فهرست مطالب
فصل اول:
1-1- مقدمه.......................................................................................................................................................................... 2
1-2- شکل پذیری سازه ها ................................................................................................................................................ 4
1-3- مفصل و لنگر پلاستیک ........................................................................................................................................... 5
1-4- منحنی هیستر زیس و رفتار چرخه ای سازه ها ......................................................................................................... 6
1-5- مقایسه رفتار خطی و غیر خطی در سیستمهای سازه ای ........................................................................................... 7
1-6- ضریب شکل پذیری ................................................................................................................................................. 8
1-7- ضریب کاهش نیروی زلزله در اثر شکل پذیری سازه ............................................................................................. 9
1-8- ضریب اضافه مقاومت ............................................................................................................................................ 10
1-9- ضریب رفتار ساختمان ............................................................................................................................................ 10
1-10- ضریب تبدیل جابجایی خطی به غیر خطی ......................................................................................................... 12
1-11- سختی ................................................................................................................................................................... 12
1-12- مقاومت ................................................................................................................................................................ 12
1-13- جمع بندی پارامترهای کنترل کننده .................................................................................................................... 12
فصل دوم :
2-1-1- قاب فضایی خمشی ............................................................................................................................................ 14
2-1-2- تعریف سیستم قاب صلب خمشی .................................................................................................................... 14
2-1-3- رفتار قابهای خمشی در برابر بار جانبی ............................................................................................................... 15
2-1-4- رابطه بار – تغییر مکان در قابهای خمشی .......................................................................................................... 16
2-1-5- رفتار چرخه ای قابها ........................................................................................................................................... 16
2-1-6- شکل پذیری قابهای خمشی ............................................................................................................................... 16
2-1-7- مفصل پلاستیک در قابهای خمشی .................................................................................................................... 17
2-1-8- مشخص کردن لنگر پلاستیک محتمل در مفصل پلاستیک ............................................................................ 18
2-1-9- کنترل ضابطه تیر ضعیف – ستون قوی .................................................................................... 18
2-1-10- چشمه اتصال .................................................................................................................................................... 19
2-1-11- اثرات چشمه اتصال بر رفتار قاب خمشی ........................................................................................................ 19
2-1-12- طراحی چشمه اتصال ....................................................................................................................................... 19
2-1-13- اثرات نامعینی ................................................................................................................................................... 20
2-2-1- سیستم مهاربندی همگرا .................................................................................................................................... 20
2-2-2- پاسخ رفت و برگشتی مهاربندهای فولادی ....................................................................................................... 21
2-2-3- ضریب کاهش مقاومت فشاری مهاربند ............................................................................................................ 23
2-2-4- رفتار لرزه ای قابهای فولادی با مهاربندی ضربدری .......................................................................................... 23
2-2-5- رفتار کششی تنها ................................................................................................................................................ 24
2-2-6- رفتار کششی – فشاری ....................................................................................................................................... 24
2-2-7- تاثیر ضریب لاغری در رفتار قاب با مهاربندی همگرا ...................................................................................... 24
2-2-8- سیستم دوگانه قاب خمشی و مهاربندی همگرا ................................................................................................. 25
2-3-1- سیستم مهاربندی واگرا ...................................................................................................................................... 25
2-3-2- سختی و مقاومت قاب ....................................................................................................................................... 26
2-3-3- زمان تناوب قاب ................................................................................................................................................ 27
2-3-4- مکانیزم جذب انرژی ......................................................................................................................................... 27
2-3-5- نیروها در تیرها و تیر پیوند ................................................................................................................................. 29
2-3-6- تعیین مرز پیوندهای برشی و خمشی ................................................................................................................. 30
2-3-7- تسلیم و مکانیزم خرابی در تیر پیوند .................................................................................................................. 31
2-3-8- اثر کمانش جان تیر پیوند ................................................................................................................................... 31
2-3-9- مقاومت نهایی تیر پیوند ..................................................................................................................................... 32
2-4-1-سیستم جدید قاب با مهاربندی زانویی ................................................................................................................ 32
2-4-2- اتصالات مهاربند – زانویی ................................................................................................................................ 35
2-4-3- سختی جانبی الاستیک قابهای KBF................................................................................................................ 35
2-4-4- اثر مشخصات اعضاء بر سختی جانبی ارتجاعی سیستمهای KBF................................................................... 37
2-4-5- رفتار غیر خطی مهاربند زانویی تحت بار جانبی................................................................................................ 37
فصل سوم :
3-1- مقدمه ...................................................................................................................................................................... 41
3-2- مشخصات کلی ساختمان ....................................................................................................................................... 41
3-3- بارگذاری جانبی ..................................................................................................................................................... 44
3-3-1- بارگذاری ثقلی ................................................................................................................................................... 44
3-3-2- بارگذاری جانبی ................................................................................................................................................. 45
3-4- تحلیل قابها............................................................................................................................................................... 46
3-5- طراحی قابها ............................................................................................................................................................ 48
3-5-1- کمانش موضعی اجزاء جدار نازک ................................................................................................................... 48
3-5-2- کمانش جانبی در تیرها و کمانش جانبی – پیچشی در ستونها .......................................................................... 50
3-6- طراحی قابهای TKBF........................................................................................................................................... 53
3-7- طراحی اعضای زانویی ............................................................................................................................................ 54
3-8- طراحی تیرها و ستونها ............................................................................................................................................ 55
3-9- طراحی اعضای مهاربندی ....................................................................................................................................... 55
3-10- طراحی قابهای EBF............................................................................................................................................ 55
3-11- طراحی قابهای CBF............................................................................................................................................ 55
3-12- نتایج طراحی مدلها ............................................................................................................................................... 56
3-12-1- سیستم TKBF + MRF ............................................................................................................................ 56
3-12-2-سیستم EBF + MRF................................................................................................................................... 57
3-12-3- سیستم CBF + MRF.................................................................................................................................. 57
3-13- کنترل مقاطع انتخابی با قسمت دوم آئین نامه AISC.......................................................................................... 58
3-13-1- کنترل کمانش موضعی .................................................................................................................................... 58
3-13-2- کنترل پایداری جانبی اعضای زانویی .............................................................................................................. 58
3-14- بررسی رفتار استاتیکی خطی سیستمهای KBF و EBF و CBF و مقایسه آنها با یکدیگر ............................. 58
3-14-1- مقایسه تغییر مکان جانبی مدلها........................................................................................................................ 59
3-14-2-مقایسه پربود طبیعی مدلها.................................................................................................................................. 59
3-14-3- بررسی نیروپذیری المانهای زانویی در قابهای TKBF................................................................................... 60
3-14-4- بررسی نیروهای داخلی ایجاد شده در تیر کف............................................................................................... 61
3-14-5- بررسی نیروی فشاری در اعضای قطری .......................................................................................................... 63
3-15- بررسی اثر پارامترهای هندسی قاب روی سختی سیستمهای KBF.................................................................... 63
3-15-1- بررسی اثر و بر سختی ارتجاعی سیستمهای TKBF....................................................................... 64
3-16- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی ......................................................................................................................... 81
3-16-1-معادلات تعادل دینامیکی ................................................................................................................................. 81
3-16-2- مشخصات دینامیکی قابهای مورد مطالعه ........................................................................................................ 82
3-16-3- شتاب نگاشتهای اعمالی .................................................................................................................................. 83
3-16-4-نتایج تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی ............................................................................................................ 92
فصل چهار م :
4-1- نتایج ........................................................................................................................................................................ 96
4-2- ضوابط طراحی زانویی ............................................................................................................................................ 97
4-3- پیشنهادات ............................................................................................................................................................... 99
پیوست 1 ......................................................................................................................................................................... 100
پیوست 2.......................................................................................................................................................................... 107
پیوست 3.......................................................................................................................................................................... 111
مراجع ............................................................................................................................................................................. 118
فهرست شکلها
فصل اول :
شکل 1-1- قابهای مقاوم خمشی ....................................................................................................................................... 2
شکل 1-2- قاب با مهاربند هم محور ................................................................................................................................. 2
شکل 1-3- نمونه هایی از قابهای خارج از مرکز ............................................................................................................... 3
شکل 1-4- قاب با مهاربند زانویی ...................................................................................................................................... 3
شکل 1-5- منحنی ایده آل و واقعی نیرو – تغییر مکان یک سیستم ............................................................................... 4
شکل1-6- تیر دو سر مفصل تحت اثر بار افزایشی ........................................................................................................... 5
شکل 1-7- منحنی نیرو – جابجایی وسط دهانه تیر ......................................................................................................... 5
شکل 1-8- نمودار تغییرات کرنش در یک مقطع تحت اثر خمش ................................................................................. 6
شکل 1-9- منحنی واقعی کرنش – کرنش فولاد ............................................................................................................. 6
شکل 1-10- منحنی هیسترزیس ایده آل و دو منحنی دارای زوال .................................................................................. 6
شکل 1-11- رفتار سازه ها تحت بار دوره ای ................................................................................................................... 7
شکل 1-12- مقایسه رفتار خطی و غیر خطی ایده آل سیستمهای مقاوم ساختمانی .......................................................... 8
شکل1-13- طیف بازتاب ارتجاعی و غیر ارتجاعی با شکل پذیری ثابت ........................................................................ 9
شکل 1-14- تعریف پارامترهای غیر خطی .................................................................................................................... 10
فصل دوم :
شکل 2-1- تغییر شکل قاب صلب خمش ...................................................................................................................... 14
شکل 2-2- تغییر شکل قاب خمشی ............................................................................................................................... 15
شکل 2-3- روابط بار – تغییر مکان برای قاب خمشی تحت بار ثقلی ........................................................................... 16
شکل 2-4- روابط بار – تغییر مکان قابهای خمشی پرتال ............................................................................................... 16
شکل 2-5- روابط شکل پذیری برای قاب خمشی پرتال ............................................................................................... 17
شکل 2-6- مد گسیختگی و تشکیل طبقه نرم ................................................................................................................. 18
شکل 2-7- چشمه اتصال ................................................................................................................................................. 19
شکل 2-8- حلقه های هیسترزیس قاب مهاربندی همگرا................................................................................................ 21
شکل 12-9- رفتار رفت و برگشتی عضو قطری مهاربند ................................................................................................. 22
شکل 2-10- تصویر عضو بادبندی در نواحی مختلف دیاگرام شکل2-9-.................................................................... 22
شکل 2-11- تغییر شکل غیر متقارن قابهای با بادبندی همگرا ........................................................................................ 23
شکل 2-12- منحنی های هیستر زیس بادبندهای با رفتار فقط کششی ........................................................................... 24
شکل 2-13- نمونه ای از منحنی های هیسترزیس سیستم با بادبندی فشاری – کششی .................................................. 25
شکل 2-14- نمونه هایی از قاب های خارج از مرکز ...................................................................................................... 25
شکل 2-15- اثر تغییر طول تیر پیوند بر سختی قاب ....................................................................................................... 26
شکل2-16- ارتباط مقاومت نهایی با نسبت .............................................................................................................. 27
شکل2-17- ارتباط زمان تناوب اصلی با نسبت ....................................................................................................... 27
شکل 2-18- مکانیسم های جذب انرژی در سیستم های خمشی و واگرا ..................................................................... 28
شکل 2-19- تغییرات دوران خمیری مورد نیاز با نسبت .......................................................................................... 29
شکل2-20- نیروهای موجود در تیر پیوند قاب واگرا .................................................................................................... 30
شکل2-21- نیروهای موجود در تیر رابط ....................................................................................................................... 30
شکل 2-22-انواع قابها با مهاربند زانویی .......................................................................................................................... 33
شکل 2-23- دو نمونه از اتصال بادبند به زانویی .............................................................................................................. 35
شکل 2-24-انواع قابهای KBF....................................................................................................................................... 36
شکل 2-25- قاب دارای مهاربند زانویی .......................................................................................................................... 37
شکل 2-26- روند تشکیل مفاصل خمیری قابها تحت تاثیر زلزله نوغان ........................................................................ 38
فصل سوم :
شکل 3-1- قاب TKBF................................................................................................................................................. 41
شکل 3-2- پلان محوربندی ............................................................................................................................................ 42
شکل 3-3- سیستم TKBF+MRF.............................................................................................................................. 43
شکل 3-4- سیستم EBF+MRF.................................................................................................................................. 43
شکل 3-5- سیستم CBF+MRF.................................................................................................................................. 44
شکل 3-6- خلاصه بارگذاری ......................................................................................................................................... 46
شکل 3-7- نیروی محوری در عضو مهاربندی و عضو زانویی ....................................................................................... 47
شکل 3-8- نیروی برشی در عضو زانویی ........................................................................................................................ 47
شکل 3-9- لنگر خمشی در عضو زانویی ........................................................................................................................ 47
شکل 3-10- کمانش موضعی قوطیهای جدار نازک ...................................................................................................... 48
شکل 3-11-نمودار لنگر- انحنا برای تیرستونهای H با نسبت عرض به ضخامت متفاوت ............................................ 49
شکل 3-12- نمودار پسماند تیرستونهای فولادی H با نسبتهای مختلف عرض به ضخامت .......................................... 49
شکل3-13- نمونه رفتا رلنگر – تغییر شکل برای تیرهای I تحت لنگر یکنواخت با نسبت مختلف ................ 50
شکل 3-14- نمودار لنگر – انحنا برای تیرهای I با نسبت مختلف.......................................................................... 51
شکل3-15- نمودار لنگر – انحنای تیرهای I با نسبت مختلف تحت لنگر متغیر................................................... 51
شکل 3-16- نمونه رفتار تیرستون بال پهن تحت نیروی محوری و لنگر خمشی هنگامیکه حالت تسلیم غالب باشد .. 52
شکل 3-17- رفتار تیرستونهای بال پهن که در صفحه عمود بر محور قوی ناپایدار گردیدهاند....................................... 53
شکل 3-18- روابط تجربی لنگر – زاویه دوران تیرستونها در معرض ناپایداری جانبی – پیچشی................................ 53
شکل3-19- نمونه قاب TKBF...................................................................................................................................... 65
شکل 3-20- نمونه قاب CBF......................................................................................................................................... 66
شکل 3-21- نمونه قاب EBF......................................................................................................................................... 66
شکل 3-22- نمونه قاب MRF........................................................................................................................................ 66
شکل 3-23- نمونه قاب EBF با برون محوری روی ستون............................................................................................ 66
شکل 3-24- نمونه قاب TKBF...................................................................................................................................... 67
شکل 3-25- نمونه قاب................................................................................................................................................ 67
شکل 3-26- رویه برای نسبت ..................................................................................................................... 69
شکل 3-27- منحنیهای هم سختی برای نسبت قاب TKBF................................................................. 69
شکل 3-28- رویه برای نسبت................................................................................................................... 71
شکل 3-29- منحنیهای هم سختی برای نسبت قاب TKBF............................................................... 71
شکل 3-30- رویه برای نسبت .......................................................................................................................... 73
شکل 3-31- منحنیهای هم سختی برای نسبت قاب TKBF....................................................................... 73
شکل 3-32- رویه برای نسبت ................................................................................................................... 75
شکل 3-33- منحنیهای هم سختی برای نسبت قاب TKBF................................................................ 75
شکل 3-34- رویه برای نسبت ...................................................................................................................... 77
شکل 3-35- منحنیهای هم سختی برای نسبت قاب TKBF................................................................... 77
شکل 3-36- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF......................................................................... 79
شکل 3-37- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF....................................................................... 79
شکل 3-38- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF............................................................................... 80
شکل 3-39- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF....................................................................... 80
شکل 3-40- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF.......................................................................... 81
شکل3-41- نمودار شتاب مولفه طولی ( N16w ) زلزله 25 شهریور 1375 طبس....................................................... 90
شکل3-42- نمودار شتاب مولفه طولی زلزله 17 فروردین 1356 ناغان .......................................................................... 92
شکل 3-43- نمودار تغییر مکان – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله طبس................................................................... 93
شکل 3-44- نمودار برش پایه – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله طبس....................................................................... 93
شکل 3-45- نمودار تغییر مکان – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله ناغان.................................................................... 94
شکل 3-46- نمودار برش پایه – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله ناغان........................................................................ 94
فصل چهارم :
شکل 4-1- نمودار ابعاد هندسی بهینه جهت اثر توام سختی و شکل پذیری برای انواع مختلف قاب TKBF............ 96
دانلود پایان نامه ارشد رشته عمران - بررسی پارامترهای هندسی مهاربند زانویی با فرمت ورد
