در این پایان نامه سعی می شود تا با مدلسازی و تحلیل عددی اتصالات صلب ساخته شده از فولادهای پرمقاومت ، کفایت لرزه ای و شکل پذیری این نوع اتصالات مورد بررسی قرار گیرد
دانلود پایان نامه مهندسی زلزله
بررسی،مدلسازی و تحلیل عددی کفایت لرزه ای و شکل پذیری اتصالات صلب ساخته شده با فولادهای پرمقاومت
چکیده:
در این پایان نامه سعی می شود تا با مدلسازی و تحلیل عددی اتصالات صلب ساخته شده از فولادهای پرمقاومت ، کفایت لرزه ای و شکل پذیری این نوع اتصالات مورد بررسی قرار گیرد . روش تحلیل بر مبنای تحلیل استاتیکی غیرخطی تحت اثر بارهای افزاینده قرار دارد . در این تحقیق تعداد 4 نوع اتصال صلب اتصال با ورق میانگذر و اتصال با ماهیچه ،RBS مختلف ( اتصال گیردار با جوش نفوذی، اتصال با مقطع تیر AISC Seismic و FEMA- از پایین جوشی ) که همگی مورد تایید آیین نامه های لرز های 350 هستند، مورد بررسی قرار گرفتند . همچنین از چهار نوع فولاد ساختمانی نرمه و Provision 2002 نیز برای مدلسازی مصالح استفاده شد ه است . منحنی های هیسترزیس لنگر - DIN پرمقاومت آیین نامه دوران استخراج شده از نتایج تحلیل این اتصالات، نشان دهنده رفتار قابل قبول لر ز های برای این نوع مصالح میباشد.
همچنین مقادیر شکل پذیری و میرایی ویسکوز معادل برای آنها محاسبه شده است . نتایج نشان می -دهند که با افزایش مقدار تنش تسلیم فولاد، از میزان شک ل پذیری و میرایی اتصال و مفاصل پلاستیک کاسته میشود. ولی با این وجود اظهار نظر در مورد اقتصادی بودن استفاده از فولاد پرمقاومت در صنعت ساختمان احتیاج به بررسی بیشتری دار د . زیرا مقدار مصرف فولاد در ساختمان به عوامل دیگری همچون ضریب رفتار نیز بستگی دارد و در نهایت ممکن است به کاهش وزن مصرفی فولاد منجر شود، که (R) این نوع سازه ها خود باعث صرفهجویی در هزینههای ساخت، مصالح و منابع طبیعی میشود.
همچنین کاربرد فولاد پرمقاومت در کشش بیشتر از فشار می باشد . زیرا در فشار مسائل کمانشی حکمفرما بوده و اگر مقاطع خیلی از حد طبیعی کوچکتر شوند، طرح توجیه اقتصادی خود را از دست می - دهد. درحالیکه در اعضای کششی که براساس حداکثر لاغری مجاز کششی انتخاب نشده اند، انتخاب فولاد پرمقاومت میتواند مقرون به صرفه میباشد. در نهایت می توان نتیجه گرفت که استفاده از فولاد های پرمقاومت الزاماً موجب صرف ه جویی اقتصادی نشده و نوع سازه، معیارهای حاکم بر آن، نسبت قیمت فولاد پرمقاومت به فولاد معمولی و امکان تهیه آن در
مدت زمان اجرای پروژه از عوامل موثر در تصمیمگیری و انتخاب نوع فولاد مصرفی میباشد.
کلمات کلیدی:
اتصالات صلب
شکل پذیری
فولادهای پر مقاومت
طراحی لرزهای اتصالات
فهرست مطالب
-1 تاریخچه و کاربردهای فولادهای پرمقاومت در صنعت مهندسی ساختمان 1
-1-1 مقدمه 1
-2-1 روند تولید فولادهای پرمقاومت 1
-3-1 مزیتهای استفاده از فولاد پرمقاومت میکروآلیاژی 5
-4-1 قابلیت جوشکاری در فولادهای پرمقاومت 7
-5-1 کاهش وزن، کلید افزایش ارزش اقتصادی فولادهای میکروآلیاژی 8
-2 فلسفه شکلپذیری و طراحی لرزهای اتصالات 10
-1-2 مقدمه 10
-2-2 ماهیت زلزله و لزوم انجام طراحی لرزه ای 10
-3-2 انواع اتصالات و قابهای سازه ای 12
-1-3-2 اتصالات ساده (مفصل) 12
-2-3-2 اتصالات کاملاً صلب (گیردار) 13
-3-3-2 اتصالات نیمه صلب (پاره گیردار) 13
-4-2 تعیین میزان گیرداری یک اتصال 14
14 (M− θ) -5-2 ارزیابی اتصالات صلب جوشی و منحنی لنگر – دوران اتصالات
-6-2 ملزومات چرخشی برای اتصالات خمشی 16
-7-2 کفایت عملکرد ثقلی اتصالات تیر به ستون 17
-8-2 اتصالات در زلزله نورتریج 21
-1-8-2 بررسی اتصالات متعارف آسیب دیده در زلزله نورتریج 22
-2-8-2 خلاصه فعالیت های انجام شده پس از زلزله نورتریج 24
-3-8-2 اشکالات ایجاد کننده شکست ترد در اتصال متعارف 25
-4-8-2 نتیجه حاصل از تحقیقات – ضعف موجود در بر اتصالات متعارف 27
-9-2 نگرش جدید در طراحی لرزهای قابهای خمشی فولادی 30
30 Ω و ضریب افزایش مقاومت 0 R -10-2 تعریف مفاهیم ضریب رفتار
-11-2 بررسی کفایت عملکرد لرزه ای اتصالات 35
-12-2 الزامات لرزهای قاب های خمشی فولادی 42
-1-12-2 ضوابط ویژه تناسبات اجزای مقطع 42
-2-12-2 چشمه اتصال 43
-3-12-2 شرط ستون قوی – تیر ضعیف 46
-4-12-2 ورق های پیوستگی 49
-5-12-2 مهاربندی جانبی تیرها 49
-3 مطالعات انجام شده بر روی اتصالات ساخته شده از فولاد پرمقاومت 50
-1-3 مقدمه 50
-2-3 رفتار چرخهای اتصالات جوشی ساخته شده از فولاد پرمقاومت در ساختمانهای مقاوم در برابر خرابی 51
-1-2-3 طرح کلی آزمایشات 52
-2-2-3 بارگذاری کششی یکنواخت 53
3-2-3 نمودار چرخهای نیروی محوری و کرنش متوسط 53
4-2-3 توزیع کرنش در راستای محور نمونهها 54
5-2-3 کارآئی اتصالات جوشی 55
6-2-3 نسبت تغییر شکل پلاستیک تجمعی 56
ساخته شده با فولاد پرمقاومت 56 RBS 3-3 مطالعه آزمایشگاهی بر روی مقاطع
4-3 بررسی آزمایشگاهی اتصالات با ورق انتهایی ساخته شده از فولاد پرمقاومت 59
1-4-3 نحوه انجام آزمایشات 60
61( M−ϕ 2-4-3 نتایج آزمایشات ( نمودارهای
-3-4-3 بررسی شکلپذیری آزمایشگاهی 62
-5-3 اثر فولادهای پرمقاومت و مشخصات هندسی آن در رفتار غیرخطی خمشی 63
-1-5-3 رفتار خمشی 64
-2-5-3 معیارهای فشردگی حال حاضر 65
-3-5-3 کمانش موضعی بال 65
-4-5-3 کمانش موضعی جان 66
-5-5-3 گرادیان لنگر 68
-6-5-3 ظرفیت دوران تیرهای ساخته شده از فولاد پرمقاومت 69
-7-5-3 تیر – ستونها 76
-8-5-3 رفتار چرخهای تیر ستونها 78
81 ANSYS -4 طراحی و مدلسازی اتصالات گیردار با نرمافزار
-1-4 محاسبات اولیه طراحی اتصال 81
-2-4 طرح لرزهای چند اتصال صلب جهت مقایسه 86
-1-2-4 اتصال تیر با مقطع کاهش یافته 86
-2-2-4 اتصال تیر با ورق میانگذر 88
-3-2-4 اتصال تیر با ماهیچه از پایین جوشی 90
-3-4 روش ارزیابی عملکرد لرزه ای اتصالات پیشنهادی 92
92ANSYS -4-4 معرفی خصوصیات و قابلیت های نرم افزار
-1-4-4 تحلیل غیر خطی مادی 92
-2-4-4 رفتار خمیری مستقل از زمان 93
-5-4 المان های مورد استفاده 95
-1-5-4 معرفی المان های متناسب با فیزیک مساله 96
-6-4 مدلسازی اتصال پیشنهادی 97
-7-4 معرفی مدلهای اجزاء محدود اتصالات 99
شکل 100 H شکل به ستون I 1-7-4 مدل اتصالات تیر
8-4 بررسی نتایج تحلیلهای اجزاء محدود 100
1-8-4 تیرها 101
2-8-4 ستون ( خارج از چشمه اتصال) 107
3-8-4 چشمه اتصال ستون 107
-9-4 بررسی رفتار کلی اتصال 115
-10-4 مقایسه از نظر شکل پذیری 120
-11-4 نسبت میرایی ویسکوز معادل هر یک از نمونهها 126
-5 جمعبندی نتایج تحلیلها و ارائه پیشنهادات 134
-1-5 بحث و نتیجه گیری 134
-2-5 ارائه پیشنهادات 139
