پایان نامه ارشد رشته عمران مقایسه رفتار قاب فولادی با مهاربند کمانش ناپذیر و معمولی

اختصاصی از اس فایل پایان نامه ارشد رشته عمران مقایسه رفتار قاب فولادی با مهاربند کمانش ناپذیر و معمولی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانلود پایان نامه ارشد رشته عمران  مقایسه رفتار قاب فولادی با مهاربند کمانش ناپذیر و معمولی با فرمت ورد و قابل ویرایش تعداد صفحات 65

دانلود پایان نامه آماده

چکیده پایان نامه:

بادبند، به عنوان نوعی سیستم کنترل غیر فعال، می‌تواند نقش موثری در ایجاد مقاومت سازه در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله داشته باشد. یکی از روش های بهره گیری بیشتر و اقتصادی تر از قابلیت بادبند ها استفاده از ظرفیت غیر ارتجاعی آنها است. بادبند های معمولی تحت کشش دارای عملکرد خوبی هستند، ولی در زیر فشار دچار کمانش شده، شکل پذیری خوبی ندارند. بادبند های کمانش ناپذیر برعکس با جلوگیری از کمانش پیش از تسلیم بادبند باعث افزایش شکل پذیری می شوند.. جلوگیری از کمانش در این نوع بادبند با محصور نمودن هسته فولادی بادبند در بتن که به‌نوبه خود در یک مقطع فولادی قرار گرفته است، انجام می شود. بدین ترتیب بادبند در فشار و کشش بطور مشابه عمل می‌کند. بدین جهت بادبندهای کمانش ناپذیر قابلیت استهلاک انرژی بیشتری داشته و باعث افزایش ایمنی سازه می‌شوند. از طرف دیگر چون نحوه کاربرد این نوع بادبند شبیه بادبند های معمولی است، استفاده از آن در سازه ها نیازمند تکنولوژی جدیدی نمی باشدقاب های مهاربندی شده با المان های کمانش ناپذیر (BRBF) به عنوان یک سیستم مقاوم لرزه ای شناخته می شوند. با توجه به این مقدمات، بررسی بادبند های کمانش ناپذیر به منظور ارتقای کیفیت و کارایی آنها و بومی کردن تکنولوژی مربوطه در کشور لرزه خیزی مانند ایران حائز اهمیت بوده، در این پایان نامه مورد توجه است .

مقدمه

سیستم مهاربندهای کمانش ناپذیر (BRBF) نوع جدیدی از سیستم های مهاربندی همراه با اتلاف انرژی می باشند که با استفاده از جزئیاتی سعی در بهبود رفتار مهاربندهای همگرا دارد. در این سیستم عضو مهاربندی در غلافی قرار می گیرد که از کمانش این عضو جلوگیری می نماید. با این تجهیزات، رفتار مهاربند در فشار همانند رفتار آن در کشش با تسلیم (و نه کمانش) همراه است و درنتیجه شکل پذیری و اتلاف انرژی بسیار بهتری را نسبت به مهاربندهای معمولی از خود نشان می دهد. سختی الاستیک قاب های مهاربندی از لحاظ مقدار با سختی قاب هایی که دارای مهاربندهای واگرا می باشند، قابل مقایسه است. نتایج آزمایشات با ابعاد واقعی بر روی این اعضا نشان می دهد که قاب هایی که به خوبی با این روش به صورت ضد کمانش در آمده اند و جزئیات اجرایی مناسب نیز در آنها لحاظ گردیده است، رفتار پایدار و متقارنی تحت فشار و کشش و حتی در تغییر شکل های بسیار بزرگ از خود به نمایش می گذارند. همچنین شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی این قاب ها در حد قاب های خمشی فولادی ویژه و بیشتر از قاب های مهاربندی ویژه می باشد که این شکل پذیری بالا نتیجه محصور نمودن هسته فولادی مهاربندها در مقابل کمانش می باشد.

به منظور پیشگیری از خسارات احتمالی به ساختمان های موجود در زلزله های آتی و نیز برای توسعه این ساختمان ها، بررسی عملکرد و رفتار آنها امری الزامی می باشد. روش های تقویت این سازه ها و نیز معیارهای طراحی آنها به طرق مختلف امکان پذیر می باشد. تقویت قاب های فولادی با استفاده از سیستم های مهاربندی به عنوان یکی از روش های کاربردی و موثر مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. به همین جهت لازم است تا کاربرد مهاربندهای فولادی با انجام تحقیقات متعدد توسعه داده شود.

فهرست مطالب
عنوان    صفحه
فصل اول : مقدمه و اهداف    
1-1-  مقدمه   ..................................................................................................................................................    2
1-2-  اهداف تحقیق   ....................................................................................................................................    3
1-3-  مباحث پایان نامه   .............................................................................................................................    3
فصل دوم : مروری بر تحقیقات مرتبط    
2-1-  مقدمه   ..................................................................................................................................................    5
2-2-  مروری بر مطالعات آزمایشگاهی و تحلیلی   ..................................................................................    6
فصل سوم : مروری بر ادبیات فنی    
3-1-  مقدمه   ..................................................................................................................................................    16
3-2-  مهاربندها   ............................................................................................................................................    17
3-3-  عملکرد مهاربندهای همگرا و واگرا   ...............................................................................................    20
3-4-  نحوه جایگذاری مهاربندها   ..............................................................................................................    24
3-5-  مهاربندهای کمانش ناپذیر   .............................................................................................................    25
3-6-  اجزای تشکیل دهنده مهاربند کمانش ناپذیر   .............................................................................    28
      3-6-1-  هسته فلزی محصور شده   ..................................................................................................    29
      3-6-2-  هسته فلزی محصور نشده  ..................................................................................................    29
      3-6-3-  ماده نچسب   ..........................................................................................................................    30
      3-6-4-  ناحیه اتصال   .........................................................................................................................    31
      3-6-5-  غلاف محصور کننده   ...........................................................................................................    32
    
    
فهرست مطالب
عنوان    صفحه
فصل چهارم : روش مدلسازی اجزای محدود قاب مهاربندی کمانش ناپذیر    
4-1-  مقدمه   ..................................................................................................................................................    34
4-2-  مروری بر روش اجزای محدود   .......................................................................................................    34
4-3-  معرفی اجمالی نرم افزار اجزای محدود Abaqus   ......................................................................    35
4-4-  فرآیند مدلسازی در نرم افزار اجزای محدود Abaqus   .............................................................    38
4-5-  مدلسازی اجزای محدود مهاربند فولادی   ....................................................................................    41
4-6-  پیکربندی هندسی مهاربند فولادی در محیط نرم افزار   ...........................................................    42
4-7-  مدلسازی المان های تشکیل مهاربند فولادی   ............................................................................    43
4-8-  روش مدلسازی مصالح تشکیل دهنده مهاربند فولادی   ............................................................    43
4-9-  مدلسازی رفتار تماسی بین فولاد و مصالح پرکننده بتنی   .......................................................    46
4-10-  روش بارگذاری و ایجاد شرایط مرزی   ........................................................................................    47
4-11-  روش مش بندی مهاربند فولادی   ...............................................................................................    48
4-12-  روش آنالیز و استخراج نتایج تحلیل   ..........................................................................................    49
فصل پنجم : مقایسه رفتار مهاربند کمانش ناپذیر و معمولی به روش اجزای محدود    
5-1-  مقدمه   ..................................................................................................................................................    52
5-2-  معرفی مدل های اجزای محدود مورد بررسی   ............................................................................    53
5-3-  بررسی رفتار عضو مهاربند کمانش ناپذیر و مهاربند معمولی   ..................................................    55
5-4-  بررسی رفتار قاب با مهاربند کمانش ناپذیر و مهاربند معمولی   ...............................................    60
    
    
    
فهرست مطالب
عنوان    صفحه
فصل ششم: نتیجه گیری کلی و پیشنهادات    
6-1-  مقدمه   ..................................................................................................................................................    65
6-2-  نتیجه گیری نهایی   ...........................................................................................................................    66
6-3-  پیشنهادات برای تحقیقات آتی   ......................................................................................................    67
فهرست مراجع   .............................................................................................................................................    68
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    


















فهرست اشکال
عنوان    صفحه
فصل دوم    
شکل 2-1-  جزئیات مهاربند کمانش ناپذیر مورد مطالعه توسط (Sabelli, R., Mahin, S., Chang, C.,  2003)   .....................................................................................................................................    7
شکل 2-2-  پیکر بندی ساختمان مورد مطالعه توسط(Sabelli, R., Mahin, S., Chang, C.,  2003)   ..............................................................................................................................................................    7
شکل 2-3-  جزئیات مهاربند کمانش ناپذیر مورد مطالعه توسط(Kiggins, S., Uang, C.,  2006)   ..............................................................................................................................................................    8
شکل 2-4-  نمای هندسی ساختمان مورد مطالعه توسط(Kiggins, S., Uang, C.,  2006)   ....    8
شکل 2-5-  شکل مقطع عرضی ساختمان مورد مطالعه توسط(Choi, H., Kim, J.,  2006)   ...      9
شکل 2-6-  جزئیات مهاربند کمانش ناپذیر مورد مطالعه توسط (Asgarian, B., Shokrgozar, H.R., 2008)   ..................................................................................................................................................    10
شکل 2-7-  پیکر بندی پلان ساختمان مورد مطالعه توسط (Asgarian, B., Shokrgozar, H.R., 2008)   ..................................................................................................................................................    10
شکل 2-8-  جزئیات قاب و مهاربند کمانش ناپذیر مورد مطالعه توسط (Chou, C., Chen, P., 2009)   ..............................................................................................................................................................    11
شکل 2-9-  پیکر بندی قاب مورد مطالعه توسط (Nguyen, A., Chintanapakdee, C., Hayashikawa, T., 2010)   ........................................................................................................................    12
شکل 2-10-   جزئیات مهاربند کمانش ناپذیر مورد مطالعه توسط (Wigle, V., Fahnestock, L., 2010)   .......................................................................................................................................................    13
شکل 2-11-   شکل قاب مهاربندی کمانش ناپذیر مورد مطالعه توسط (Wigle, V., Fahnestock, L., 2010)   .............................................................................................................................    13
فهرست اشکال
عنوان    صفحه
شکل 2-12-  جزئیات مهاربند کمانش ناپذیر مورد مطالعه توسط (Yu, Y.J., et al., 2011)   ...    14
شکل 2-13-  شکل مدل اجزای محدود مورد مطالعه توسط (Yu, Y.J., et al., 2011)   .............    14
فصل سوم    
شکل 3-1-  مهاربندهای همگرا   .................................................................................................................    19
شکل 3-2-  مهاربندهای واگرا   ...................................................................................................................    19
شکل 3-3-  رفتار چرخه ای پایدار مهاربند کمانش ناپذیر در مقابل مهاربند کمانش یافته   ........    26
شکل 3-4-  اجزای مختلف مهاربند مقید شده در برابر کمانش   ........................................................    28
شکل 3-5-  اشکال مختلف هسته فولادی و محفظه محصور کننده   .................................................    29
شکل 3-6-  نمایش قسمت محصور نشده فولادی   ................................................................................    30
شکل 3-7-  نمایش فضای خالی داخلی به منظور رفتار مطلوب مهاربند درکشیدگی و فشردگی فولاد هسته   ......................................................................................................................................................    31
فصل چهارم    
شکل 4-1-  منحنی تنش - کرنش مصالح فولادی در قاب مهاربندی کمانش ناپذیر   ...................    44
شکل 4-2-  منحنی تنش - کرنش فشاری بتن مورد استفاده برای مصالح پرکننده   ....................    45
شکل 4-3-  منحنی تنش - کرنش کششی بتن مورد استفاده برای مصالح پرکننده   ....................    46
شکل 4-4-  جزئیات اعمال بارگذاری نمونه اولیه قاب مهاربندی کمانش ناپذیر   ............................    48
شکل 4-5-  شکل مش بندی شده نمونه اولیه قاب مهاربندی کمانش ناپذیر   ................................    49
فصل پنجم    
شکل 5-1-  قاب مهاربندی کمانش ناپذیر مورد مطالعه با مقیاس کامل   .........................................    54
شکل 5-2-  مهاربند کمانش ناپذیر مورد مطالعه   ..................................................................................    54
شکل 5-3-  نمای سه بعدی مدل a1 به صورت مهاربند معمولی   ......................................................    55
فهرست اشکال
عنوان    صفحه
شکل 5-4-  نمای سه بعدی مدل a2 به صورت مهاربند کمانش ناپذیر   ..........................................    56
شکل 5-5-  کانتور تنش مهاربند معمولی   ...............................................................................................    57
شکل 5-6-  کانتور تنش مهاربند کمانش ناپذیر   ....................................................................................    57
شکل 5-7-  شکل انحنای به وجود آمده در مهاربند معمولی   .............................................................    58
شکل 5-8-  توزیع تنش در مقطع فولادی در مهاربند کمانش ناپذیر   ..............................................    58
شکل 5-9-  نمودار بار - جابجایی مدل a1 و a2   ..................................................................................    59
شکل 5-10-  نمای سه بعدی مدل a3 به صورت قاب با مهاربند معمولی   ......................................    60
شکل 5-11-  نمای سه بعدی مدل a4 به صورت قاب با مهاربند کمانش ناپذیر   ...........................    61
شکل 5-12-  کانتور تنش قاب فولادی با مهاربند معمولی   .................................................................    62
شکل 5-13-  کانتور تنش قاب فولادی با مهاربند کمانش ناپذیر   .....................................................    62
شکل 5-14-  نمودار برش پایه - جابجایی مدل a3 و a4   ...................................................................    63