منابع پایان نامه ارشد درباره مدل سازی، خواجه نصیرالدین طوسی، ایالات متحده

دانلود پایان نامه ارشد

ی که با نزدیک شدن محل اتصال به اتصال تیر و ستون یا کوتاه شدن طول پیوند (پیوند برشی) سختی سیستم به مهاربندی هم محور نزدیک میشود و با دور شدن از آن یا بلند شدن طول پیوند (پیوند خمشی) سختی کمتر شده و در عوض انعطاف پذیری بیشتر میشود و سیستم به قاب خمشی شبیه میشود. در واقع سیستم واگرا ترکیب کننده سختی مناسب هم محور و شکلپذیری و قابلیت جذب انرژی بسیار خوب سیستم قاب خمشی میباشد. منحنی هیسترزیس این سیستم بیانگر حلقه های پایدار منظم و با سطح زیر منحنی بسیار خوب میباشد، لیکن نظر به آنکه از تیر پیوند در رفتار برش انتظار شکلپذیری بیشتری میرود توصیه میشود طول تیر پیوند طوری انتخاب شود که این رفتار حاکم باشد. استفاده از قابهای مهاربندی شده خارج از مرکز برای مقابله با زلزله این روزها مورد توجه بسیار قرار گرفته عملکرد شکلپذیر بسیار خوب این سیستم تحت بارهای تناوبی نسبت مستقیمی با تسلیم برشی تیر پیوند دارد بنابراین در پروسه طراحی تعیین طول بهینه پیوند و فراهم آوردن سخت کنندههای مناسب برای جان تیر از اساسیترین نکات است که شواهد حکایت از آن دارند که عملکرد تیرهای پیوند کوتاه از لحاظ استهلاک انرژی براساس زاویه حداکثر تغییر شکل و شکلپذیری حاصل بسیار بهتر از پیوندهای طویل میباشد و از بین اشکال مهاربندهای واگرا نیز مهاربندهای واگرای هشتی بسیار باصرفه میباشند زیرا علاوه بر شکل متقارن تیر پیوند به ستون متصل نمیباشد و به این ترتیب از هر مسئله محتملی که در ارتباط با اتصال تیر پیوند با ستون وجود دارد اجتناب میشود. با توجه به مقدمه بالا و اینکه هر دو سیستم ذکر شده فوقالذکر جدید و گران میباشند زیرا در سیستمهای دیوار برشی فولادی از ورق فولادی گسترده استفاده میشود و در سیستم مهاربند واگرا به منظور فعال کردن ظرفیت استهلاک انرژی پیوندهای برشی المانهای قطری سنگین مورد نیاز است که این المانهای سنگین فقط در هنگام اعمال بارهای جانبی شدید به کار خواهند افتاد احتیاج به بررسی و مقایسه رفتار لرزهای دو سیستم محسوس میباشد. در این تحقیق ابتدا به معرفی و بررسی کامل دو سیستم دیوار برشی فولادی و مهاربند واگرا میپردازیم، به مواردی که در آیین نامههای مختلف درخصوص این دو سیستم آمده است اشاره مینماییم به آزمایشات مختلفی که بر روی این سیستمها در مناطق مختلف جهان صورت گرفته است میپردازیم و نتایج حاصله را مورد بررسی قرار میدهیم، نمونههای اجرا شدهی این سیستمها در مناطق مختلف جهان را بررسی میکنیم و رفتار آنها را در مقابل زلزلههای رخ داده در عمل ارزیابی میکنیم، نحوهی اجرای این سیستمها در عمل و مزایا و نواقص هر یک از مورد بررسی قرار خواهیم داد. در ادامه این بررسی با توجه به اینکه تأمین سختی، مقاومت نهایی و شکلپذیری اهداف اصلی طراحی لرزهای سازهها میباشند و با توجه به اینکه مطالعه رفتار سازهها با روشهای مختلف از جمله روش دقیق و روش آزمایشگاهی و تجربی امکانپذیر است و یکی از روشهای مناسب که به علت سرعت و دقت بالا و هزینه کم نسبت به سایر روشها ارجحیت بیشتری دارد، تحلیلهای نرم افزاری میباشد، پس با توجه به امکانات موجود در این تحقیق از نرم افزارهای قدرتمند ایتبس، سپ 2000 و نرم افزار عناصر محدود فوقالعاده قدرتمند آباکوس جهت مدل سازی و تحلیل خطی و غیرخطی استفاده خواهیم نمود، و به این نحو عمل مینمایم که پس از طراحی ساختمانهای 1 تا 5 طبقه منظم به این نحو که تا حد امکان شرایط آییننامهها درخصوص آنها رعایت شود. با استفاده از نرم افزارهای شرکت سی.اس.آی1 و با توجه به مفاد دستورالعملهای فما 356- فما 274 – فما 440 – ا.ِتی.سی 192- اِ.تی.سی 403 و نشریه 360 اقدام به انجام آنالیز پوشآور مینمایم و منحنیهای ظرفیت را به دست میآوریم، پس از به دست آوردن منحنیهای ظرفیت به کمک آنها و روشهای ارائه شده در دستورالعملها و روش پروفسور یوانگ اقدام به محاسبهی سختی- مقاومت نهایی- شکل پذیری- ضریب رفتار و میرایی سیستمها مینمایم و سپس نتایج را با هم مقایسه میکنیم. در ادامهی کار بعد از صحتسنجی نرم افزار آباکوس با استفاده از مدل یک طبقهی بِرمن و همکاران در فضای دو بعدی تنها دهانهی مهاربندی (یک دهانه) را مدل سازی مینمایم و آنالیز پوشآور را انجام میدهیم و با مقایسه منحنیهای پوشآور با همدیگر به بررسی امکان صحیح بودن نتایج حاصل از مرحلهی قبل میپردازیم، در نهایت به ارائه نتایج میپردازیم.

شکل 1-2- استفاده از دیوارهای برشی فولادی در ساختمان های کوتاه در ایالات متحده

1-3- اهمیت و ضرورت تحقیق
ضرورت و اهمیت این تحقیق در این امر میباشد، که با توجه به اینکه هر دو سیستم فوق الذکر متولد دههی 1970 میلادی میباشند لیکن درخصوص دیوارهای برشی فولادی و به ویژه در کشور ایران فعالیت آکادمیک و اجرایی زیادی صورت نگرفته است و در آییننامههای آن نیز اشارهای به آن نشده است و برای مهندسین و دانشجویان سیستم آشنایی نمیباشد، لیکن درخصوص سیستمهای مهاربندی واگرا تلاشهای بیشتری شده است، همچنین فعالیتهای مقایسهای صورت گرفته اگرچه بسیار مهم میباشند لیکن در مواردی میباشد که نتایج آن قابل پیشبینی میباشد، مانند مقایسه دیوار برشی فولادی و قاب خمشی لذا با توجه به گران بودن و نو بودن هر دو سیستم لازم است تا با محک خصوصیات لرزهای آنها بتوان با دانش و اطلاع بیشتری نسبت به انتخاب هر یک از آنها برای هر پروژه تصمیم گرفت.

1-4- اهداف تحقیق
1-4-1- اهداف کلی
هر دو سیستم دیوار برشی فولادی و مهاربند واگرا در اواخر دهه 70 میلادی متولد شدهاند و هر دو براساس مشاهدات بعد از زلزلهها از کارآمدترین سیستمهایی میباشند که جهت باربری جانبی و لرزهای سازهها به کار رفتهاند، همچنین اجرای هر دو سیستم گران و از سایر سیستمها پیچیدهتر است. در باب برتریهای هر دو سیستم فوقالذکر نسبت به سیستمهای متداول قاب خمشی و مهاربند هم محور بحثهایی صورت گرفته است، لیکن با توجه به مطالب ذکر شده لازم است تا رفتار لرزهای و عملکرد دو سیستم فوقالذکر در سازههای متداولتر (از یک تا پنج طبقه و به صورت جداگانه) مورد بررسی دقیقتر قرار گرفته و همچنین نسبت به هم سنجیده شوند و نتایج به عنوان معیاری جهت انتخاب نوع سیستم مناسب جهت باربری جانبی لرزهای در سازههای متوسط و کوتاه به مهندسین طراح و محاسب سازه ارائه گردد.
1-4-2- اهداف فرعی
به دست آوردن و آشنا شدن با مقادیر تقریبی پارامترهای لرزهای این دو سیستم و همچنین بررسی دقت روشهای مختلف مدل سازی در نرم افزارهای متعارف مهندسی عمران (ایتبس وسپ 2000) و امکان استفاده از این نرمافزارها جهت مدل سازی این سیستمها.

1-5- فرضیه های تحقیق
فرضیه اصلی تحقیق این میباشد که دیوارهای برشی فولادی تقویت نشده در حالت دوگانه با سیستم قاب خمشی رفتار لرزهای مناسبتری نسبت به سیستمهای مهاربندی واگرای برشی هشتی در حالت دوگانه با قاب خمشی دارند و فرضیه فرعی عکس این موضوع است.

1-6- تعریف واژهها، مفاهیم و متغیرها (نظری و عملیاتی)
در اینجا به تعریف تعدادی از واژههای پرکاربرد در این تحقیق میپردازیم، مسلماً تعریف سایر واژهها و مفاهیم و متغیرها در قسمتهای مربوطه و به طور دقیق ارائه شده است.
1- دیوار برشی فولادی تقویت نشده: عبارت از صفحهای فولادی است که میان المانهای افقی (تیرها) و المانهای عمودی (ستونها) واقع شده است و به کمک جوش یا پیچ با این المانها در تماس است.
2- مهاربند واگرای برشی هشتی: نوعی مهاربند واگرا است، که در آن طول پیوند کوتاه است به نحوی که رفتار قالب آن رفتار برشی است و شکل هندسی آن هشت شکل میباشد.
3- قاب خمشی ویژه: نوعی قاب خمشی است، که به واسطهی رعایت شدن پارهای ضوابط خاص آییننامهها امکان تغییر شکلهای زیاد و دوران قابل توجه در اتصالات فراهم میشود.
4- سیستمهای دوگانه: ترکیب سیستم قاب خمشی با مهاربندها و دیوارهای برشی میباشد، که در این نوع سیستم هر جزء متناسب با سختی آن سهم خود را از بار جانبی وارد شده به سازه دریافت و باید آن را به نحو ایمن تحمل نماید.
5- رفتار لرزهای: رفتار هر سیستم در مقابل بارهای جانبی وارد بر آن را رفتار لرزهای سازه مینامند که شامل پارامترهایی از قبیل، سختی، مقاومتنهایی، شکلپذیری، ضریب رفتار و ضریب میرایی میباشد.
6- آنالیز پوشآور: آنالیز استاتیکی غیرخطی میباشد، که از انواع آنالیز غیرخطی دیگر سادهتر بوده و براساس اعمال تدریجی بار جانبی بر سازه براساس یک الگوی مشخص و بررسی و مشخص کردن محل مفاصل تشکیل شده در اعضای مختلف و ترسیم نمودار ظرفیت سازه (بار جانبی- تغییر مکان مرکز جرم بام) میباشد.
7- آباکوس: نرم افزار اجزاء محدود فوقالعاده قدرتمندی است که توسط شرکت سیمالیا تولید شده است و به سهولت مدل سازی و کار کردن با آن نسبت به سایر نرم افزارهای اجزاء محدود معروف است، در این تحقیق از ورژن 1-10-6 این نرم افزار استفاده شده است.
8- نرم افزارهای شرکت سی.اِس.آی4: شرکت سی.اِس.آی (کامپیوترها و سازهها) دارای دو نرم افزار بسیار قوی و معروف و پرطرفدار در بین مهندسین عمران یعنی نرم افزارهای سپ 2000 و ایتبس میباشد. این نرم افزارها که از سال 1976 میلادی تولید شدهاند، دارای قابلیتهای فراوانی درخصوص آنالیزهای غیرخطی میباشند. در این تحقیق از ورژنهای 2-2-14 سپ و 0-7-9 ایتبس استفاده شده است.
9- منحنی ظرفیت: منحنی است که مقدار برش وارد بر سازه در هر لحظه در مقابل تغییر مکان یک نقطهی مشخص شده در سازه (معمولاً مرکز جرم بام) را نشان میدهد.
10- اجزاء محدود: یکی از روشهای حل عدد مسائل مختلف میباشد.

فصل دوم
« مروری بر ادبیات تحقیق »

2-1- بررسی نظریههای پیرامون موضوع تحقیق
پروفسور سعید صبوری قمی (دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی) مطالعاتی را برای مقایسه سختی و مقاومت نهایی سیستم دیوارهای برشی فولادی با سیستم مهاربندی همگرا از نوع x شکل (در قابهای ساده) انجام داد، و اینطور نتیجهگیری کرد که مقاومت نهایی و سختی دیوار برشی فولادی نسبت به سیستم مهاربندی x شکل با مهاربندهای لاغر و با مصرف فولاد یکسان تقریباً دو برابر بوده و همچنین در سیستم مهاربند x شکل که با مهاربندهای چاق طراحی گردیده بودند سختی دیوار برشی فولادی حدود 70 درصد و مقاومت نهایی آن حدود 15 درصد بیشتر به دست آمده و این عملکرد بسیار مناسب دیوارهای برشی فولادی را به این دلیل دانسته است که از تمام ظرفیت این سیستم به نحو مطلوبی استفاده میشود، به نحوی که با تسلیم یک نقطه از ورق نقطه دیگر عمل باربری را به عهده میگیرد. و این فرایند آنقدر ادامه مییابد تا تقریباً تمام ورق فولادی تسلیم شود. همچنین در مطالعاتی که دکتر محمد مویدیان (دانشگاه آزاد مشهد) و مهندس احسان یمینی انجام دادند و نتیجه آن به شکل مقالهای تحت عنوان “مقایسه رفتار لرزهای سیستم مقاوم جانبی دیوارهای برشی فولادی با قابهای خمشی” در ششمین کنگره ملی مهندسی عمران (اردیبهشت 1390 دانشگاه سمنان) انتشار یافت به این نتیجه رسیدند که سختی اولیه دیوار برشی فولادی بیش از ده برابر سختی اولیه قاب خمشی است و همچنین مقاومت نهایی دیوار برش فولادی بیش از سه برابر مقاومت نهایی قاب خمشی فولادی میباشد. در مورد دیوارهای برشی فولادی مقالهای که توسط پروفسور ابوالحسن آستانه اصل (استاد دانشگاه برکلی کالیفرنیا) در سال 2001 و تحت عنوان رفتار لرزهای و طراحی دیوارهای برشی فولادی منتشر شده مبنایی جهت بررسی و مطالعه رفتار دیوارهای برشی فولادی شد.

شکل 2-1- مدل های مورد بررسی توسط دکتر صبوری قمی

شکل 2-2- مدلهای مورد بررسی توسط دکتر مویدیان و مهندس یمینی

2-2- بررسی تحقیقهای انجام شده
2-2-1- بررسی تحقیقات تحلیلی انجام شده
از تحقیقات تحلیلی که توسط محققین مختلف و به وسیله نرم افزارهای مختلف انجام شده است میتوان به تحقیقات الگالی و همکاران در سال 1993 اشاره نمود. آنها از یک مدل اجزاء محدود برای بررسی نتایج مدلهای آزمایشگاهی سایر محققین استفاده

پایان نامه
Previous Entries منابع پایان نامه ارشد درباره سیستم دوگانه، مشکلات رفتاری، توجیه اقتصادی Next Entries منابع پایان نامه ارشد درباره ایالات متحده، ظرفیت جذب، دینامیکی