انتخاب صفحه

مقدمه

یک مشخصه مهم مهندسی درقرن بیستم سازه های بلند وباریک می باشند.که درآنها اثرات ثانویه و غیرخطی حاکم میباشد.به همین دلیل توجه زیادی به مطالعه این اثرات شده است ونظریه کلاسیک ستون ها برای مورد بحث قرار دادن سازه ها توسعه داده شده است.بویژه،اثرات ترکیبی پایداری و پلاستیسیته(حالت خمیری ماده)درحوزه سازه های مهندسی مهم تر هستند،نظر به اهمیت آنها،اثرات پلاستیسیته وپایداری درقابها،موضوع درسی مقاطع ودرجات مختلف تحصیلی است.دربعضی دانشگاه ها ،مقطع فوق لیسانس دررشته سازه های غیرخطی تاسیس شده ودانشنامه تحصیلی دراین رشته اعطاء می شود.بعلاوه،تعداد زیادی ازمحققین،ازمفاهیم خطی سازه ها روی گردان شده اند وبه بررسی خواص غیرخطی سازه ها روی آورده اند.برای این گروه یک کتاب جامع وکامل که مفاهیم گوناگون خواص غیرخطی سازه ها راپوشش دهد باارزش به نظر می رسد.اثرغیرخطی درسازه های بزرگتر بیشتر آشکار میشود واین روش هم اکنون درحا پیشرفت بوده ودرروش های ماتریسی تحلیل سازه،ضروری میباشد.درفصل اول یک آشنائی مختصر وکلی از رفتار سازه ها براساس روش های ارتجاعی خطی وپلاستیک ساده(خمیری ساده)درتحلیل سازه آمده است.فصل دوم به روش های خطی ماتریسی هم روش نیرو وهم تغییرمکان اختصاص دارد،وماتریس هایی برای استفاده درفصول بعدی دراین فصل تشریح شده وبه دست می آیند.دراین فصل اطلاعات کافی برای اینکه خواننده قادر به فهم روش های ماتریسی برای تحلیل سازه شودوجود دارد،اما بایستی جبر ماتریسی پایه رابداند.درفصل سوم پایداری یک عضو منفرد باشرایط انتهائی مختلف مورد بررسی قرار میگرد.دراین فصل همچنین توابع پایداری مورد استفاده درروش های ماتریس تغییرماکن وماتریس نیرو استخراج میشوند.فصل چهارم پایداری ارتجاعی قاب های کامل راپوشش میدهد.تمرین های درپایان هرفصل داده میشوند وهرجا ممکن باشد تاییدیه های آزمایشگاهی ازکارهای تئوری ونظری نیز ارائه خواهدشد.چندبرنامه کامپیوتری مطرح شده ومرود بحث قرار میگیرند،هر برنامه باتوضیح روش ونمودار گردشی آن ارائه میشود.

4

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

فهرست مطالب

چکیده 1

مقدمه               2

فصل اول:مقدمه

1-5-رفتار واقعی سازه ها

تاکنون دوعلت غیرخطی بودن درسازه های به اثر بارهای محوری دراعضا وخاصیت پلاستیسیته مصالح نسبت داده شد.درسازه های واقعی فاکتورها متعدد دیگری که نقش مهمی دربیشتر کردن خاصیت غیرخطی بودن سازه ها دارند،وجود دارند.تعدادی ازآنها که به راحتی قابل تصور هستند.اثر ضریب شکل غیرواحد،اثرسخت شدگی کرنش که قبلا راجع به آن صحبت کردیم،اثر رفتار غیرخطی ناهمواری پی ها،تاثیر رفتار غیرخطی پوشش ها(نازک کاریها)،پرکننده ها و ورق ها درقاب وغیره می باشد.در ساختمان های بتن مسلح این عوامل بیشتر موثرند،بخصوص درساختار ساختمان های بلند وروابط تنش-کرنش یالنگر-انحناء این ماده به شدت غیرخطی وناپیوسته است.یک دلیل مهم غیرخطی بودن ساختمان های بتن مسلح ناشی ازترک خوردن بتن میباشد.تعیین لنگر پلاستیک کامل مقطع بتن مسلح کار آسانی نیست زیرا درمراحل اولیه یک بارگذاری ،قبل ازتشکیل مفصل پلاستیک ،بتن شروع به ترک خوردن میکند که نتیه آن کاهش لنگر مقاوم خمشی مقطع میباشد.

برای درک کامل همه جانبه های غیرخطی بودن به مطالبی بیشتر ازاین کتاب نیاز می باشد،بنابراین فقط جنبه های اصلبی غیرخطی بودن پوشش داده خواهد شد.جاهائی که مسئله غیرخطی بودن خیلی پیچیده ومبهم میشود به هردومورد،یعنی جنبه های تحلیل ونیز طراحی سازه توجه خواهیم کرد.واضح است که به علت طبیعت پیچیده مسئله،استفاده ازکامپیوترها وتکینک های مدرن مانند روش های ماتریسی اجتناب ناپذیر ند.بنابراین درفصل بعد روش های ماتریسی تحلیل سازه ها معرفی خواهدشد ودرتمام فصل های بعدی بکار خواهندرفت.شاید تئوری پلاستیک سازه ها ساده ترین تئوری باشد که درحال حاضر توسط دانشجویان مطالعه شده وتوسط مهندسین بطور محدود بکاربسته میشود.بعضی ازجنله های تئوری پلاستیک درسراسر این کتاب هم وقتی درمورد تحلیل الاستیک-پلاستیک صحبت میکنیم وهم هنگامی که ازطراحی سازه ها حرف میزنیم استفاده شده است.بقیه این فصل دررابطه بااین تئوری بحث خواهدشد.

1-1-رفتار ایده آل شده سازه ها       2

1-2-تغییرات تغییر شکل های تعمیم یافته سازه های باپارامتربار       3

1-3-نمودار بار-تغیرمکان یک قاب پرتال     5

1-4-اثر بار محوری بررفتار ایده آل شده سازه ها         11

1-5-رفتار واقعی سازه ها       16

1-6-تئوری صلب-پلاستیک       16

1-7-لنگر مفصل پلاستیک کامل           17

1-8-ضریب شکل   19

1-9-ضریب بار       2

1-10-بارگذار متناسب     21

1-11-استفاده ازمعادله کار مجازی         22

1-12-فروریختگی تیرهای سراسری         26

1-13-انتخاب مکانیزم ها     29

1-14-طراحی بوسیله تئوری صلب-پلاستیک   33

1-15-تاثیر بارمحوری رویMpا     36

تمرینات فصل اول       39

تیرتحت بارگذاری متناسب

تیرتحت بارگذاری متناسب

فصل دوم:روش های ماتریسی تحلیل سازه ها

2-1-مقدمه

روش های ماتریسی همواره نسبتا طولانی وپرزحمت به نظر میرسند،بویژه وقتی که بامسائل سازه ای ساده مواجه هستیم.ولی درحقیقت این روش های آسان بوده وبصورت یک ابزار قوی دربرخورد باسازه های بزرگ وپیچیه می باشند.اگر چه برای تحلیل سازه هرتکنیکی رامثل روش توزیع لنگر میتوان بااستفاده ازجبر ماتریسی بکاربرد،اما اساسا درزمینه تحلیل سازه ها دوروش مهم ماتریسی به خوبی پایه گذاری شده است.

روش اول که از روش دوم بیشتر کاربرد دارد روش ماتریسی تغییرمکان(روش ماتریسی سختی) می باشد که نیروهای داخلی اعضاء رابراساس عباراتی ازتغییر مکان های گرهی بیان میکند وسپس اقدام به حل یک سلسله معادلات تعادل گرهی به منظور تعیین مکان های مجهول مینماید.این روش شایع و عمومی است زیرا مفهوم اعضاء اعضا(نامعین) ومقادیر رادرسازه معین ونامعین استاتیکی بارشرائط و خصوصیات یکسان،پیچیده ترنمیکند(یعنی دردوحالت مذکور حل مسئله فرقی نمیکند).روش دوم روش ماتریسی نیرواست.این روش شرائط تعادل بین نیروهای خارجی وارده ونیروهای داخلی بوجود آمده رابرقرار ومعادلات سازگار را برای مجهولات اضافی حل میکند.به تازگی وبخصوص بعدازتوسعه ابزارآلات اتوماتیک وخودکار،برای بنا نمودن معادلات تعادل روش ماتریسی نیرو بیشتر مورد توجه قرارگرفته است.این روش حل مسئله باتعداد معادلات کمتر راپیچده ترمیکند،یک مجهول اضافی،ومیتواند بعنوان یک وسیله قدرتمند درطراحی سازه هائی که تغییرمکاناه(خیز یاافت )قسمتی ازمعیارطراحی هستند،مورداستفاده قرارگیرد.

2-1- مقدمه          42

2-2- روش ماتریس تغییرمکان   42

2-2-1- سوار نمودن ماتریس های سختی اعضاء     42

2-2-2-تبدیل تغییرمکان ها   47

2-2-3-ماتریس سختی کلی یک سازه     53

2-2-4-استفاده ازدرجات آزادی درنمایش سازه     57

2-2-5-مثال های حل شده     59

2-3-روش ماتریس نیرو   65

2-3-1-ماتریس نرمی     65

2-3-2-ماتریس نرمی کلی یک سازه   68

2-3-3-روش ماتریس نیروبرای سازه های معین استاتیکی   69

2-3-4-روش ماتریس نیرو برای سازه های نامعین استاتیکی     71

2-3-5-مثال های حل شده   73

2-3-6-تشکیل خودکار ماتریس تبدیل بار   81

تمرینات فصل دوم       86

قاب باسقف شیب دار

قاب باسقف شیب دار

فصل سوم:توابع پایداری

3-1-اثربارمحوری روی سختی یک عضو

درفصول گذشته،هنگام که تحلیل خطی سازه ها مورد بررسی قرار گرفت.فرض شد که هم سختی وهم نرمی اعضاء در آن سازه ها ثابت میماند.این فرض تاجائی معتبر می ماند که بارمحوری دراعضاء نباشد یااینکه درمراحل تحلیل یک سازه ثابت بماند.اگر نیروهای محوری دراعضاء یک سازه تغییرکند،سختی های مستقل آنها عوض میشود همچنین اندازه سختی کل سازه تغییر می یابد.درفصل یک نشان داده شد که تاثیر نیروهای محوری درعضو یک عامل مهم ر فتار غیرخطی سازه هاست.بنابراین لازم است خصوصیات متعدد اعضاء یک سازه باتغییرات سختی(یا با سختی متغیر) درمدت حضور نیروهای محوری مطالعه ردد.دراین فصل این کار بااشاره به یک عضو منفرد انجام میشود.

3-1-اثربار محوری روی سختی یک عضو   92

3-1-1-دوران یک عضو       92

3-1-2-حرکت جانبی یک عضو   94

3-1-3-حالتی ازانتقال جانبی عمومی     95

3-1-4-انتقال عمومی جانبی یک عضو مفصلی   95

3-2-توابع پایداری مورداستفاده درروش ماتریسی جابجایی     96

3-3-توابع پایداری مورداستفاده درروش ماتریس نیرو     101

3-4-روابط بین توابع پایداری   102

3-5-تغییر شکل عمومی یک عضو بامفصل های پلاستیک       107

3-6-اثر بارگذاری جانبی و ورق های اتصال ماهیچه(ورق های پیوستگی)       109

3-7-یک روش معمولی کامپیوتری برای ارزیابی توابع پایداری   111

تمرینات فصل سوم     113

لنگرهای خمشی الاستیک خطی

لنگرهای خمشی الاستیک خطی

فصل چهارم:قاب های الاستیک غیرخطی

4-1-محاسبه ماتریس سختی غیرخطی

درفصل پیش معادلات نرمی وسختی اعضاء ویژه وخاص بااستفاده ازتوابع پایداری گوناگون بدست آمد.این معادلات دراین فصل برا توسعه وتکمیل روش هائی برای تحلیل الاستیک غیرخطی سازه ها مورد استفاده قرار میگیرند.عدم توجه به رفتار اعضاء ویژه که یک سازه راتشکیل میدهند بسیار مهم است،سازه هنگامی که گره ها واعضاء قوی تر بااعضاء ضعیف ترکار میکنند مانند یک واحد کامل وبصورت یک مجموعه واحد عمل میکند.بنابراین رفتار کلی سازه ها باعمل کرد متقابل بین تمام اجزاء آن تعیین میشود.دراین فصل ماتریس سختی یک عضو کلی تشکیل وتوضیح وبسط داده میشود آنگاه ازآن درروش ماتریس تغییرمکان برای تحلیل غیرخطی سازه استفاده میگردد.برای بحث درموارد مختلف دراستفاده از توابع پایداری،ماتریس سختی یک عضو بااستفاده ازدو مجموعه مختلف ازاین توابع بدست خواهد آمد.

4-1-محاسبه ماتریس سختی غیرخطی 116

4-1-1-استفاده ازتوابعS و Cا     116

4-1-2-استفاده ازتوابعا       117

4-2-روش ماتریس جابجایی درتحلیل غیرخطی ساز ها   119

4-3-مثال های حل شده     120

4-4-قاب های مثلثی 129

4-5-تنش های اولیه   135

4-6-یک برنامه کامپیوتری برای تحلیل غیرخطی قاب های مستوی(صفحه ای)   138

تمرینات فصل چهارم 143

مکانیزمهای صلب-پلاستیک

مکانیزمهای صلب-پلاستیک

فصل پنجم:نتیجه گیری وپیشنهادات

5-1-نتیجه گیری

از آنجائیکه سازه ها هنگام خرابی به صورت غیرخطی عمل میکنند،تحلیل غیرخطی سازه ها میتواند رفتار واقعی سازه رادرحالت نهائی وبه هنگام خرابی بهترارزیابی نماید.این روش همچنین مکانیزم شکست رابه خوبی به تصویر کشیده وتشکیل مفاصل پلاستیک راازشروع اولین مفصل تامرحله فروریختگی نمایان میسازد.نقاط ضعف سازه را مشخص کرده وطراح رابرای شناسائی وتقویت واصلاح آنها راهنمائی میکند.ازاین روش ها برای تشخیص نقاط ضعف سازه هائی که درگذشته باروش های خطی طراحی وتحلیل شده اند نیزمیتوان استفاده کرد.این کار درصورتیکه نقشه هائی که سازه باآنها اجرا شده دراختیار باشند امکان پذیر می باشد.باید توجه داشت هرچند روش های تحلیل وطراحی غیرخطی سازه هاروز به روز توسعه یافته وبیشتر مورداستفاده قرار میگیرند ولی کماکان روش های خطی که باآنها ارزیابی رفتارسازه،شامل مقاومت وتغییرشکل سازه دربارهای سرویس مقدوراست ارزش خودراحفظ می نمایند.

5-1-نتیجه گیری   147

5-2-پیشنهادات   147

پیوست ها     148

منابع وماخذ   156

چکیده انگلیسی   157

فهرست جدول ها

2-1-نمودار تنش-کرنش برای فولاد نرمه   52

2-2-طرح نمایشی بااعداد صحیح 0و1ا   57

4-1-خلاصه نتایج   123

4-2-نیروها وافزایش طول اعضا قاب شکل4-9ا     133

4-3-اطلاعات قاب شکل4-12ا     142

فهرست شکل ها

1-1-نمودار تنش-کرنش برای فولاد نرمه   2

1-2-نمودار تنش-کرنش ایده ال شده   3

1-3-نمودار بار-تغییر شکل خطی شده سازه ها     4

1-4-قاب پرتال باپایه های گیردار   6

1-5-نمودار بار تغییر مکان قاب پرتال   7

1-6-لنگرهای خمشی الاستیک خطی     8

1-7-مکانیزم های صلب-پلاستیک     9

1-8-تغییر شکل کلی یک عضو 12

1-9-تغییرشکل های بارغیر خطی سازه ها   14

1-10-ترتیب تشکیل مفصل دریک قاب دوطبقه بااتصالات   15

1-11-مقطع عرضی عضو سازه ای تحت لنگرهای اضافه شونده   18

1-12-نیروهای وارده برمقاطع کاملا پلاستیک شده 19

1-13-تیرتحت بارمتمرکز   20

1-14-تیرتحت بارگذاری متناسب   22

1-15-نمودار لنگر خمشی ارتجاعی برای یک تیر دوسرگیردار 23

1-16-تیردوسرگیردار بابارگسترده یکنواخت     24

1-17-تیر یکسر گیردار یکسر ساده   25

1-18-فروریختگی یک تیر پیوسته 28

1-19-مکانیزم های مختلف دریک قاب پرتال   30

1-20-قاب باسقف شیب دار   32

1-21-نمودار لنگر خمشی برای تیر پیوسته     35

1-22-اثر بارهای محوری 37

1-23-شکل مسئله1         39

1-24- شکل مسئله2               39

1-25- شکل مسئله6             40

1-26- شکل مسئله7                 40

1-27- شکل مسئله8           40

2-1-اثرنیرو روی یک سازه بااتصالات مفصلی   43

2-2-تغییر شکل یک عضو قاب مستوری گیردار 44

2-3-یک عضو یک قاب فضائی 46

2-4-تغییرمکان های عضو مفصلی   48

2-5-تغییرمان های یک عضو دریک قاب صفحه ای بااتصالات صلب     50

2-6-قاب صفحه ای مفصلی(خرپای مسطح)     52

2-7-تغییرشکل ها دریک قاب باسقف شیب دار   58

2-8-نمودار نیروی برشی وممان خمشی برای یک تیر پیوسته  59

2-9-قاب پرتال مستطیلی   62

2-10-دوران خالص یک عضو   66

2-11-تغییرشکل یک قاب معین استاتیکی بااتصالات صلب   69

2-12-نیروها دریک سازه مفصلی نامعین استاتیکی   74

2-13-نیروها دریک تیر سراسری     77

2-14-نیروها دریک قاب پرتال   80

2-15-شکل مسئله2     86

2-16- شکل مسئله3       86

2-17- شکل مسئله4         87

2-18- شکل مسئله5       88

2-19- شکل مسئله6         88

2-20- شکل مسئله7       89

2-21- شکل مسئله8         89

2-22- شکل مسئله9             90

2-23- شکل مسئله12     90

3-1-تغییر شکل یک عضو     93

3-2-توابعsوCا     99

3-3-توابع لیوسلی 100

3-4-توابع پایداری برای روش ماتریس نیرو   102

3-5-حالتی ازحرکت جانبی غیربرشی 103

3-6-نیروهائی که بریک ستون اعمال میشوند   105

3-7-یک عضو بامفاصل پلاستیک   108

3-8-بارگذاری جانبی یک عضو     109

3-9-نیروهای معادل روی یک قاب 110

3-10-یک عضو باورق های پیوستگی   111

3-11-الگوریتم روش محاسبه توابع پایداری 113

3-12-شکل مسئله3       114

3-13-شکل مسئله 4           114

4-1-نیروها وتغییرشکل های یک عضو عمومی   116

4-2-نیروهای وارد بریک ستون کنسول   120

4-3-نمودارeb-d2 دربرابرPا   124

4-4-قاب باسقف شیبدار 125

4-5-بارها وتغییر مکان های محوری قاب شیب دارشکل4-4ا     128

4-6-بارگذاری وابعاد قاب60 طبقه و5دهانه       128

4-7-تغییرمکان درترازهای مختف طبقات برای یک قاب60طبقه 129

4-8-قاب مثلثی   130

4-9-یک قاب مثلثی بااتصالات صلب 133

4-10-سازه باتنش های اولیه       136

4-11-طرح ماتریس سختی کلی سازه که سهم یک عضو که به گره(1) و (3) متصل شده است ویک مفصل درانتهای(1) دارد رانشان میدهد   139

4-12-طرحی ازیک قاب با بارگذاری روی گره های آن       140

4-13-الگوریتم تحلیل غیرخطی قاب ها    141

4-14-شکل مسئله 1           143

4-15-شکل مسئله 2         143

4-16-شکل مسئله3         144

4-17- شکل مسئله 4     144

4-18- شکل مسئله5       145


 


 مقطع کارشناسی ارشد

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


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

[purchase_link id=”26907″ text=”اضافه‌کردن به سبدخرید” style=”button” color=”red”]

قیمت45000تومان

[purchase_link id=”26908″ text=”اضافه‌کردن به سبدخرید” style=”button” color=”red”]