دانلود پایان نامه ارشد قالب word با عنوان بررسی رفتار ممان دوران اتصالات صلب جوشی 115 ص

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد (M.Sc)

گرایش :سازه 

یکی از مشخصه های مهم اتصالات شکل منحنی لنگر- چرخش اتصال تیر به ستون می- باشد. 

 

زلزله 17 ژانویه سال 1994 نورث ریج که در 20 مایلی شمال غرب لس آنجلس اتفاق افتاد اولین زلزله ای بود که به تعداد زیادی از ساختمانهای مقاوم خمشی در آمریکا آسیب سازه- ای رساند. اگر چه شدت زلزله 8/6 در مقیاس ریشتر بود که بر اساس مقدار انرژی ایی که رها کرد یک زلزله متوسط در نظر گرفته می شد، تعداد زیادی از اتصالات تیر به ستون ساختمانهای مقاوم خمشی در آن زلزله به شدت آسیب دیدند. این اتصالات در آیین نامه ی       (Uniform Building Code) UBC مورد تأیید قرار گرفته بودند و تصور می شد که ظرفیت کافی دارند تا تیر در خمش به حد تسلیم برسد و یا ناحیه ی چشمه ی اتصال ستون دچار تسلیم برشی گردد. اما بر خلاف انتظار، اکثریت اتصالات به دلایل مختلفی که ذکر خواهد شد بصورت ترد گسیخته شدند و در موارد کمی رفتار آنها شکل پذیر بود.

یکسال بعد از زمین لرزه نورث ریج،درست در 17 ژانویه 1995 زلزله ای به بزرگی 9/6 در مقیاس ریشتر شهر کوبه در ژاپن را لرزاند که در این زلزله بسیاری از اتصالات قابهای خمشی آسیب دیدند و حتی بعضی از ساختمانها با قاب خمشی فرو ریختند.

کشف آسیب های جدی در ساختمان های فولادی با قابهای خمشی جوشی در زلزله های دیگر نیز تاییدی بر آسیب های اتفاق افتاده در قابهای خمشی نورث ریج بود و این نشان دهنده ی این مطلب بود که آسیب ها فقط به خصوصیات لرزه ای در زلزله نورث ریج مربوط نمی شود و نقص از خود اتصالات آسیب دیده می باشد.]9[

با توجه به مطالب بالا به نظر می رسد که بررسی رفتار اتصال صلب با ورق بالائی و پایینی توصیه شده در آئین نامه 2800 زلزله ایران (مشهور به اتصالات کله گاوی ) که به عنوان اتصال صلب در سازه های فولادی ایران کاربرد وافری دارد، ضروری می باشد.

فصل دوم

رفتار انواع اتصالات

مقدمه

به دنبال زلزله 17 ژانویه 1994 در منطقه نورث ریج واقع در ایالات کالیفرنیای آمریکا به دلیل تحولاتی که در روند طراحی و ساخت اتصالات گیردار جوشی در سازه های فولادی ایجاد کرد نقطه ای عطفی در تاریخ اتصالات سازه های فولادی محسوب می شود. تعدادی از ساختمانهای فولادی جوشی با قابهای خمشی (WSMF) ، در ناحیه اتصال تیر به ستون دچار شکست شدند. ساختمانهای آسیب دیده طیف وسیعی از ساختمانها را از نظر ارتفاع و عمر شامل می شدند. ساختمانهای با ارتفاع یک تا 26 طیقه ، و سازه هایی که درست در زمان زلزله بر پا شده بودند تا ساختمانهایی با عمر بیش از 30 سال،آسیب دیدند. علاوه بر این سازه های آسیب دیده در منطقه جغراقیایی وسیعی پراکنده شده بودند. این آسیب دیدگی ها حتی در مناطقی که نکان های متوسط زلزله را تجربه کرده بودند، مشاهده می- شدند.]16[ 

کشف آسیب در ساختمانها هشدار دهنده بود.کشف این آسیب ها این اندیشه را تقویت کرد که در زلزله های قبلی هم، آسیب هایی بوجود آمده است،که مخفی مانده اند. تحقیقات بعدی به درستی تأیید کرد که چنین آسیب هایی در زلزله 1992 «لندرز بیگ بیر» و زلزله 1989 «لوماپریتا» اتفاق افتاده است.

سازه های فولادی جوشی با قابهای خمشی به طور معمول در ایالات متحده و جهان،مخصوصاً برای ساخت سازه های متوسط تا بلند، مورد استفاده قرار می گیرند. قبل از زلزله نورث ریج چنین تصور می شد که این نوع ساختمانها بسیار شکل پذیرند و از آسیب هایی که ظرفیت سازه را کاهش می دهد مصون اند،چرا که آسیب های بسیار جدی به این نوع سازه ها در زلزله های گذشته به ندرت گزارش شده بود وحتی هیچگونه گزارشی از فروریختن چنین سازه هایی وجود نداشت. کشف شکست ترد در تعدادی از ساختمانها تحت اثر زلزله نورث ریج، نیاز آزمایش مجدد این نوع اتصال را مسجل ساخت.

به هر حال ساختمانها آن طوری که انتظار می رفت رفتار نکردند و به دلیل آسیب های اتصالات ضررهای اقتصادی قابل ملاحظه ای به وجود آمد. این ضررها را می توان به دوقسمت هزینه های مستقیم، شامل تحقیقات و تعمیرات این گونه اتصالات و همچنین هزینه های غیر مستقیم،مربوط به عدم استفاده موقت و یا در بعضی موارد طولانی مدت از فضای داخل این ساختمانها تقسیم بندی کرد.

ساختمانهای فولادی جوشی با قابهای مقاوم خمشی، برای مقابله با تکانهای زمین لرزه، بر این اساس طراحی می شوند که بدون از دست دادن مقاومت، قابلیت تسلیم و تغییر شکل خمیری زیادی را دارا باشند. تغییر شکل خمیری مورد نظر، دورانهای پلاستیک درون تیرها در محل اتصالاتشان به ستون ها را شامل می شود، که از نظر تئوری انرژی داده شده به ساختمانها را جذب می کند. بدین ترتیب انتظار می رود آسیب هایی مثل تسلیم و کمانش ها ی موضعی در المانهای فولادی اتفاق بیفتد، نه اینکه اتصال دچار شکست تردشود. بر اساس این رفتار مورد انتظار، آئین نامه های ساختمانی اجازه می دادند که سازه های فولادی جوشی با قابهای خمشی برای قسمتی از مقاومت  لازم برای پاسخ به تکانهای زمین لرزه حد طراحی،در محدوده پلاستیک طرح شوند. مشاهده آسیب های بوجود آمده در زلزله نورث ریج مشخص می سازد که در بسیاری از موارد، شکست های ترد اتصالات در محدوده های پائین خمیری بوده اند و در بعضی موارد در حالی اتفاق افتاده اند که ساختمان هنوز در حد الاستیک بوده است.  

2-2) انواع قابهای ساختمانی 

     در مبحـث دهـم مقـررات ملی ساختمـان ایـران ( طـرح و اجرای ساختمانهـای فولادی )]4[ و نیز آیین نامه سازه‌های فولادیAISC ]3[, سه نوع قاب ساختمانی به همراه مفروضات محاسباتی مربـوط به آنهـا مـلاک طرح ومـحاسبة سـازه های فولادی قـرارگرفته اسـت و هـریک از آنـها با مشخصـاتی مختـص به خود تعیـن کننده ابعاد اعضای سـازه و نـوع و مقاومت اتصـالات مربوط , می باشد . 

     گروه اول : قـاب های صلب ( قابهای یکسره )که در آنها فرض می شود اتصالات تیـر و ستون به اندازه کافی صلب هستنـد , طوریکـه در تغییـر شکل قاب , زاویه اولیه بین تیر و ستون ثابت باقی می ماند. بعبارت دیگر , میزان قید در برابرحـرکت چرخشـی تیر نسبـت به ستون بیشتـر از 90 درصـد گیرداری کامل ( میزان تئـوری گیرداری ) تامیـن می باشـد. اعضا و اتصـالات این گروه قاب‌هـا در هر دو شیوه طراحی , یعنی روش تنش های مجاز و نیز مقاومت نهایی در مقابل بارهای قائـم و یا جانبی قابل محاسبه وطراحی می باشند .  

     گروه دوم : قاب های ساده (آزاد ) که در آنها فرض میشود اتصالات تیر وستون بدون گیرداری هستنـد. در مورد بار قائـم , اتصال انتهای تیرها و شاهتیرها فقـط برای برش تعبیه شده است و مـی- تواند تحـت اثـر بار قائم , آزادانـه دوران کنـد. در این نوع اتصـالات دوران آزادانـه تیـر نسبت به ستـون بـرای گیرداری کمـتر از20 درصد گیرداری کامـل , اتصـال سـاده فـرض مـی شود. استفـاده از قـاب های گروه دوم در سـاختمـانها در صـورتی مـجاز اسـت که طـراحی سازه به روش تنـش هـای مجـاز انجام گیرد و علاوه برآن سیستم مقاوم در مقـابل بـار جـانـبی برای ساختمان تعبیه شود و اتصالات تیر و ستون ظرفیت در دوران غیـر ارتجـاعـی داشته باشند تا تنش‌هـای تولید شـده در اجـزای اتصـالات مانـند جوش تحت اثـر حالـت های مختلف بارگذاری , در حد مجاز باقی بماند .    

   گروه سوم : قاب های نیمه صلب ( انتهای قطعات دارای گیـرداری نسبی ) کـه در آنـهـا فـرض می شود اتصال انتهای تیـرها و شاهتیـرها دارای ظرفـیت خمـشی به مقداری مشخص و قابل اطمینان , بین صلبیت گروه اول و انعطاف پذیری گروه دوم , می باشد , یعنی20 الی 90 درصد گیرداری کامل اتصال. استفاده از قابهای گروه سوم در حالی مجاز است کـه محاسبه بطور مستدل نشان دهدکه اتصـالات نیـمه صـلب مفـروض ( به تنهـایی و یـا در ترکیب با سیستم مقـاوم در برابر نیروهای جانبی ) قادر اسـت اثـرمشترک بارهـای قائـم و جانبی را در حد تنش های مـجاز تحمـل کند. درصد گیرداری اعضای اصـلی که به چنـیـن اتصالاتی وصل می شوند , نباید از این مقدار حداقل بیشتر باشند .    

     ساختـمان هـای نـوع (2) و (3) مـمـکن اسـت بعـضـی تغیـیـر شکل‌هـای غیـرارتجاعـی امـا خود محدودساز ( Self limiting ) در قسمتی از فولاد ساختمان را ایجاب نمایند .     

2-3) انواع اتصال تیر به ستون در ساختمانهای فولادی

     بر اساس آنچه بیان شد , سـه نـوع اتصـال در ساختمـان های فـولادی کاربـرد دارد , که هـریـک باید تامین کننده یکسری نیازها باشد . در این قسمت مهمترین جزئیات ایــن سه نوع اتصال تیر به ستون همراه با توضیحات مختصــری راجع به آنها آورده می شود . 

2-3-1) اتصال صلب تیر به ستون 

     یک اتصال صلب باید قـادر به انتقـال کامل لنگر باشد و هیچگونه چرخش نسبی بیـن اعضای وارد به اتصال بوجود نیـاید. از آنـجایی که اکثـر لنگر خمشی تیر به صورت یک زوج نیرو در بال های کششی و فشاری تیـر با بازوی تقریباً مســاوی در ارتفاع تیر حمل می گردد, نقـش اصلی یک اتصال صلب فراهم آوردن امـکانـاتی بـرای انتقـال ایـن نیروهـای محوری می‌باشد . همچنین از آنجایی که اکثر نیروی برشی توسط جان تیر حمل می گردد پیوسـتگی کامـل اتصال ایجـاب می کند که نیروی برشی مستقیماً از جان انتقال پیدا کند.   

متن کامل را پس از پرداخت وجه می توانید دانلود نمایید.لطفا مشخصات خواسته شده را جهت پیگیری پرداخت دقیق وارد نمایید.

نوع فایل ： word  فایل زیپ شده

تعداد صفحات 115 

حجم ：  13980   kb

مبلغ قابل پرداخت 80000  ریال

پس از پرداخت موفق وجه به صورت خودکار به صفحه دانلود هدایت می شوید و می توانید فایل را دانلود کنید در صورت هرگونه مشکل با پشتیبانی 09357668326 تماس بگیرید.

نام و نام خانوادگی :
ایمیل :
موبایل :