی سیستم‌های مناسب برای مقابله و مستهلک کردن این نیروها بر روی سازه‌، مهندسین و پژوهش‌گرانی در سراسر دنیا سال‌ها به تحقیق و پژوهش مشغولند. در این میان سیستم قاب خمشی جزو قدیمی‌ترین و کاربردی‌ترین سیستم‌های مقاوم جانبی می‌باشد. این سیستم دارای ظرفیت شکل‌پذیری بالا می‌باشد و این سبب شده علی‌رغم تمام مزیت‌های آن، قاب خمشی در تحمل نیروی زلزله‌های بزرگ و تغییر مکان جانبی زیاد ناشی از آن دچار خسارت‌های غیرقابل ترمیم به اجزای سازه‌ای و غیر سازه‌ای خود شود. از طرفی سیستم‌های مهاربندی همگرا دارای سختی بالا هستند و سبب شده ضمن کنترل تغییر مکان جانبی قاب‌های سازه‌ای؛ عملکرد مناسبی در برابر بار‌های جانبی از خود نشان دهند. در نتیجه استفاده از یک سیستم مرکب قاب خمشی و مهاربندی همگرا می‌تواند به عنوان سیستمی دوگانه یا یک استراتژی مقاوم‌سازی بعد از زلزله مورد توجه قرار گیرد. به علت عدم اجرای صحیح و دقیق اتصالات مهاربندهای همگرا در عمل، به خصوص در نقطه‌ی تلاقی مهاربندها به یکدیگر ونیز وجود عضو فشاری که سبب تحمیل کمانش پایدار و تغییر شکل‌های ماندگار ناشی از آن، در کنار تحمیل ناپایداری به رفتار هیسترسیز سازه می‌شود؛ پژوهش‌گرانی ایده‌ی استفاده از کابل‌های فولادی را به عنوان اعضای صرفا کششی برای رفع معضلات اشاره شده پیشنهاد کرده‌اند. سطح مقطع کوچک و وزن کم، اجرای سریع و راحت، مقاومت کششی بسیار بالا و ایمن بودن از پدیده‌ی کمانش، راحت‌تر کنترل کردن ملاحظات معماری در طراحی بازشو‌ها و مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی، سایش و خستگی از انگیزه‌های استفاده از کابل به عنوان یک عضو مهاربندی می‌باشد. در راستای بهره‌برداری حداکثری از ظرفیت کششی کابل‌ها و این‌که هر دو کابل تحت کشش در مهار نیروی جانبی مشارکت کنند، ایده‌ی پیش‌تنیده کردن آن‌ها مطرح است. با توجه به این‌که ضریب رفتار سازه به عنوان یکی از اساسی‌ترین پارامتر‌های عملکرد لرزه‌ای مطرح بوده و آیین‌نامه‌ی ایران در تعیین آن برای سیستم دوگانه‌ی قاب خمشی و کابل فولادی مسکوت است؛ این نیاز احساس می‌‌شود که در راستای مشخص کردن آن این پژوهش آغاز گردد. به علاوه برای شناخت بیش‌تر این سیستم، بررسی اثر تغییر وزن سازه و دریفت آن نیز عرصه‌ی پژوهش قرار گرفته است. برای این منظور ساختمان‌های فولادی سه‌بعدیِ 3، 6 و 12 طبقه در دو آرایش از کابل‌ها به صورت منفرد ضربدری ( مهاربندی در هر طبقه) و یکپارچه‌ ضربدری ( مهاربندی هر 3طبقه با هم با یک جفت کابل) با دو حالت معمولی و پیش‌تنیده در نرم‌افزار SAP 2000 به کمک آنالیز استاتیکی غیرخطی، طراحی به روش حالات حدی و بارگذاری لرزه‌ای بر اساس ویرایش چهارم آیین‌نامه‌ی 2800 ایران انجام شد. به علاوه در ساختمان 12 طبقه اثر تغییر قطر و میزان پیش‌تنیدگی کابل در 3 مقدار مختلف نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. در تعیین ضریب رفتار علاوه بر روش مرسوم تعیین آن (R1)، شیوه‌ای که ضریب زلزله در هر گام با ضریب رفتار گام قبل از خود اصلاح شده و روند سعی و خطا با رعایت شروط دامنه‌ی اختلاف 2 گام نهایی کم‌تر از 5 درصد و برقراری قید تنش و تغییر مکان تا همگرایی به یک عدد (Ru)؛ انجام شده است. پس از حصول نتایج مشخص شد Ru کلیه‌ی مدل‌ها کم‌تر از R1 نظیر خود است. الگوی تغییر Ru نسبت به تغییر مدل نیز مشابه R1 بوده است. به‌علاوه ثابت شد با افزایش ارتفاع، ضریب رفتار قاب خمشی کاهش می‌یابد ولی در مدل‌های مهاربندی‌شده با کابل، R1 و Ru ابتدا افزایش و سپس کاهش یافته‌اند. با پیش‌تنیده کردن کابل‌ها و افزایش میزان آن، R1 و Ru هر دو افزایش می‌یابند. در نهایت برای کابل‌های معمولی مقدار R1 از4.54 تا 6.25 و مقدار Ru از3.88 تا 5.3 متغیر بوده است. برای کابل‌های پیش‌تنیده نیز مقدار R1 از4.66 تا 6.9 و مقدار Ru از 4.03 تا 6.99 متغیر بوده است. با بررسی در زمینه‌ی تغییر وزن سازه مشخص شد با افزودن کابل به سازه‌ی کوتاه و نسبتا کوتاه وزن سازه کاهش یافته ولی در سازه‌ی متوسط ابتدا افزایش و سپس کاهش یافته است. به عبارت دیگر، با افزایش قطر کابل وزن سازه کاهش می‌یابد. همچنین در بحث تغییر قطر کابل، آرایش منفرد در قیاس با آرایش یکپارچه حساس‌تر بوده است. به‌جز ساختمان 6 طبقه که آرایش یکپارچه در کاهش وزن سازه عملکرد بهتری داشته است، آرایش منفرد سبب کاهش بیش‌تری در وزن آن شده؛ لذا آرایش کابل و ارتفاع سازه 2 پارامتر به‌هم وابسته اند. اما به‌طور کلی می‌توان گفت سیستم مهاربندی به لحاظ کاهش وزن سازه روی ساختمان‌های کوتاه تأثیر بیش‌تری داشته است. پیش‌تنیده کردن کابل‌ها و افزایش میزان آن نیز نسبت به کابل معمولی سازه را سبک‌تر کرده است. در حوزه‌ی بررسی تغییر دریفت، افزودن کابل به سازه سبب کاهش محسوس دریفت شده و برای آرایش منفرد این کاهش بیش‌تر از آرایش یکپارچه می‌باشد. لذا آرایش یکپارچه از منظر شکل‌پذیری آرایش مطلوب‌تری است. به‌علاوه، افزایش پیش‌تنیدگی تأثیر محسوسی بر کاهش دریفت نسبت به کابل معمولی نگذاشته ولی با افزایش قطر کابل، کاهش دریفت سازه افزایش یافته است. به‌طور کلی می‌توان گفت سیستم مهاربندی با کابل از منظر کاهش دریفت بر روی سازه‌های کوتاه نسبت به متوسط اثرگذارتر بوده است.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#سیستم دو‌گانه‌ی قاب خمشی فولادی و کابل فولادی #آنالیز استاتیکی غیرخطی #پیش‌تنیدگی #ضریب رفتار #دریفت #طراحی حالات حدی #ویرایش چهارم آیین‌نامه‌ی 2800 ایران
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده:
پایان نامه های مرتبط (بر اساس کلیدواژه ها)