دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد ” M.Sc“
مهندسی عمران- سازه
عنوان :
ارزیابی عملکرد لرزه ایی قاب بتن مسلح تقویت شده با دیوار برشی ورق فولادی نازک بر اساس تحلیل دینامیکی غیر خطی
چکیده
در این مقاله ابتدا با استفاده از روابط تئوری الاستیسیته و پایداری ورق های نازک، مدلی محاسباتی جهت ارزیابی سختی الاست یک اولیه و مقاومت برشی نهایی دیوار برشی ورق فولادی نازک تقویت نشده ، ارائه می گردد . در ادامه بمنظور سهولت و تسریع در تحلیل غیرخطی و امکان آن در نرم افزارهای رایج طراحی سازه، مدل نواری کششی موازی معرفی می گردد . سپس نتایج حاصل از تحلیل غیر خطی مدل های فوق با نتایج برگرفته از تحلیل غیر خطی هندسی و مصالحی شش نمونه اجزامحدود دیوار برشی ورق فولادی نازک در مقیاس واقعی مقایسه می گردد .همچنین برای تعیین ضریب شکل پذیری، ضریب کاهش نیروهای لرزه ایی در اثر شکل پذیری ، ضریب اضافه مقاومت ، ضریب افزایش تغییر مکان جانبی و نو ع رفتار هیسترزیس، چندین نمونه اجزا محدود در مقیاس آزمایشگاهی از دیوار برشی ورق فولادی نازک با قابلیت غیر خطی شدن هندسی و مصالحی تحت بارگذاری رفت و برگشتی قرار می گیرند. و در خاتمه، عملکرد لرزه ایی دو قاب بتن مسلح شش و نه طبقه چهار دهانه در قبل و بعد از مقاوم سازی با دیوار برشی ورق فولادی ، تحت زلزله ها و حداکثر شتاب های زمین مختلف مقایسه می شوند.
مقدمه
در این رساله ابتدا ضمن معرفی سامانه دیوار برشی ورق فولادی نازک و موارد کاربرد آن در ساخت و سازهای جدید و بهسازی لرزه ایی بناهای موجود در سرتاسر جهان ، به روابط و ضوابط طرح لرزه ایی سامانه مذکور اشاره می شود.
در ادامه و به منظور ارزیابی عملکرد غیر خطی دیوار برشی ورق فولادی، مدلی محاسباتی برگرفته از اصول تئوری الاستیسیته و روابط پایداری ورقها و پوسته ها و همچنین مدلی با نوارهای کششی موازی مورب بر گرفته از رفتار پس کمانشی پانل فولادی نازک معرفی می گردد . سپس برای بررسی صحت نتایج حاصل از ت حلیل غیر خطی هندسی و مصالحی مدل های فوق ، شش نمونه اجزائ محدود دیوار برشی ورق فولادی شش ، نه و دوازده طبقه با نسبتهای لاغری عرض دهانه به ارتفاع طبقه مختلف با لحاظ غیر خطی شدن مصالحی و هندسی تحت تحلیل بار افزون قرار گرفتند و با نتایج حاصل از تحلیل مدل های ساده مقایسه گردیده است.
برای تعیین نوع رفتار چرخه ایی ، ضریب رفتار کاهش نیروهای لرزه ایی در اثر شکل پذیری و ضریب شکل پذیری ضمن استفاده از تنایج تحقیقات Hall – New mark و Oh-Lee-Han و… رفتار غیر خطی چندین نمونه اجزائ محدود در مقیاس ازمایشگاهی و تحت بارگذاری رفت و برگشتی مورد مداقه قرار گرفته شده است.
و در خاتمه رفتار لرزه ایی دو نمونه قاب بتن مسلح شش و نه طبقه در قبل و بعد از مقاوم سازی توسط دیوار برشی ورق فولادی نازک تحت زلزله های السنترو ، بم و طبس با حداکثر شتاب زمین مختلف مقایسه گردیده است.
فصل اول
دیوار برشی ورق فولادی سامانه ایی مناسب برای مقابله با بارهای جانبی لرزه ایی در ساختمان
1-1- مقدمه
دیوار برشی ورق ف ولادی متشکل از ورق نازک فولا دی، ستون های کناری و تیرهای افقی طبقات بودهکه روی هم رفته، عملکرد اصلی آن مقاومت در برابر نیروهای برشی و لنگر واژگونی ناشی از بارهای جانبی میباشد. رفتار دیوار برشی ورق ف ولادی ر ا می توان کمابیش شبیه یک تیر ورق عمودی قلمداد کرد ؛ که در آنستون ها، ورق فولادی و تیرهای افقی ط بقات ، بترتیب نقش بال ها ، جان و سخت کننده های عرضی تیر ورق را ایفا می کنند.
برخی مزایای استفاده از دیوار برشی ورق ف ولادی به عنوان سامانه مقاوم در برابر بارهای جانبی، عبارتند از:
١. اگر سیستم خوب ط راحی و اجرا شده باشد، انتظار رفتاری با ش کل پذیری و قابلیت اتلاف انرژی بالا می رود. به همین ترتیب دیوار برشی ورق فولادی را می توان به عنوان یک سامانه کارا و اقتصادی بحساب آورد.
٢. دیوار برشی ورق ف ولادی از س ختی اولیه نسبتاً بالایی برخور دار بوده و به همین دلیل برای محدود کردن تغییر مکان جانبی به خوبی نقش ایفا میکند.
٣. به موجب استفاده از این سامانه در مقایسه با دیوارهای برشی بتنی مسلح، جرم س ازه کاهش یافته و نتیجتاً نیروی زلزله وارده به سازه بمراتب کمتر میشود.
۴. با بکارگیری روشهای جوش کاری کارخانه ای و پیچ و مهره کارگ اهی، سرعت و هزینه اجرای این سامانه کاهش یافته و در روند کنترل کیفیت و بازدید کارگاهی سهولت ویژ های به وجود می آید.
۵. بلحاظ ضخام ت کم ورق ف ولادی در این سامانه ، در مقایسه با دیوارهای برشی بتنی مسلح، از نقطه نظر معماری، فضای کمتری اشغال می شود. این مهم برای ساختمان های مرتفع که در طبقات پایین ،دیوار برشی بتنی مسلح با ضخامت زیاد نیاز است، به مراتب درخور توجه خواهد بود.
۶. استفاده از دیوار برشی ورق فولادی در مقایسه با نوع بتنی مسلح ، بمنظور بهسازی لرزه ای ساختمان ها از سهولت و سرعت اجرای بیشتری برخوردار می باشد.
2-1- انواع دیوار برشی ورق فولادی
بطورکلی دیوارهای برشی ورق ف ولادی، را می توان در سه نوع معمولی، ترکیبی وترکیبی با تیر پیوند تقسیم بندی کرد . در نوع معمولی، اتصالات تیر به ستون از نوع ساده ومفصلی بوده و به بیان دیگر دیوار برشی ورق فولادی ،تنها سامانه باربر جانبی در ساختمان محسوب می شود، و ا ین در حالی است که در نوع ترکیبی، از قاب های مقاوم خمشی به موازات یا در داخل صفحه دیوار فولادی، به عنوان سامانه ایی کمکی برای دیوار برشی ورق فولادی استفاده می شود. سرانجام در نوع سوم ، از یکسری تیرهای برشی ش کل پذیر برای اتصال دو دیوار برشی ورق فولادی استفاده می گردد.
از سوی دیگر دیوار برشی ورق فولادی را میتوان ، بر حسب اینکه ورق فولادی تقویت شده یا نشده و یا اینکه پوششی از بتن بر روی ورق قرارگرفته یا نگرفته باشد و یا موارد دیگری مانند وجود بازشو و … ، به انواع مختلفی دسته بندی کرد. بطورکلی امکان یا عدم امکان هرگونه کمانش ارتجایی و میزان و نحوه توسعه میدان کششی پس کمانشی در پانل فولادی اساس دسته بندی دیوار برشی ورق فولادی می باشد.
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند