منابع پایان نامه ارشد درباره ایالات متحده، سیستم کار، ایالات متحده آمریکا

دانلود پایان نامه ارشد

تعریف اِ.تی.سی 248: توانائی سازه برای تحمل تغییر شکل غیرارتجاعی بزرگ قبل از رسیدن به گسیختگی است.
(2-1)
که در آن ک ضریب شکلپذیری تغییر شکل غیرارتجاعی حداکثر جابه جایی حد تسلیم میباشد.
شکلپذیری براساس تعریف پوپوف: از نظر او ضریب شکل پذیری عبارت بود از نسبت تغییر شکل افقی حداکثر در یک طبقه مورد نظر به تغییر شکل نقطه تسلیم البته منظور از حداکثر تغییر شکل افقی عبارت از گردش غیرارتجاعی کل در طول یک و نیم تناوب کامل بود.
(2-2)
با توجه به موارد فوق صبوری و همکاران اقدام به تهیه دو نمونه در مقیاس با استفاده از فولاد پر مقاومت برای المانهای مرزی و فولاد کم مقاومت برای دیوار نمودند. مشخصات مصالح دیوار و المانهای مرزی به این شرح بودند، برای صفحهی داخلی و و برای ستونهای مرزی و و اتصالات در یکی از نمونه ها مفصلی و در دیگری گیردار بود. نتایج حاصل برای نمونه گیردار و و برای نمونه با اتصال مفصلی و بود.
خرازی و همکاران در سال 2005 دو نمونه یک طبقه با مقاومتهای مختلف صفحه جان و نسبت ارتفاع به عرض بزرگتر از 1 را مورد آزمایش قرار دادند که نتیجه حاکی از شکلپذیری قابل توجه نمونهها داشت.

شکل 2-9- جزییات ناپایداری ها در نمونه مورد آزمایش توسط آستانه اصل
2-3- چارچوب نظری تحقیق
2-3-1- مقدمه ای بر دیوارهای برشی فولادی و سیستمهای مهاربندی شدهی واگرا
در هر سازهای وظیفهی انتقال نیروی جانبی برعهدهی سیستمهای مقاوم جانبی تعبیه شده در آن است، یکی از سیستمهای کارآمدی که در این ضمینه معرفی شده است سیستمهای دیوار برشی فولادی میباشد، که از حدود سالهای 1970 در ژاپن و به صورت دیوارهای برشی سخت شده در ساخت سازههای بلند و با اهمیت و سپس در ایالات متحده به منظور بهسازی لرزهای سازههای موجود مورد استفاده قرار گرفت. سیستم کارآمد دیگری که بسیار مورد توجه و استفاده میباشد سیستمهای مهاربندی شدهی واگرا میباشد، در اوایل سالهای 1970 این سیستم به علت دارا بودن خصوصیات ممتاز هر دو سیستم قابهای خمشی و قابهای مهاربندی شدهی همگرا در ژاپن مورد استفاده قرار گرفت. تحقیقاتی که در سالهای 1978 تا 1989 توسط پروفسور پوپوف و همکارانش در دانشگاه برکلی کالیفرنیا بر روی این سیستم صورت گرفت، حکایت از کارآمدی بالای این سیستم داشت که باعث شد این سیستم در ایالات متحده به صورت گسترده مورد کاربرد قرار بگیرد. در بحثهای ذیل به بررسی هر کدام از سیستمهای فوقالذکر به صورت جداگانه میپردازیم. در ابتدا بحث را از دیوار برشی فولادی آغاز مینمایم.

2-3-2- مقدمه ای بر انواع دیوارهای برشی فولادی
از سال 1970 استفاده از دیوارهای برشی فولادی در مناطق با لرزهخیزی بالا مانند شهرهای مختلف کشور ژاپن و ایالات لرزهخیز ایالات متحده مانند کالیفرنیا و همچنین در برخی از قسمتهای بادخیز ایالات متحده و مناطقی مانند کالیفرنیا و مکزیک و همچنین برای بهسازی لرزهای سازههای موجود مورد استفاده قرار گرفت. این سیستم به صورت کلی از یک صفحهی نازک فولادی و المانهای مرزی شامل ستونها و تیرها تشکیل شده و وظیفهی آن به صورت کلی تحمل برش افقی طبقه و لنگر واژگونی حاصل از بارهای جانبی میباشد.

شکل 2-10- انواعی از دیوارهای برشی فولادی

انواع مختلفی از این سیستم ارائه شده است، مهمترین نوع این دیوارها، دیوارهای برشی فولادی سخت نشده میباشد که به ویژه در ایالات متحده و آییننامههای آن مورد توجه قرار گرفته است در این سیستم مقاومت فشاری صفحهی جان ناچیز بوده که باعث میشود کمانش برشی صفحهی جان در سطح پایینی از بارگذاری رخ دهد و بارهای جانبی بوسیلهی کشش قطری در صفحهی جان تحمل میشوند لذا اجزاء مرزی در این سیستم به گونهای طراحی میشوند که امکان ایجاد کشش قطری قابل ملاحظه در صفحهی جان ممکن گردد.
نوع دیگر سیستمهای دیوار برشی فولادی، سیستمهای با صفحهی جان سخت شده میباشند. در این نوع سیستمها ظرفیت کمانش برشی صفحهی جان را با تعبیه سختکنندههایی در صفحهی جان افزایش میدهند، این نوع سیستم، سیستمی قدیمیتر گرانتر و زمان بر میباشد. تحقیقات اخیر نشان داده است که سیستمهای دیوار برشی فولادی سخت نشده دارای رفتاری کارآمد و مطلوب میباشند، امکان تعبیه باز شود در این سیستم با سخت نمودن اطراف بازشو وجود دارد. هر چند در سیستمهای سخت نشده برای حفظ پیوستگی در عملکرد میدان کششی توصیه شده است که این بازشوها در میان دیوار کار شوند. راهحل دیگر ایجاد بازشو در دیوارها استفاده از تیرهای هم بند بین دو دیوار میباشد. نوع دیگر سیستمهای دیوارهای برشی فولادی سیستمهای مرکب میباشند، که در آنها صفحهی فولادی جان به وسیلهی بتن در یک طرف یا دو طرف آن سخت میشوند، که این امر باعث کاهش سختی و مقاومت لازم جهت اجزاء مرزی میشود. لیکن باعث بالا رفتن زمان ساخت و هزینهها و ضخامت دیوار میگردد. نوع دیگر سیستمهای دیوارهای برشی فولادی با ورق جان از نوع ال. وای. اس(تسلیم پایین) میباشند، این سیستم که به ویژه در ژاپن مورد توجه قرار دارد از یک ورق جان با نقطه تسلیمی در حدود نصف فولاد معمولی و با شکلپذیری بالاتر و افزایش طول نهایی تا 2 برابر فولاد معمولی تشکیل شده است. فولاد صفحه جان شامل 2 دسته 100 الوایاس9 با مقاومت تسلیمی بین 80 تا 120 مگا پاسکال و 235 ال.وای.اس با مقاومت تسلیمی بین 215 تا 235 مگا پاسکال میباشد. این نوع فولاد نقش عنصر اتلاف انرژی را بازی میکند.
لیکن از بین سیستمهای فوقالذکر استفاده از سیستم دیوار برشی فولادی سخت نشده بسیار مطلوبتر و مورد توجه میباشد.

2-3-3- مزایا و معایب دیوارهای برشی فولادی
از مزایای این سیستم میتوان به موارد ذیل اشاره نمود.
1- شکلپذیری بالا به دلیل ظرفیت بالای کمانش که موجب میشود ظرفیت اتلاف انرژی این سیستم بالا برود.
2- سختی اولیه بالا که باعث کنترل تغییر مکانهای نسبی میشود.
3- کاهش فضای اشغال شده و وزن سازه و مزایای بالای معماری.
4- سرعت بالای نصب و کار شدن و کاهش هزینهها و عدم نیاز به مراقبتهای خاص.
5- در مقایسه با دیوارهای برشی بتنی بسیار سبکتر، کم حجمتر، بدون نیاز به مراقبت در هوای سرد و گرم و اجرای آن سریعتر میباشد.
6- امکان مدلسازی آن به وسیله نرم افزارهای متعارف مهندسی وجود دارد.
از معایب این سیستم میتوان به موارد ذیل اشاره کرد:
1- ایجاد ارتعاش هنگامی که در اطراف هستهی برشی یا داخل آن آسانسور تعبیه شده باشد.
2- ضعیف در برابر حریق است.
3- در سیستمهای بلند مرتبه اجزاء مرزی قوی مورد احتیاج خواهد بود.
4- پرسنل لازم جهت عملیات نصب به ویژه در صورت جوشی بودن باید آموزش دیده و متخصص باشند که ممکن است باعث بالا رفتن هزینهها شود.

2-3-4- نمونههایی از کاربردهای دیوارهای برشی فولادی
نمونه هایی از کاربردهای دیوارهای برشی فولادی به شرح ذیل میباشد.
در ژاپن:
در ژاپن از این نوع سیستم در سازههای تا ارتفاع 60 متر استفاده شده است، استفاده از این سیستم در ژاپن به 3 شکل میباشد:
1- سیستم دیوارهای برشی فولادی تقویت شده.
2- به صورت اجزایی با تسلیم شوندگی برشی که در آن صفحات به مقاومت برشی پلاستیک کامل خود میرسند و در آن صفحات به میانه تیر یا ستون متصل میشوند.
3- سیستم ستون واسطه که در آن صفحه برشی به میانه ستون متصل میشود.

شکل 2-11- پلان و نما ساختمان اداری 35 طبقه در کوبه ژاپن

لازم به ذکر است که در موارد 2 و 3 صفحه برشی به شکل یک میراگرهیسترزیس در هنگام طراحی به حساب میآید و هیچ بار ثقلی را تحمل نمیکند. از ساختمانهای کار شده در ژاپن با سیستم دیوارهای برشی فولادی میتوان به موارد ذیل اشاره نمود:
1- ساختمان اداری 20 طبقه در توکیو ژاپن:
این ساختمان اولین ساختمانی بوده است که از سیستم دیوارهای برشی فولادی در آن استفاده شده است. ساخت آن مربوط به سال 1970 بوده است و سیستم باربر جانبی آن در جهت طولی شامل ترکیب قاب خمشی (شامل 42 ستون محیطی) و دیوار برشی فولادی (به شکل H) و در جهت عرضی شامل دیوارهای برشی فولادی میباشد. ابعاد دیوارهای برشی فولادی سخت شدهای این سیستم شامل صفحات 7/3 در 75/2 متر با ضخامتهای 5/4 تا 12 میلیمتر میباشد.

شکل 2-12- ساختمان اداری 35 طبقه در کوبه ژاپن

2- ساختمان 53 طبقه در توکیو ژاپن:
ساخت این سازه مربوط به سال 1975 میباشد. سیستم این ساختمان به صورت قابهای خمشی محیطی (با 32 ستون قوطی) و 8 دیوار برشی فولادی سخت شدهی T شکل که در اطراف آسانسور و راه پله واقع شده بودند میباشد. ابعاد دیوارهای برشی 5 متر در 3 متر و با ضخامت 6 تا 12 میلیمتر میباشند.
3- ساختمان اداری 35 طبقه در کوبه در ژاپن:
این سازه در سال 1988 ساخته شده و در معرض زلزله 1995 کوبه قرار گرفته است، سیستم آن به صورت ترکیبی از قابهای خمشی و دیوارهای برشی به شکل ذیل میباشد، در سه تراز زیرزمین دیوارهای برشی به صورت بتنی میباشند، در دو تراز روی زمین دیوارهای برشی به صورت مرکب میباشند و در ترازهای بالاتر به صورت دیوارهای برشی فولادی سخت شده میباشند، پس از بازدید از این ساختمان پس از زلزله کوبه مشاهده شد آسیبهای وارده به سازه جزئی میباشند.
در ایالات متحده آمریکا:
در ایالات متحده استفاده از دیوارهای برشی فولادی عمدتاً به صورت دیوارهای برشی فولادی تقویت نشده و با جان لاغر مرسوم میباشد. در ذیل به نمونههای ساختمانهای مهمی که در این کشور با این سیستم کار شدهاند اشاره میشود.
1- هتل 30 طبقه در دالاس تگزاس ایالات متحده:
در دالاس بار جانبی حاکم جهت طراحی سازه بار باد میباشد، طراحی این سیستم در این ساختمان به مانند یک تیر ورق قائم صورت گرفت، در این سازه 30 طبقه که دارای ارتفاع 82 متر میباشد در جهت طولی از سیستم قاب مهاربندی شده فولادی و در جهت عرضی از دیوار برشی فولادی استفاده گردید. ضخامت صفحات فولادی به کار رفته 13 تا 29 میلیمتر بوده است.
2- بیمارستان 6 طبقه در لسآنجلس کالیفرنیا ایالات متحده:
در این بیمارستان در 2 طبقه اول از دیوار برشی به صورت بتن مسلح و در 4 طبقه بعدی از دیوار برشی به صورت فولادی سخت شده استفاده شده است. ابعاد دیوارهای برشی به صورت 5/7 متر در 65/4 متر و به ضخامت 15 تا 19 میلیمتر بوده است، این ساختمان تحت اثر زلزلههای 1987 و ایترو و 1994 نورتریج قرار گرفت، بررسی سازه بعد از زلزله نورتریج نشان داد که آسیبهای وارده به سازه به صورت آسیبهای غیرسازهای بوده است که یکی از دلایل آن سختی بالای سازه بوده است.
3- ساختمان دادگستری 22 طبقه در سیاتل واشنگتن ایالات متحده:
سیستم مقاوم جانبی در این سازه از یک هسته شامل 4 لوله بزرگ پر شده با بتن در 4 گوشه و دیوارهای برشی فولادی که با تیرهای هم بند به لولهها و قاب مهاربندی شده در سوی دیگر متصل میباشند تشکیل شده است این سازه در 22 طبقه بنا شده است.

4- برجهای کنترل ترافیک هوایی در ایالات مختلف ایالات متحده:
اداره امنیت پرواز فدرال ایالات متحده برای جلوگیری از انهدام این برجها در اثر هر نوع حوادث از قبیل انفجار و برخورد از دیوارهای برشی فولادی در برابر انفجار و ضربه استفاده نمود. در این سازهها از صفحاتی به ابعاد 3 در 6 متر استفاده شده و طراحی آنها با کمک تحلیل اجزای محدود تاریخچه زمانی غیرخطی در بارگذاری انفجار صورت گرفته است.

شکل 2-13- ساختمان دادگستری 22 طبقه در سیاتل واشنگتن ایالات متحده

2-3-5- کاربرد دیوارهای برشی فولادی در ایران
در ایران جهت بهسازی لرزهای یک ساختمان 12 طبقه با زیربنایی در حدود 12000 مترمربع که در مرکز تهران واقع بوده و در وایل سالهای 1350 ساخته شده بود از این سیستم استفاده گردید. در این ساختمان در راستای طولی از مهاربند برون محور و در راستای عرضی از دیوارهای برشی فولادی استفاده شده است. در این پروژه یکی از

پایان نامه
Previous Entries منابع پایان نامه ارشد درباره ایالات متحده، ظرفیت جذب، دینامیکی Next Entries منابع پایان نامه ارشد درباره مدل سازی، انعطاف پذیری