دانشگاه آزاد اسلامی

واحد بندر عباس

 گروه عمران

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”

رشته مهندسی عمران گرایش سازه

 عنوان :

 تحلیل غیر ارتجاعی ساختمانهای فولادی با سیستم بادبند  دروازه ای  تحت تاثیر نیروی زلزله  و بررسی هندسه سیستم  بادبند  دروازه ای 

 استاد راهنما : دکتر آرش بهار

فهرست مطالب

چکیده ………………………………………………………………………………………………………….١

علایم  …………………………………………………………………………………………………………. ٢

مقدمه  …………………………………………………………………………………………………………..5

هدف تحقیق ……………………………………………………………………………………………………………………8

روش انجام کار ……………………………………………………………………………………………………………….9

فصل اول : بررسی اجمالی انواع مختلف سیستم های مهاربندی

مقدمه  ………………………………………………………………………………………………………………………….11

١-١- سیستم های مهاربندی در فلسفه جدید طراحی …………………………………………………………13

١-٢ – چند نمونه از خرابی بادبند ها در زلزله های شدید …………………………………………………..15

١-٣ – انواع سیستم ساختمانهای اسکلت فولادی ……………………………………………………………….19

١-٣-١- مهار بندی های هم محور ………………………………………………………………………………….20

١-٣-١-١- بادبند های ضربدری ……………………………………………………………………………………..22

١-٣-١-٢- بادبند های قطری ………………………………………………………………………………………….23

١-٣-١-٣- بادبند شورن ٧ و ٨ ……………………………………………………………………………………….23

١-٣-١-۴- بادبند های K ………………………………………………………………………………………………24

١-٣-٢- مهار برون محور ……………………………………………………………………………………………….27

١-٣-٢-١- ترکیب سیستم مهاربندی شده واگرا با سیستم های سازه ای دیگر ……………………….30

١-٣-٣- مهاربند زانوئی…………………………………………………………………………………………………..31

١-٣-۴- معرفی بادبندهای دروازه ای………………………………………………………………………………..33

١-۴- مقایسه تاثیر استفاده از بادبند دروازه ای ، هم محور ضربدری و برون محور در یک قاب دو طبقه …………………………………………………………………………………………………………………………….36

فصل دوم : مطالعه ضریب رفتار و بررسی رفتار لرزه ای قاب با مهاربند دروازه ای تحت تحلیل استاتیکی غیر خطی با تغییر موقعیت گره میانی

مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………..40

٢-١- نواقص طرح برمبنای مقاومت  ……………………………………………………………………………….41

٢-٢- انواع روش های محاسبه R…………………………………………………………………………………….43

٢-٣- ضریب رفتار ………………………………………………………………………………………………………..44

٢-٣-١- عوامل مؤثر بر ضریب رفتار ……………………………………………………………………………….45

٢-٣-١-١- ضریب کاهش بر اثر شکل پذیری …………………………………………………………………..45

٢-٣-١-٢- ضریب مقاومت افزون Ω یا Rs …………………………………………………………………….47

٢-٣-١-٣- ضریب تنش مجاز Y ……………………………………………………………………………………47

٢-٣-٢- تعیین ضریب رفتار ……………………………………………………………………………………………46

٢-۴- تحلیل استاتیکی غیرخطی Pushover ………………………………………………………………………49

٢-۴-١- فرضیات روش تحلیل استاتیکی غیر خطی  ………………………………………………………….51

٢-۴-٢- مزایا روش استاتیکی غیر خطی …………………………………………………………………………..51

٢-۴-٣- محدودیتهای آنالیز استاتیکی غیر خطی ………………………………………………………………..52

٢-۴-۴- طریقه اعمال بار در آنالیز استاتیکی غیر خطی………………………………………………………..53

٢-۴-۶- روش های تعیین تغییر مکان هدف ……………………………………………………………………..53

٢-۴-۶-١- روش طیف ظرفیت ………………………………………………………………………………………53

٢-۴-۶-٢- سیستم یک درجه آزادی معادل ………………………………………………………………………56

٢-۴-۶-٣- روش آنالیز دینامیکی الاستیک ………………………………………………………………………..56

٢-۵-  تشریح کامل روش طیف ظرفیت …………………………………………………………………………..56

٢-۵-1-الگوی بارگذاری ………………………………………………………………………………………………..57

٢-۵-1-١- توزیع نوع اول ……………………………………………………………………………………………..57

٢-۵-1-٢- توزیع نوع دوم ……………………………………………………………………………………………..58

٢-۵-2- تعریف مفاصل پلاستیک   …………………………………………………………………………………58

٢-۶- روش نوین دوخطی سازی منحنی Pushover برای ارزیابی لرزهای سازه های فولادی………………………………………………………………………………………………………………………….60

٢-۶-١- روش پیشنهادی  ATC – 40………………………………………………………………………………60

٢-۶-٢- روش پیشنهادی جدید………………………………………………………………………………………..61

٢-٧- مدل سازی، بررسی خروجی های نرم افزار و تعیین ضریب رفتار قاب با سیستم مهاربند دروازه ای………………………………………………………………………………………………………………………62

٢-٧-١- تشریح مدل و هندسه سازه ………………………………………………………………………………..63

٢-٧-٢- بارگذاری سازه …………………………………………………………………………………………………65

٢-٧-٣- مدلسازی بادبندهای دروازه ای در برنامه  SAP2000  …………………………………………..66

٢-٧-۴- تعریف بارگذاری تحلیل غیر خطی (پوش) ………………………………………………………….68

٢-٧-۴-١- تعریف مفاصل پلاستیک ……………………………………………………………………………….69

٢-٧-۴-٢- نحوه معرفی مفاصل پلاستیک اعضاء در آنالیز پوش آور ……………………………………71

٢-٧-۴-٢-١- مفاصل پلاستیک در ستون ها …………………………………………………………………….71

٢-٧-۴-٢-٢- مفاصل پلاستیک دربادبند ها ………………………………………………………………………71

٢-٧-۴-٢-٣- مفاصل پلاستیک درتیر ها ………………………………………………………………………….٧٢

٢-٧-۵- فرایند تحلیل استاتیکی غیر خطی درنرم افزار ……………………………………………………….٧٢

٢-٧-۶- بررسی رفتار قاب با بادبند ضربدری و قاب با مهاربند دروازه ای در تحلیلی استاتیکی غیرخطی ……………………………………………………………………………………………………………………….76

٢-٧-٧- مراحل تعیین ضریب رفتار …………………………………………………………………………………79

٢-٨- بررسی تاثیرات خروج از مرکزیت گره میانی بادبند دروازه ای  بر رفتار قاب…………………82

٢-۹- تاثیر ارتفاع طبقات برروی سختی، شکل پذیری و ظریب رفتار بادبند دروازه ای …………..85

٢-١٠- بررسی معیار تغییر مکان ………………………………………………………………………………………87

فصل سوم: تحلیل غیر ارتجاعی و مقایسه عملکرد قاب های فولادی با مهاربند دروازه ای، ضربدری و برون محور

مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………..89

٣- ١- تفاوت تحلیل های خطی و غیر خطی……………………………………………………………………..91

٣-٢- رفتار غیر خطی سازه ها………………………………………………………………………………………….94

٣-٣- رفتار خطی و غیر خطی فولاد………………………………………………………………………………….95

٣-٣-١- رفتار فولاد در بارهای رفت و برگشتی (منحنی هیسترزیس یا چرخه ای)………………….96

٣-۴- تحلیل های غیر خطی و انواع تحلیل های غیر خطی دینامیکی…………………………………….۹8

٣-۴-١- آنالیز دینامیکی با استفاده از طیف پاسخ غیر خطی RSA…………………………………………99

٣-۴-٢- تحلیل های غیر خطی دینامیکی NDA…………………………………………………………………99

٣-۴-٢-١- تحلیل دینامیکی افزایشی IDA………………………………………………………………………100

٣-۴-٢-٢-آنالیز تاریخچه زمانی غیر خطی  RHA……………………………………………………………101

٣-۴-٢-٢-١- قواعد روش آنالیز دینامیکی غیر خطی به روش تاریخچه زمانی…………………….١٠3

٣-۵- مشخصات شتاب نگاشت ها و اصلاح آن ها…………………………………………………………..104

٣-۶- بررسی رفتار شکل پذیر و لرزه ای بادبند ضربدری…………………………………………………..107

٣-۶-١- انواع بادبندهای ضربدری………………………………………………………………………………….108

٣-۶-٢-تشریح رفتار سیکلی غیرارتجاعی………………………………………………………………………..110

٣-۶-٣-اتصالات وسط بادبند ضربدری…………………………………………………………………………..١١1

٣-٧- بررسی رفتار شکل پذیر و لرزه ای بادبند برون محورEBF………………………………………..113

٣-٧-١- بررسی پارامتر های لرزه ای بادبند واگرا بر اساس نسبت  ………………………………116

٣-٧-١-١- سختی قاب…………………………………………………………………………………………………١١٧

٣-٧-١-٢- مقاومت قاب………………………………………………………………………………………………117

٣-٧-١-٣- پریود طبیعی……………………………………………………………………………………………….118

٣-٧-١-۴- مکانیسم جذب انرژی…………………………………………………………………………………..118

٣-٨- بررسی رفتار شکل پذیر و لرزه ای بادبند دروازه ای……………………………………………….. 119

٣-٨-١- بررسی رفتار اعضای مهاربند دروازه ای در کشش………………………………………………..120

٣-٨-٢- بررسی رفتار اعضای مهاربند دروازه ای در فشار………………………………………………….123

٣-۹- بررسی و مقایسه منحنی هیسترزیس بادبند های دوازه ای، ضربدری و برون محور……….124

٣-۹-١- شکل پذیری……………………………………………………………………………………………………124

٣-۹-١-١- شکل پذیری سازه……………………………………………………………………………………….125

٣-۹-٢- منحنی رفتار حلقوی…………………………………………………………………………………………126

٣-۹-٢-١- تحلیل قاب های یک طبقه با مهاربند دروازه ای، ضربدری و برون محور تحت اثر بارهای تناوبی……………………………………………………………………………………………………………….128

٣-١٠- مدل سازی وانجام تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی وتحلیل استاتیکی غیر خطی و بررسی نتایج……………………………………………………………………………………………………………………………130

٣-١٠-١- تشریح مدل و هندسه ی سازه…………………………………………………………………………131

٣-١٠-٢- بارگذاری سازه برای تحلیل خطی……………………………………………………………………133

٣-١٠-٣- تعریف مشخصات مصالح به صورت غیرخطی به برنامه……………………………………..136

٣-١٠-۴- مراحل آماده سازی شتاب نگاشت ها برای انجام تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی…………………………………………………………………………………………………………………………..137

٣-١٠-۴-١- دانلود شتاب نگاشت ها……………………………………………………………………………..138

٣-١٠-۴-٢-استفاده از نرم افزار SeismoSignal  …………………………………………………………….138

٣-١٠-۴-٣- بدست آوردن ضرایب مقیاس………………………………………………………………………141

٣-١٠-۵- تعریف مفاصل پلاستیک (به روش FEMA356 ) …………………………………………….144

٣-١٠-۵-١- تعریف مفاصل پلاستیک در تیرها………………………………………………………………..144

٣-١٠-۵-٢- تعریف مفاصل پلاستیک در مهاربندها………………………………………………………….147

٣-١٠-۵-٣- تعریف مفاصل پلاستیک در ستون ها……………………………………………………………147

٣-١٠-۶- معرفی سه زوج شتاب نگاشت به نرم افزار……………………………………………………….150

٣-١٠-٧- معرفی حالات تاریخچه زمانی به نرم افزار………………………………………………………..150

٣-١٠-٧-١- تنظیم پارامتر های انتگرال گیری زمان…………………………………………………………..151

٣-١٠-٧-٢- حالات تحلیل غیر خطی…………………………………………………………………………….151

٣-١٠-٧-٣- میرایی سازه………………………………………………………………………………………………152

٣-١٠-٨- نتایج تحلیل غیرخطی تاریخچه زمانی سازه……………………………………………………….152

٣-١٠-٨-١- کنترل معیار پذیرش و مقایسه تشکیل مفاصل پلاستیک…………………………………..152

٣-١٠-٨-٢- بررسی توابع جابجایی قاب ها و جابجایی ماکسیمم قاب ها……………………………154

٣-١٠-٨-٣- بررسی منحنی های هیسترزیس قاب ها ……………………………………………………….156

٣-١٠-٨-۴- منحنی برش پایه قاب ها ……………………………………………………………………………158

٣-١٠-۹ – انجام تحلیل استاتیکی غیر خطی برای مقایسه پارامتر های لرزه ای قاب ها………….159

٣-١٠-۹ –١- مقایسه پارامتر های لرزه ای بادبند دروازه ای، ضربدری و برون محور…………….160

فصل چهارم : بررسی کمانش اعضا و ضریب طول موثر در بادبند دروازه ای

مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………162

۴-١- کمانش……………………………………………………………………………………………………………….164

۴-٢- تحلیل پایداری قاب ها…………………………………………………………………………………………165

۴-٢-١- تحلیل کیفی پایداری یک قاب ساده……………………………………………………………………165

۴-٣- پایداری بادبند ها…………………………………………………………………………………………………167

۴-۴- تاثیر نیروی محوری بر روی سختی خمشی – استخراج رابطه شیب – افت اصلاح شده…………………………………………………………………………………………………………………………….169

۴-۵- تعیین نیروهای محوری اعضای مورب……………………………………………………………………١٧٠

۴-۶- مدل سازی وفرمول بندی……………………………………………………………………………………..١٧2

۴-۶-١- تعیین بار کمانشی سیستم مهاربند دروازه ای با فرض تغییر شکل های کوچک………..172

۴-۶-٢- تعیین بار کمانشی سیستم مهاربند دروازه ای با فرض تغییر شکل های بزرگ…………..176

۴-٧- تاثیر موقعیت گره میانی در مقدار بار کمانش خارج از صفحه…………………………………….١٧٨

۴-٨- محاسبه ضریب طول موثر…………………………………………………………………………………….١٧۹

۴-۹- کمانش خارج از صفحه در برابر کمانش داخل صفحه………………………………………………١٨٠

۴-١٠- بررسی اتصال گره میانی در بادبند دروازه ای…………………………………………………………182

۴-١١- اجرای بادبند دروازه ای بصورت بادبند کمانش ناپذیر…………………………………………….١٨۶

۴-١١-١-تحلیل پایداری مهاربندهای کمانش ناپذیر………………………………………………………….191

۴-١١-١-١- تحلیل بر اساس تئوری های پایداری……………………………………………………………191

۴-١١-١-٢- تحلیل بر اساس مثال عددی………………………………………………………………………..١۹٢

۴-١٢- نمودارهایی جهت تعیین بار کمانشی و ضریب طول مؤثر با ذکر یک مثال……………..١

براي دانلود متن کامل پايان نامه کليک کنيد

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 610