انتخاب صفحه

مقدمه

دیوارهای برشی کامپوزیتی که دراین گزارش به آنان بحث میشود،شامل دیوار برشی فولادی به همراه دیوارهای بتنی مسلح میباشند که به یک هردوطرف صفحه فولادی بااستفاده ازرابط های مکانیکی(برشگیر)،متصل می شوند.دردستور العمل ها وقوانین لرزه ایAISC(1997,AICS) این سیستم ها به عنوان: (Composite Steel Plate Wall) ویا (C-SPW) مشخص شده اند.دربخش های مابقی این گزارش،هرکجا که نامی ازدیوارهای برشی کامپوزیت برده میشود،اشاره به این سیستم دارد.نمونه هایی ازاشکال دیوار برشی کامپوزیت در شکل(1-1) نشان داده شده است.دیوارهای برشی کامپوزیت درسال های اخیر مورد استفاده قرار گرفته است اما مانند سایر سیستم های مقاوم دربرابر نیروی جانبی هنوز مرده استفاده قرار نگرفته اند.این گزارش تلاش میکند تااطلاعاتی درخصوص ویژگی های اصلی دیوارهای برشی کامپوزیت را ارائه دهد که ازجمله درخصوص نمونه ای ازکاربردهای آن درگذشته،رفتار آن در زمان وقوع زمین لرزه،مقررات ودستورالعمل های مربوط به آن وتوصیه ها در طرح این دیوارها وتعدادی ازاشکال پیشنهادی برای این دیوارها می باشد.این گزارش برای مهندسان سازه،مهندسان معمار ودیگری افرادی که مشغول کار دررشته مهندسی عمران می باشند،مفید ومورد استفاده میباشد.

4

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

فهرست مطالب

فصل اول:مقدمه        

برشگیرها

برشگیرها برای اتصال اجزاء فولادی دیوار کامپوزیت به بتن به کار میروند.برای بتن هایی که درمحل ساخته میشوند،برشگیرهای جوش خورده معمولا به کار میرود.البته برشگیرهای دیگر همچون مقاطع ناودانی ها را میتوان مورداستفاده قرار داد گرچه مثل برشگیر جوش خورده،مقرون به صرفه نمی باشد.دردیوارهای بتنی پیش ساخته،bolts بولت ها رامیتوان برای اتصال دیوارهایR/C به دیوارهای فولادی به کاربرد.

ستون های اطراف

علاوه بر بارهای ثقلی،ستون های اطراف دیوار برشی کامپوزیت درمقابل لنگرهای واژگونی ساختما که موجب کمانش میشوند،مقاومت میکنند.ستون ها،همچنین درزمان کشش صفحه فولادی،مثل نقطه مهاری عمل میکند و وزن اجزاء ساختمان ودیوار بتنی را تحمل میکند.در ساختارهایی باستون های نسبتا بزرگ وبلند،این ستون ها میتوانند مقدار قابل توجهی ازبرش طبقه را انتقال دهند.

مزایای دیوار برشی کامپوزیت       2

اجزاء اصلی دیوار برشی کامپوزیت         3

دیوار برشی فولادی         4

دیوار برشی بتنی مسلح         5

برشگیرها(رابط های برشی)               5

ستون های اطراف (مرزی)           6

تیرهای اطراف(مرزی)         6

اتصالات دیوار برشی به اعضای مرزی       6

اتصالات تیربه ستون     6

سیستم های سازه ای بااستفاده ازدیوار برشی کامپوزیت     6

نمونه از کاربرد دیوارهای برشی کامپوزیت         8

اجزای اصلی دیوارهای برشی کامپوزیت

اجزای اصلی دیوارهای برشی کامپوزیت

فصل دوم:رفتار لرزه ای دیوارهای برشی کامپوزیت درآزمایشگاه

الف-رفتار سیستم درمقابل لرز ش های حاصل درفرکانس پائین یادرحد متوسط

درطول این حادثه،به دلیل وجود فاصله میان دیواربتنی وستون ها وتیرهای اطراف،دیواربتنی با فریم درگیر نمیشود.درنتیجه،دیوار برشی فولادی،عنصر اصلی است که برش راانتقال دهد وموجب استحکام برشی میشود تاDrift طبقه تحت کنترل درآید.درزلزله های کوچک و متوسط،سختی ومقاومت صفحه فولادی به تنهایی بیشتر ازحد کافی ،موجب مقاومت درمقابل نیروهای برشی میشود و وقوع هرگونهDrift درطبقات ساختمان راتاسطح معقولی پائین می آورد.دراین مورد،به این خاطر که دیوار بتنی باعناصر اطراف برخورد نمیکند،موجب حمل برش نمیشود وانتظار میرود که سالم وبدون صدمه باقی بماند.درعمل دیوار برشی فولادی درنوع ابداع شده وجدید،نقش اصلی دیوار بتنی،فراهم کردن مهارتبندی برای صفحه فولادی وجلوگیری از کمانش کردن صفحه فولادی پیش ازتسلیم شدگی آن است.

در حوزه فرکانس پائین ویا متوسط           12

در حوزه فرکانس بالا (زلزله های نسبتا بزرگ)       13

مقاومت برشی باکمک میدان فشاری قطری دربتن

مقاومت برشی باکمک میدان فشاری قطری دربتن

فصل سوم:آزمایشات دوره ای دیوارهای برشی کامپوزیت

نصب سیستم برای آزمایش

نصب سیستم برای آزمایش که درپروژه استفاده شده،درشکل5-2 نشان داده شده است.اجزاء اصلی آزمایش،فعال کننده1500kip(750تن)،(acuator) ،تیر باربر دربالا وپائین که دربلوک های واکنش،محافظت میشوند.

تیرواقع دروسط نمونه،توسط دوتیر که به موازات هم درهرطرف قرارگرفته اند مهاربندی شده است.مهاربندی ها اضافه میشوند تااثرات مهابرندی کف رادرساختمان های واقعی شود شبیه سازی کنند.

نصب سیستم برای آزمایش         16

ساخت تجهیزات وجمع آوری اطلاعات     17

روند آزمایش توتوالی عمل بارگذاری           17

رفتار نمونه اول(نمونه ابداعی) درآزمایش         18

عمل نمونه دوم(نمونه معمول)در آزمایش             20

نتایج ومقایسه میان دونمونه           22

نمودارهای هیسترزیس نمونه ها

نمودارهای هیسترزیس نمونه ها

فصل چهارم:مقررات آیین نامه های مربوطه

انواع سیستم های دیوار برشی کامپوزیت

سه نوع ازدیوارهای برشی کامپوزیت درقوانین لرزه ای AISC مورد بحث وبررسی قرار میگیرد.تمام سه سیستم شامل فریم فولادی می باشد.دومورد ازسه سیستم دیوار برشی بتنی تقویت شده معمولی ومتوسط دارد ونوع سوم،دیوار برشی کامپوزیت دارد.تمرکز اصلی این گزارش روی بحث در مورد نوع سوم می باشد که بیشتر درشکل1-3 نشان داده شد.

اعمال بارهای زلزله روی دیوارهای برشی کامپوزیت باتوجه به استاندارد آمریکا       26

میزان در دیواره های برشی کامپوزیت           26

میزان در دیواره های برشی کامپوزیت       27

مقدار Cdدر دیواره های برشی کامپوزیت                     28

مقررات واستانداردهای مربوطه به طراحی برای دیوار برشی کامپوزیت         28

نصب سیستم موردآزمایش ونمونه درآن

نصب سیستم موردآزمایش ونمونه درآن

فصل پنجم:طراحی لرزه ای درسیستم دیوار برشسی فولادی کامپوزیت    

انواع سیستم های دیوار برشی کامپوزیت    

سه نوع ازدیوارهای برشی کامپوزیت درقوانین لرزه ای AISC موردبحث وبررسی قرار میگیرد.تمام سه سیستم شامل فریم فولادی می باشد.دومورد ازسه سیستم دیوار برشی بتنی تقویت شده معمولی ومتوسط دارد ونوع سوم،دیواربرشی کامپوزیت دارد.تمرکز اصلی این گزارش روی بحث در مورد نوع سوم می باشد که بیشتر درشکل1-3 نشان داده شد.

انواع سیستم های دیوار برشی کامپوزیت     29

طراحی براساس عملکرد دیوار برشی کامپوزیت       29

روند طراحی لرزه ای درسیتم دیوار برشی فولادی کامپوزیت         30

مدهای گسیختگی دردیوارهای برشی کامپوزیت       31

مدهای گسیختگی در تیرها وستون های مرزی     31

شکل سلسله مراتبی انواع مدهای گسیختگی     32

طراحی اجزای دیوار برشی کامپوزیت     33

مقاومت دربرابر لنگر واژگونی   36

نمونه هایی ازدیوارهای برشی کامپوزیت که دراین گزارش مورد بحث قرار گرفت

نمونه هایی ازدیوارهای برشی کامپوزیت که دراین گزارش مورد بحث قرار گرفت

فصل ششم:طراحی اتصالات صفحه فولادی به تیرها وستون های مرزی

دو نمونه از جزئیات معمول درخصوص اتصالات صفحه فولادی به تیرها وستون های مرزی بااستفاده ازبولت وجوش،درشکل3-4 نشان داده شده است.اتصالات جوش خورده(welded) ،باید طوری طراحی شوند که صفحه های اتصال وجوش های مربوطه،قدرت تسلیم شدگی برشی مورد نظر دیوار راکه دربخش پیشین به عنوانCpr Ry Vn داده دشه است راتوسعه دهند.درصورتیکه اتصالات (field-bolted) مورداستفاده قرارگیرد،بولت ها(bolts) ،باید برای لغزش بحرانی طراحی شوند تا بارهای لرزه ای راانتقال دهند وهمین طور اطمینان حاصل شود که مقاومت لازم برای تحمل تسلیم شدگی برشی صفحه فولادی رادرتکیه گاه دارا می باشند.

طراحی برشگیرها           37

طراحی تیرها وستون های بالا وپایین   38

مدل کردن دیوارهای برشی کامپوزیت جهت تحلیل         39

سیستم های دیوارهای برشی کامپوزیت پیشنهادی 39

نتیجه گیری           41

منابع وماخذ         44

فهرست شکل ها

1-1-نمونه هایی ازدیوارهای برشی کامپوزیت         1

2-1-اجزاء اصلی دیوار برشی کامپوزیت       3

3-1-مقاومت صفحه فولادی دربرابر برش خالص ومیدان کشش قطری       6

4-1-مقاومت صفحه فولادی بوسیله میدان فشاری قطری دربتن       5

5-1-ساختار سازه فولادی متداول با دیواربرشی کامپوزیت         8

6-1-طرح ونقشه پلان بیمارستان18 طبقه سان فرانسیسکو       9

7-1-نمای بیمارستان18 طبقه سان فرانسیسکو ونمای دیوار برشی آن     9

8-1-برش عرضی ومقطع دیوارهای کامپوزیت         10

1-2-نمای دیوار برشی کامپوزیت متداول ونوع ابداع شده       12

2-2-نمای نمونه آزمایش     14

3-2-نمای آرماتوربندی نمونه       15

4-2-جزئیات مربوط به اتصلات برشی وصفحه فولادی       16

5-2-نصب سیستم مورد آزمایش ونمونه آن     17

6-2-نمودار توالی عمل بارگذاری درنمونه ها         18

7-2-نمونه اول درمراحل مختلف آزمایش         19

8-2-نمونه دوم درمراحل مختلف آزمایش         21

9-2-نمودارهای هیسترزیس نمونه ها       22

10-2-مقایسه صدمه واردشده به دیوار بتنی نمونه ها           23

1-3-سیستم های دیوار برشی کامپوزیت         25

1-4-مدهای اصلی گسیسختگی دیوارهای برشی کامپوزیت         32

2-4-شکل مقطع تبدیل یافته دردیوارهای برشی کامپوزیت             33

3-4-اتصال صفحه فولادی به تیرها وستون های مرزی         37

4-4-نیروی کششی دربرش گیرها         38

1-5-سیستم دیوار برشی کامپوزیت پیشنهادی         40

فهرست جداول

1-1-ویژگی های نمونه های آزمایش شده               15

1-4-ضرایب رفتار و سایر ضرایب مربوط به سیستم های مقاوم(IBC-2000)ا         27

ساخت تجهیزات وجمع آوری اطلاعات

نمونه ها تجهیز شدند تامیزان کرنش درمحل های بحرانی همچنین تغییرشکل های موضعی وکامل راه اندازی گیری کنند.نیروی برشی که توسط فعال کننده به نمونه اعمال میگردید،اندازه گیری میشد.بیش از 230 کانال درسیستم پذیرش اطلاعات ازابزار وتجهیزات نصب شده،اطلاعات ثبت شده رادریافت میکردند.برای کسب اطلاعات درخصوص ابزارداده ها،خواننده به گزارش پروژه که حاصل کار(2002)Astaneh-Asl-Zhao می باشد،مراجعه نماید.

روند آزمایش وتوالی عمل بارگذاری:

نمونه ای که مورد آزمایش قرارگرفت در داخل دستگاه آزمایش قرار داشت قرار داشت وبه بخش بالایی وپایین تیرها بااستفاده ازبولت باقطری حدود یک اینچ متصل شده بود.پس ازبکارگیری سیکل کوچکی ازجابجایی جهت چک کردن ابزار،تست وآزمایش اصلی پیگیری شد.توالی عمل بارگذاری درهردونمونه مشابه انجام شد که درشکل6-2 نشان داده شده است.توالی عمل بارگذاری بااستفاده ازترتیب عملی که دردستورالعمل AISC-1997 در خصوص مقررات لرزه ای آمده است،انجام شد.توالی عمل بارگذاری برحسبDrift کل نمونه انجام میشود که با تقسیم میزان جابجایی افقی ازبخش بالایی نمونه که توسط فعال کننده(actuator) اندازه گیری میشود برکل ارتفاع نمونه بیان میشود.ارتفاع کل هردونمونه،20ft-4 اینچ بود.Drift طبقه به شکل واقعی پس ازآن وبا تقسیم میزان جابجایی افقی درداخل طبقه برروی ارتفاع طبقه،حساب میشود.



مقطع کارشناسی ارشد

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


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

قیمت45000تومان