دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران
بررسی رفتار و عملکرد اعضا و اتصالات سازه های فولادی تحت اثر بارهای رفت و برگشت
چکیده:
فلسفه طراحی لرزه‌ای سازه‌ها، برای سالهای متمادی در آیین‌نامه‌های ساختمانی ملی و جهانی مورد قبول واقع شده است.برای رسیدن به این اهداف یكی از اصولی كه در آیین‌نامه‌های طراحی لرزه‌ای سازه‌ها وجود دارد، عبارت است از استفاده از اشكال، سیستم‌ها و موادی كه رفتار شكل‌پذیر داشته باشند. زمانی به یك سازه شكل‌پذیر اطلاق می‌شود كه بتواند تغییر شكل‌های غیرالاستیك بزرگ را بدون كاهش در مقاومت تحمل نماید. (همچنین نباید ناپایداری و فروریزش در سازه اتفاق افتد). در آیین‌نامه‌های طراحی لرزه‌ای سازه‌ها، بزرگی نیروی زلزله برای یك سیستم سازه‌ای مشخص، رابطه معكوس با میزان شكل‌پذیری آن سیستم دارد.
سازه‌ها با میزان شكل‌پذیری زیاد برای نیروهای لرزه‌ای كوچكتر و سازه‌ها با میزان شكل‌پذیری كم برای نیروهای لرزه‌ای بزرگتر طراحی می‌شوند. در واقعیت سازه‌های شكل‌پذیرتر تحت زلزله‌هایی قرار خواهند گرفت كه از حد مقاومت الاستیك آنها بیشتر است [12]. سازه‌های فولادی از بسیار جهات از جمله مصالح ایده‌ال برای مقاومت در برابر زمین لرزه می‌باشند. این مصالح درجه بالایی از جذب انرژی و شكل‌پذیری را از خود نشان می‌دهد. تجربه نشان می‌دهد كه سازه‌های فولادی در زمین لرزه‌ها، معمولاً بخوبی عمل می‌كنند. با این وجود به منظور استفاده بیشتر از شكل‌پذیری فولاد، تدابیر ویژه‌ای در طراحی و جزئیات سیستم‌های قابی و اتصالات نیاز است. فروریختن برج 20 طبقه (pinot suarez) در زمین لرزه 1985 مكزیكوسیتی، كه یك سازه فولادی بود، به وضوح نشان داد كه فولادی بودن طرح به تنهایی تضمینی برای عملكرد مناسب در برابر زمین لرزه نمی‌باشد.
کلمات کلیدی:
سازه های فولادی
طراحی لرزه ای سازه ها
بارهای رفت و برگشت در سازه
مقدمه:
در دهه 1960 مهندسین سازه به این باور رسیدند كه سیستم قاب مقاوم خمشی فولادی با اتصالات جوشی، در رده یكی از شكل‌پذیرترین سیستم‌های سازه‌ای قرار دارد. بسیاری از مهندسین سازه بر این باور بودند كه قاب‌های خمشی اصولاً در مقابل زلزله‌ها حساس نمی‌باشند و فروریزشی در آنها رخ نمی‌دهد و اگر خسارت سازه‌ای رخ دهد، محدود به جاری شدن اعضای قاب بوده و اتصالات آن به صورت الاستیك باقی می‌مانند. به واسطه همین تفكر در آن سالها، سازه‌های صنعتی، آموزشی و تجاری بزرگی كه سیستم آنها قاب خمشی فولادی با اتصالات جوشی بود در غرب ایالات متحده بنا گردید.
با وقوع زلزله نورتریج در 17 ژانویه سال 1994، این ایده و تفكر كاملاً عوض شد. بعد از وقوع این زلزله، بسیاری از ساختمانها كه سیستم سازه‌ای آنها از قاب مقاوم خمشی فولادی بود، دچار شكست ترد در ناحیه اتصال تیر به ستون شدند. ساختمانهای مذكور ارتفاعی بین 1 تا 26 طبقه و عمری حداكثر تا 30 سال داشتند، حتی ساختمانهایی كه در زمان زلزله در حال احداث بودند نیز دچار اینگونه خسارات شده بودند. سازه‌هایی كه در مناطقی قرار گرفته بودند كه حركت زمین در آنجا شدید بود، بیشترین خسارت سازه‌ای را متحمل شده بودند و حتی در مناطقی كه حركت زمین در حد متوسط بود، خسارات سازه‌ای شدیدی مشاهده می‌شد ]12].
شكست ترد اتصال تیر به ستون در اثر این زلزله، یك زنگ خطر برای مهندسین به حساب می‌آمد. همچنین این كشف باعث نگرانی در مورد خسارات احتمالی وارده به سازه‌هایی كه در مناطق دیگر و تحت زلزله‌های قدیمی‌تری واقع شده بودند، گشت. تحقیقات بعدی نشان داد كه این نوع خسارات در تعداد كمی از ساختمانها كه تحت زلزله لاندرز 1992، بیگ بیر 1992 و لوماپریتا 1989 قرار گرفته بودند، وجود دارد. در زلزله نورتریج، سازه‌ها بگونه‌ای كه از قبل در طراحی‌ها پیش‌بینی شده بودند، رفتار نكردند. خسارات وارده به اتصالات، حتی در سازه‌هایی كه نیروی لرزه‌ای وارده به آنها كوچكتر از نیروی طراحی بود، مشاهده می‌شد [12].
آزمایشات و تحقیقات باعث پیشرفت‌های قابل توجهی در فهم تفاوت‌های رفتار سازه در دو حالت بارگذاری ساده و رفت و برگشتی گشته است. كارهای بیشتری نیز روی انواع شكل‌پذیر بادبندی‌ها انجام شده كه این كار باعث پیشرفت بزرگی در مفهوم طراحی سازه‌های فولادی در برابر زمین لرزه گردیده است. در این پایان نامه به بررسی مقاومت و شكل‌پذیری اعضا و اتصالات در اثر بارگذاری رفت و برگشتی خواهیم پرداخت. پس از توضیحات مقدماتی در دو بخش اول و دوم بطور جداگانه عملكرد و رفتار اتصالات تیر به ستون و اعضا مهاربندی با ارائه تحقیقات و آزمایشاتی كه محققین در این رابطه ارائه نموده‌اند، بررسی گشته و نتایج هر تحقیق با شرح روند آزمایش در هر قسمت بیان شده است.
دانلود در ادامه مطلب
دانلود پایان نامه رشته نقاشی