انتخاب صفحه

فهرست مطالب

فصل اول:مقدمه

1-1-مقدمه

روش های رایج درطرح وآنالیز ساختمان های معمولا براین پایه استواراست که یک اسکلت باربر مشتمل برقاب های فلزی و یابتنی،وظیفه حمل بارهای قائم وافقی رابرعهده داشته ودرصورت لزوم برای نیروهای افقی مثل باد یازلزله از مهاربند،دیوار برشی ویاسیستم های مشابه استفاده میگردد.دراین میان ازاثر دیوارهای که درون قالب های ساختمان قرار میگیرند،مخصوصا اگراین دیواره ها ازمصالح بنایی غیرمسلح باشند غالبا صرف نظر میشود.به عبارت دیگر اینکه دیوارها هیچگونه نقش سازه ای در محاسبات درنظر گرفته نمیشود،بااین وجود پژوهشگران بررسی های زیادی دراین زمینه انجام داده اند وبه این نتیجه رسیده اند که وجود میان قاب ها درداخل قاب های فلزی و یابتنی موجب تغییرات عمده ای درسختی،مقاومت ورفتار کلی ساختمان های ایجاد میکند که چشم پوشی ازاین اثرات واقعیت سازگار نیست.این نوع قابها،همراه با میان قاب رامیتوان قاب مرکب درنظر گرفت زیراکه قاب مرکب باجمع ساده شکل پذیری و… بدست نمی آید،بلکه ازاندرکش قوی وپیچیده قاب ومیانقاب بدست می آید.این اندرکش باعث افزایش چشمگیر سختی،مقاومت وظرفیت میرائی یا استهلاک انرژی ارتعاشی میشود.ازنظردیگر،چون میانقاب درسختی سازه اثر مستقیم داشته ونیروهای وارده برساختمان دراثر زلزله بستگی زیادی به پریود آن ساختمان دارد و پریود نیز باتوجه به سختی وجرم آن ساختمان بدست می آید،درنتیجه دور ازواقعیت یک ساختمان است که مهندس محاسب نیروهای غیرواقعی رابرای آنالیز آن فرض نماید.بنابراین ازاین نظر نیزاهمیت درنظرگرفتن نقش سازه ای میانقاب،بیشتر مشخص وتوجیه پذیر میشود.

چنین به نظر میرسد که دلایل مهمی که برای اغماض اثرسازه ای میانقاب ذکر مینماید قابل توجیه باشد.کاربری ساختمان های ممکن است درآینده تغییرنماید که درآن صورت موجب افزایش یاکاهش میانقاب شود.به علت شکل پذیری زیاد ساختمان ها به خصوص ساختمان های ف لزی وشکل پذیری کم دیواره ها بخصوص اگر مصالح بنایی غیرمسلح باشند میتواند دلیل دیگری برچشم پوشی از رفتار میانقاب ها باشد.تردبودن مصالح بنایی بکاررفته ویاضعف کیفیت مصالح ملات وآجر وعدم اتصال مناسب دیوار باستونهای جانبی وتیرهای بالایی وپایینی میانقاب دلایلی برای کم اهمیت شمردن میان قاب ها میشود.بااین وجود،ضرورت توجه به نقش میانقاب بسیارحائز اهمیت است.وجود میان قاب ها میتواند اثرات مخربی ازجمله ایجاد شکست برشی درستونها بدلیل کوتاه شدن طول ستونهای اطراف میان قاب ها دارای بازشو ونیز ایجاد،پیچش های شدید درقاب بدنبال داشته باشد.لذا درنظرگیری میانقاب های درطراحی حائز اهمیت بوده ودررفتار واقعی سازه و تسلیم اعضاء وتعداد مفاصل ضمیری تاثیرگذار میباشد.

میان قاب به عنوان عنصری که که وزنش به سازه تحمیل شده است بایستی برای بالا بردن مقاومت سازه،ازآن درجهت بهبود عملکرد سازه استفاده نمود.باتوجه به وزن زیاد میانقاب ها ازیکسو ونقش بسیار چشمگیری آنان درافزایش مقاومت جانبی سازه از سوی دیگر،کاملا منطقی است که درطراحی لرزه ای به کارگرفته شوند.ازسوی دیگر بایستی سختی میانقاب درسازه مورد توجه قرار گیرد تاازپیچش های ناخواسته جلوگیری شود.ازطرفی وجود میانقاب دریک یاچنددهانه وخالی ماندن بقیه دهانه ها سختی را چنان زیاد میکند که عمده نیروی زلزله جذب دهانه شده،بقیه دهانه ها بی اثر میشوند.درقالب های بتنی این نیروی تمرکز یافته موجب عکس العمل شدید میان قاب دربرابرقاب شده،ستون بتنی درمحل اتصال خرد میکنند درحالی که درصورت آگاهی طراحی از اثر میانقاب،حتما ستون باگذاشتن تنگهای اضافی درمحل اتصال تقویت میشود.

1-1-مقدمه                 1

1-2-تاریخچه            3

1-2-1-مروری برتاریخچه تحقیقات برروی میان قابها               3

1-2-2-مروری بر تحقیقات آزمایشگاهی برروی میان قاب ها               5

برش تجربی بدست آمده ازمقایسه برشی کاهش یافته میانقاب ها

برش تجربی بدست آمده ازمقایسه برشی کاهش یافته میانقاب ها

فصل دوم:نمونه ها و سیستم آزمایش

2-1-شکل نمونه ها وروند آزمایش

شکل2-1 یک قاب سازه ای بامیانقاب رانشان میدهد.عموما میانقاب طبقه اول ویادوم بیشتر تحت اثر نیروی جانبی زلزله قرار میگرد.تاجایی که ممکن است برش طبقه زیاد منجر به تخریب این اعضا شود.برای مدل کردن چنین مناطق بحرانی تحت تغییر مکان جانبی طبقات(شکل2-1-b) یک زیر سازه تقارن ازقاب درنظر گرفته میشود (شکل2-1-c).تحت بار جانبی این زیرسازه به شکل مضاعفی غیرمتقارن میگردد(شکل2-1-d) این شکل ایده آل رفتار،نقطه شروع تئوری مدل کردن فیزیکی پذیرفته شده دراین بحث است.برای نصف ارتفاع دوقاب بالا وپایین مورد بررسی که دارای میانقاب هستند نیز مهاربندهای قطری باسختی مشابه سختی میانقاب درنظر میگیریم.بنابراین تحت بارگذاری جانبی شرایط مرزی داخل قاب مدل همانند نمونه اصلی(پروتوتایپ) خواهد بود که مفاصل پلاستیک درانتهای تیر ویا نقطه اتصال مفصل وعضو فشاری قطری درمیان قاب شک میگیرند.

هرنمونه آزمایش شامل یک قاب فلزی بادهانه مرکزی دارای میان قاب آجری یا بدون آن می باشد(شکل2-2) اتصال تیرها به ستونها شکل نیمه صلب با نبشی اتصال بالا وپایین پیچ شده می باشد.مهاربندی مضاعف بین ستونها وبالا وتیرهای بالا وپایین قرار میگیرد تاسختی مشابه میانقاب راتامین کند که شامل دونبشی(3.5*3*5/16) می باشد.این نبشها به ورق اتصال پیچ میشوند وخود ورقها در قسمت بالا وپایین میانقاب آجری به ستون های پیچ میشوند.مهاربندی مضاعفی نیز برای اطمینان ازاینکه ستون های در قسمت بالا وپایین میانقاب درهنگام اعمال بار جانبی تسلیم نشوند لازم می باشد.اتصال نیمه صلب به گونه ای طراحی میشوند که ظرفیت آن درحدود50% اعضا متصل شده باشد.بنابراین تحت بارجانبی تسلیم قاب درنبشی ها اتفاق می افتد که ازآسیب رسیدن به اعضای اصلی قاب جلوگیری میکند.مهاربندهای قطری درقاب بالا وپایین به گونه ای طراحی میشوند که سختی نیمه طبقه مشابه سختی میانقاب مجاور باشد.تیغه رسی-آجری میانقاب درقاب مرکزی هرنمونه قرار میگیرد.ملات باتور سیمی نیز برای تعمیر یا تقویت هرنمونه استفاده شد.نمونه های بااعمال بارجانبی درتیر بالا به میزان50kip به قطعه ای که به قاب اتصال دارد تحت آزمایش قرا میگیرند.هرنمونه تحت بار پریود یک باتغیرمکان جانبی کنترل شده با یک موج سینوسی پریود یک بار فرکانس 0.01Hz وفرکانس ثبت1Hz تحت آزمایش قرار میگیرد.

2-1-شکل نمونه ها وروند آزمایش                   9

2-2-جزئیات نمونه ها               13

2-3-خصوصیات مصالح           17

2-4-نحوه تشکیل ساختار آزمایش           24

سازه پایدار کننده نمونه آزمایشگاهی

سازه پایدار کننده نمونه آزمایشگاهی

فصل سوم:رفتار قابهای فلزی

3-1-مقدمه

این بخش تنها نتایج قاب اول که دارای اتصا نبشی نیمه صلب ندیده است را ارائه میدهد.این نمونه درشکل 3-1 نشان داده شده است.بارگذاری پریود یک معکوس کامل به تیرهای w14257 بالا وپایین بافرکانس0/01Hz و نرخ ثبت اطلاعات 1Hz برای هریک از36 کانال اعمال میشود.دراین مطالعه درک رفتار قاب های فلزی نسبت به آزمایش میانقاب ها دراولویت قرار دارد.

3-1-مقدمه         28

3-2-پاسخ هیسترتیک نمونه قاب خالی(بدون میانقاب)           28

نتایج آزمایش فشار برای نمونه آجری

نتایج آزمایش فشار برای نمونه آجری

فصل چهارم:نتایج آزمایشگاهی نمونه های دارای میانقاب

4-1-مقدمه

این بخش نتایج قاب های دارای میان قاب آجری رابیان میکند.نمونه اول میانقاب آجری ابتدا آزمایش میشود وسپس باملات باتور سیمی ترمیم ودوباره آزمایش میگردد.بعداز این نمونه2تقویت وآزمایش میگردد.نمونه3 هم با میلگردهای قطری ابتدا آزمایش میشود،سپس باملات باتور سیمی مضاعف ترمیم گشته که شامل میلگردهای قطری است ودوباره آزمایش میگردد.یک جک هیدرولیکی کنترل شده55kip با 12 اینچ حرکت رفت وبرگشت جک هیدرولیکی برای نمونه 1 و 250kip آن برای نمونه2و3 استفاده میشود.یک سلول بارخاجر ویک مبدل تغییر مکان داخلی بطور اتوماتیک نیروهای وارده ازجم وحرکت رفت وبرگشتی راثبت میکنند.مفصل هایی درهرانتهای جک به آن اجازه می دهد تادرهنگام شروع ودرحین آزمایش فعال باشد.

جک توسط واحد کنترلMTS436 با یک ژنراتور که حرکت جانبی راکنترل میکنند کنترل میشود.تمام مبدل ها به یک آمپلی فایر وبه یک سیستم جمع آوری اطلاعات(OPTIM MEGADAC) وصل میشوند که دارای ظرفیت128 کانال است.اطلاعات خام سپس به یک میکروکامپیوتر(Compaq 886/20) برای تحلیل و تحویل بااستفاده از نرم افزار(OPTIM opus2000) داده میشود.آزمایش شامل اعمال دوسیکل کامل معکوس بین حدود جابجایی افقی بااستفاده ازیک موج سینوسی درونی برای کنترل تغییرمکا جانبی طبقات بافرکانس0/01Hz ونرخ ثبت اطلاعات 1Hz می باشد.بین هر زیرآزمایش دوسیکل،میانقاب بررسی میشود وترک ها درآجر وملات با گچ سفید مشخص میگردد تادرعکس ها براحتی قابل رویت باشد.

4-1-مقدمه           35

4-2-نتایج آزمایشگاهی برای نمونه1                   36

4-2-1-آزمایش میانقاب معمولی             36

4-2-2-نتایج آزمایشگاهی برای نمونه1 پس ازتعمیرتوسط ملات باتورسیمی             43

4-3-نتایج آزمایشگاهی نمونه2                   44

4-4-نتایج آزمایشگاهی برای نمونه3                       51

4-4-1-نتایج فاز1و2                 59

4-5-توضیح نتایج             77

نتایج تنش وکرنش ازتصالات نیمه صلب

نتایج تنش وکرنش ازتصالات نیمه صلب

فصل پنجم:ارزیابی نتایج آزمایش

5-1-معرفی

دراین بخش نتایج آزمایشگاهی ارزیابی میشود روابط نیرو-تغییرمکان جانبی برای عملکرد میانقاب محاسبه وبراساس این مولفه مقاومت،انرژی هیسترتیک مشاهده شده درخلال هرسیکل آزمایش مقایسه میشود.تنش های تماسی تولید شده درمیانقاب هم محاسبه میگردد.این تنش ها نشان میدهند که منطقه تنش غیرالاستیک پیچیده ای درمیان قاب وجود دارد ک درخلال آزمایش متغیر می باشد.باتوجه به این پیچیدگیی مدل تحلیلی خارج از حوصله این مطالعه آزمایشگاهی است،وبرای تحقیقات آینده واگذار میشود.بااین حال این بخش به مقایسه ای ازمقاومت های مشاهده شده با برآوردهای آئین نامه ای مهندسی ساده ای،ختم میشود.

5-1-معرفی               82

5-2-سهم میانقاب درمقاومت قاب             82

5-3-ظرفیت جذب انرژی               89

5-4-تنشهای تماسی                 91

5-5-برآورد مقاومت میانقاب               100

4

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فهرست اشکال

2-1-میان قاب آجری در a سازهb یک سازه زیربار جانبیc مدل آزمایشگاهیd شرایط مرزی مدل         11

2-2-محل نصب سنجشگرها             12

2-3-سازه پایدار کننده نمونه آزمایشگاهی             16

2-4-نتایج تنش وکرنش ازاتصالات نیمه صلب             20

2-5-نتایج آزمایش فشار برای نمونه آجری             21

2-6-نتایج تست برش برای نمونه آجری                 22

2-7-وضعیت میلگرهای تقویتی              25

2-8-نحوه مهار میلگردها             26

3-2-پاسخ تغییرمکان نسبی ازنمونه قاب خالی             30

3-3-پاسخ چرخش مفصل ازنمونه قاب خالی             31

3-4-نمودار لنگر خمشی زیر تیر(نمونه یک)               32

3-5-نمودار لنگر خمشی درطول ستون راستی نمونه یک             33

4-1-پاسخ تغییرمکان نسبی-نیروبرای قاب با میان قاب معمولی           36

4-2-پاسخ چرخشی ازقاب با میانقاب معمولی               39

4-3-نمودارلنگر درطول تیرپایینی درقاب بامیانقاب معمولی                           40

4-4-منحنی لنگر درطول ستون راست درقاب بامیانقاب معمولی                 41

4-5-تاریخچه کرنش ازگره بالا درنمونه1                 42

4-6-پاسخ بارجانبی-تغییرمکان جانبی برای میان قاب تعمیرشده           46

4-7-پاسخ چرخش مفصل ازمیانقاب تعمیر شده             47

4-8-توزیع لنگر درتیز زبری ازمیانقاب تعمیرشده                 48

4-9-توزیع لنگر درستون راستی درمیانقاب تعمیرشده(نمونه1)                   49

4-10-پاسخ تغییرمکان-بارجانبی درمیانقاب مقاوم شده(نمونه2)                   52

4-11-پاسخ چرخش گره درنمونه2                     53

4-12-توزیع لنگر تیربرای بارهای منفی(نمونه2)                   54

4-13-توزیع لنگر تیربرای بارهای مثبت(نمونه2)                   55

4-14-توزیع لنگر درطول ستون راست برای نمونه 2                     56

4-15-نمودار کرنش درگوشه های میان قاب نمونه 2                     57

4-16-کرنش عمودی درگوشه های میان قاب درنمونه2               58

4-17-پاسخ تغییرمکان جانبی-نیروی جانبی ازنمونه3                 60

4-18-پاسخ چرخش گره درنمونه3                 63

4-19-توزیع لنگر خمشی برای بارهای منفی ازنمونه3(فاز1و2)                 64

4-20-توزیع لنگر خمشی برای بارهای مثبت درنمونه3(فاز1و2)                   65

4-21-توزیع لنگر خمشی برای بارهای منفی ازنمونه3(فاز3)                     66

4-22-توزیع لنگر خمشی برای بارهای مثبت ازنمونه3(فاز3)                 67

4-23-تاریخچه کرنش ازستون چپ ازنمونه3(فاز1و2)             68

4-24-تاریخچه کرنش ازستون راست برای نمونه3(فاز1و2)                 69

4-25-تاریخچه کرنش ازستون راست ازنمونه3(فاز3)               70

4-26-تاریخچه کرنش ازستون چپ ازنمونه3(فاز3)                 71

4-27-تاریخچه کرنش ازمیلگردهای نمونه3(فاز1و2)               72

4-28-تاریخچه کرنش میلگردها درنمونه3(فاز1و2)               73

4-29- تاریخچه کرنش میلگردها نمونه3(فاز3)                   74

4-30-تاریخچه کرنش میلگردها نمونه3(فاز3)                 75

4-31-نمونه آزمایش شده                 78

4-32-نمونه آزمایش شده                       78

4-33-نمونه آزمایش شده                       79

4-34-نمونه آزمایش شده                           79

4-35-نمونه آزمایش شده                         80

4-36-نمونه آزمایش شده                 80

5-1-پاسخ میان قاب کامل وخالص برای نمونه یک                   84

5-2-پاسخ خالص وکامل میان قاب برای نمونه تعمیرشده1               85

5-4- پاسخ میانقاب کامل وخالص برای فاز1 نمونه3                     86

5-5-پاسخ خالص وکامل برای فاز2 ازنمونه3                       87

5-6-پاسخ کامل وخالص برای فاز نمونه3                   88

5-7-نمودار انرژی جذب شده هیسترتیک                   90

5-8-توزیع لنگر وتنش ها برای نمونه1                             92

5-9-توزیع لنگر وتنش ها برای نمونه تعمیرشده1                         93

5-10-توزیع لنگر وتنش ها برای نمونه مقاوم شده2                     94

5-11-توزیع لنگر وتنشها برای نمونه3(فاز3)                   95

5-12-توزیع لنگر وتنش ها برای نمونه3(فاز2)                         96

5-13-توزیع لنگر ها وتنش ها برای نمونه3(فاز3)                 97

5-14-توزیع لنگرها وتنش ها برای نمونه3(فاز3)                   22

5-15-توزیع نیروها وتنش ها درمکانیزم ها         104

5-16-برش تجربی بدست آمده از مقایسه مقاومت برشی کاهش یافته میان قابها             105

فهرست جداول

2-1-ویژگی مصالح               98

5-1-مقاومت شکست میان قابها             99

5-2-نمونه از ویژگی های مقاومت مصالح             108


 


  مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت45000تومان