منابع پایان نامه ارشد درباره رفتار پایدار، روش ترکیبی، نیروی کشش

دانلود پایان نامه ارشد

که در آن کtw اختلاف ضخامت دیوار در بالا و پایین اِچ.بی.ای میباشد.
2-3-13-3- ضوابط دیوار برشی فولادی ویژه در آییننامه اِ.آی.اِس.سی- 341
در اینجا توجه شود که وقتی بحث از طراحی دیوار برشی فولادی ویژه میشود برطبق روش آییننامه اِ.آی.اِس.سی- 341 دیوار باید در درون یک قاب خمشی لحاظ شود در این حالت نیروهای برشی وارد بر اِچ.بی.ای عبارتاند از
(2-38)
که Pa بار متمرکز ثقلی روی تیر در مرکز آن و Wg بار گسترده ثقلی یکنواخت روی تیر میباشد.
(2-39)
و
(2-40)
که ک: زاویه تنش کششی و RyFy مقاومت مورد انتظار فولاد میباشد.
و
(2-41)
که Z اساس مقطع پلاستیک تیر میباشد و Lh فاصله بین مفاصل پلاستیک میباشد که برابر است با
(2-42)
که L: فاصله بین مراکز ستونها و Sh نیز فاصله از مرکز ستون تا مفصل پلاستیک میباشد و Sh برای تیر با مقطع ضعیف شده (آر.بی.اِس)24 برابر است با
(2-43)
که dc و db به ترتیب ارتفاع مقاطع ستون و تیر میباشد و Lcf فاصله ما بین بالهای المان عمودی میباشد. آییننامه اِ.آی.اِس. سی- 341 برای طراحی دیوار برشی فولادی ویژه لازم میداند، که برای المانهای مرزی شرایط قابهای خمشی ویژه لحاظ شود، در اینجا به این نکته اشاره میشود نیروهای محوری که در تیرها ایجاد میشود ناشی از عکسالعمل ستونها در اثر اعمال کشش صفحه بر روی آنها است و نیروهای خمشی که در تیرها ایجاد میشود ناشی از تفاضل کشش صفحات جان در بالا و پایین تیر میباشد حداقل ضخامت جان المان افقی در دیوار برشی فولادی ویژه مطابق رابطه ذیل پیشنهاد شده است.
(2-44)
همچنین مقاومت خمشی لازم در میان تیر مطابق رابطه ذیل پیشنهاد شده است.
(2-45)
نیروی محوری در تیرها ناشی از ستونها (در المان افقی ناشی از المان عمودی) برابر است با
(2-46)
نیروی محوری اضافی ناشی از تسلیم صفحات جان که بر المان افقی اعمال میشود برابر است با
(2-47)
در مورد المان عمودی نیروی فشاری موجود در المان عمودی از رابطه ذیل محاسبه میشود.
(2-48)
همچنین نیروی کششی موجود در المان عمودی دیگر از رابطه ذیل محاسبه میشود.
(2-49)
نیروی برشی وارد بر المان عمودی که ناشی از کشش جان و تشکیل مفصل پلاستیکی در المان افقی است عبارت است از
(2-50)
و لنگر خمشی که در اثر کشش جان و تشکیل مفصل پلاستیک در المان افقی بر المان عمودی اثر میکند عبارت است از
(2-51)
روش دیگر برای یافتن نیروهای موجود در المان عمودی مدل کردن آن به صورت یک تیر پیوسته و وارد کردن نیروهای حاصل از کشش صفحه جان بر روی آن به صورت بار گسترده و نیروهای موجود در المان افقی به صورت عکس العمل تکیه گاهی میباشد و پس از تحلیل نیروهای داخلی المان عمودی حاصل میشود البته باید توجه شود که بهترین راه یافتن نیروهای کلیه اعضاء و دوری از روابط و محاسبات زیاد انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی میباشد.
در اینجا به نکتهای اشاره میشود که نیروی محوری در صورتی که براساس تسلیم جان در تمام طبقات و به صورت همزمان محاسبه شود مقداری زیاد میباشد جهت برطرف شدن این مشکل آییننامه اِ.آی.اِس.سی- 341 ،3 روش پیشنهاد نموده است. روش اول استفاده از تحلیل پوشآور میباشد. دومین روش ترکیبی از برنامههای کامپیوتری ارتجاعی خطی و مفهوم طراحی ظرفیت میباشد و سومین روش که از آییننامه کانادا اقتباس شده است به نام روش آی.سی.دی25 یا طراحی ظرفیت غیرمستقیم میباشد که با توجه به آسان بودن آن شرح مختصری درخصوص آن داده میشود براساس این روش نیروی محوری براساس رابطه ذیل
(2-52)
که در آن B ضریب تشدید 1M مقدار لنگر در تراز پایه Mn مقدار لنگر در زیر طبقه آخر 2H ارتفاع طبقه دوم و 1Hn- ارتفاع طبقه 1-n میباشد و باید در ارتفاع ذیل اعمال شود محاسبه میشود.
(2-53)
لازم به ذکر است B از روش ذیل محاسبه میشود.
(2-54)
منظور از 1 تراز پایه میباشد.
2-3-14- مقدمهای بر مهاربندهای واگرا
در اوایل سال 1970 طراحان ژاپنی تصمیم به ایجاد سیستمی گرفتند که هر دو مزیت سیستمهای قابهای خمشی و سیستمهای مهاربندهای همگرا را با هم داشته باشد، این تصمیم آنها باعث ایجاد سیستم جدیدتری تحت عنوان مهاربند واگرا گردید همان طور که میدانیم خصوصیت اصلی سیستمهای قاب خمشی شکلپذیری بالای آنهاست و خصوصیت اصلی سیستم مهاربند همگرا سختی آن است سیستم جدید هر دو این خصوصیات را با هم داشت تحقیقات گستردهای بر روی این سیستم توسط پروفسور پوپوف و همکارانش در دانشگاه بریکلی کالیفرنیا و بین سالهای 1978 تا 1989 صورت گرفت که خصوصیات ممتاز این سیستم را تأیید نمود اساس رفتار این سیستم رابطه مستقیم با نحوهی عملکرد و رفتار تیر پیوند آن دارد.

شکل 2-22- انواع سیستم های مهاربندی شده ی واگرا

2-3-15- انواع تیرهای پیوند
اساس رفتار این سیستم رابطه مستقیمی با نحوهی عملکرد و رفتار تیر پیوند آن دارد و رفتار تیر پیوند رابطهی مستقیمی با طول آن دارد به طوری که در طولهای کوچک تیر پیوند رفتار آن برشی و در طولهای متوسط تیر پیوند رفتار آن برشی- خمشی و در طولهای بلند تیر پیوند رفتار آن خمشی است. به جز مواردی که ملاحظات خاص معماری ایجاب میکند استفاده از تیرهای پیوند با طول کوتاه به دلیل اطمینان از وقوع تسلیم برشی در آن برتر است در اینجا توجه شما را به این موضوع جلب مینمایم که با کوتاهتر شدن طول تیر پیوند سختی نسبی قاب افزایش مییابد همچنین کوتاه بودن طول تیر پیوند سبب افزایش تغییر شکلهای تیر پیوند میگردد.
نکتهی قابل توجه دیگر در این خصوص آن است که چنان چه تسلیم تیر پیوند به صورت برشی باشد در آن صورت بار نهایی قاب مهاربندی واگرا مستقل از طول تیر پیوند است. نکتهی قابل توجه دیگر آن است که با افزایش طول تیر پیوند از مقاومت نهایی قاب و ظرفیت تغییر شکل پلاستیک آن کم میشود معیاری که آییننامههای معتبر جهت تعیین رفتار تیر پیوند به کار بردهاند طول بحرانی تیر پیوند میباشد که عبارت است از
(2-55)

شکل 2-23- تیر پیوند در سیستم مهاربندی واگرا

که Vp: نیروی تسلیم برشی تیر پیوند و Mp لنگر خمشی پلاستیک تیر پیوند است اگر طول تیر پیوند کوتاهتر ازe˳ باشد رفتار آن برشی است اگر طول تیر پیوند برابر یا بزرگتر از
(2-56)

شکل 2-24- طول تیرهای پیوند در سیستم های مهاربندی واگرا

باشد رفتار آن کاملاً خمشی است و در صورتی که e مابین مقادیر فوق باشد یعنی
(2-57)

شکل 2-25- منحنی نیروهای داخلی در تیرهای پیوند برشی

شکل 2-26- منحنی هیسترزیس مهاربند واگرا

شکل 2-27-تاثیر طول تیر پیوند بر سختی سیستم مهاربندی واگرا

شکل 2-28- تاثیر طول تیر پیوند بر مقاومت نهایی سیستم مهاربندی واگرا

رفتار آن خمشی- برشی خواهد بود. مشکل عمدهای که میتوان برای تیرهای پیوند با طول زیاد یا همان تیرهای پیوند خمشی ذکر کرد آن است که با ایجاد لنگر خمشی زیاد در انتهای تیر موجب شکست اتصال تیر به ستون خواهند شد که نمونه این موضوع در زلزله نورتریج دیده شد لازم به ذکر است در قابهای واگرا تیر پیوند حکم عضو شکلپذیر (فیوز) را بازی میکند لذا نیروی طراحی سایر اعضاء براساس ظرفیت آن محاسبه میشود.

شکل 2-29- تاثیر طول پیوند بر زاویه دوران آن در سیستم مهاربندی واگرا
2-3-16- نکاتی درخصوص تیرهای پیوند و سایر قسمتهای سیستمهای واگرا
پروفسور پوپوف تعبیه تقویت کنندههای میانی جهت تیر پیوند را لازم میداند همچنین ایشان بر لزوم کار کردن مهاربندهای جانبی در انتهای تیرهای پیوند برای اطمینان از حصول رفتار پایدار چرخهای و توانایی تحمل تغییر شکلهای غیرارتجاعی بزرگ تأکید دارند. هرگاه تیر پیوند در کنار واقع شود باید اتصال آن به ستون از نوع خمشی باشد اما در صورتی که تیر پیوند در میان واقع شود لزومی به آن نمیباشد مشاهدات پس از زلزله نورتریج (1994) نشان میداد که شکست ترد در اتصالات تیرهای پیوند خمشی کناری در سازههای بسیاری رخ داده است. این اتفاق باعث شد تا در اصلاحیه آییننامه لرزهای اِ.آی. اِس. سی لزوم انجام آزمایشهای چرخهای برای اطمینان از کفایت زاویه چرخش غیرالاستیک را لازم بداند به غیر از اینکه تیر پیوند کناری از نوع برشی باشد و اتصال آن هم براساس ظرفیت برشی تیر پیوند طراحی شده باشد. نکته حائز اهمیت دیگر آن است که تحقیقات نشان داده است که احتمال شکست ترد جوش اتصال تیر پیوند کناری در صورتی که به محور فرعی ستون انجام شود بسیار زیاد است، لذا از این نوع اتصال باید پرهیز شود رفتار جانبی لرزهای قابهای واگرا ترکیبی از عملکرد کششی – فشاری مهاربندها و عملکرد برشی تیرها و ستونها در دهانهی مهاربندی میباشد.

شکل 2-30- تاثیر وچود سخت کننده بر رفتار هیسترزیس تیر پیوند برشی

شکل 2-31- تاثیر نیروی محوری بر رفتار تیر پیوند(سمت راست با نیروی محوری و سمت چپ بدون نیروی محوری)
در اکثر آییننامهها ضوابط طراحی قابهای واگرا مربوط به نوع ویژه آن میشود و به بیان دیگر نوع ویژه این گونه قابها به عنوان سیستم مقاوم باربر جانبی اهمیت دارد. باید توجه شود مدل تحلیلی که برای قابهای واگرا در نظر میگیریم باید قابلیت اعمال کردن تغییر شکلهای برشی را داشته باشد. در تیرهای پیوند علاوه بر آن که مقطع آن باید از نوع فشرده لرزهای باشد لازم است اتصال بال و جان نیز به صورت پیوسته باشد و تعبیه سوراخ و مجرا در آن به نحوی که در رفتار شکلپذیر آن خللی وارد کند مجاز نبوده و در طول آن باید از هرگونه تغییر مقطع اجتناب شود لازم به ذکر است تقویت کنندههای عرضی باید در محل اتصال مهاربند به تیر در تیرهای پیوند وسطی و از انتهای اتصالات در تیرهای پیوند کناری و در بین دو تقویت کننده انتهایی در جان تیر پیوند تعبیه شود. برای جلوگیری از کمانش موضعی برشی جان تیر پیوند در صورتی که عمق آن از 5/63 سانتیمتر کمتر باشد به الزامات خاصی نیاز نمیباشد، لیکن در صورتی که این عمق از 5/63 سانتیمتر بیشتر باشد باید در هر دو طرف جان تیر پیوند تقویت کننده عرضی کار شود همچنین باید توجه شود برای جلوگیری از کمانش جانبی پیچشی معمولاً در هر دو انتهای تیر پیوند و در بالای آن مهار جانبی تعبیه میشود در مورد تیرهای خارج از ناحیه پیوند باید توجه شود که مقطع آن باید از نوع فشرده باشد و در صورتی که اتصال آنها به ستون از نوع خمشی باشد ضوابط مربوط به اتصالات خمشی در قابهای خمشی معمولی را رعایت کند و در صورتی که مفصلی باشد باید بتواند علاوه بر تحمل 1/1 برابر نیروهای طراحی

پایان نامه
Previous Entries منابع پایان نامه ارشد درباره ایالات متحده، نیروهای خارجی، مدل سازی Next Entries منابع پایان نامه ارشد درباره دینامیکی، تحلیل اطلاعات، ارزیابی عملکرد