دانشگاه دیلمان لاهیجان

دانشکده فنی

 پایان­نامه برای دریافت کارشناسی­ارشد

رشته مهندسی عمران      گرایش سازه

عنوان:

مطالعه ضریب رفتار قاب­های خمشی فولادی مجهز به میراگرهای اصطکاکی دورانی

 استاد راهنما:

دکتر حمیدرضا خوشنود

استاد مشاور:

مهندس شاهین چرختاب

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
چکیده
امروزه در کشورهای لرزه­خیز جهت اتلاف انرژی لرزه­ای وارد بر سازه به بهره گیری از انواع ابزار مستهلک کننده انرژی توصیه شده می باشد. یکی از این ابزارها، میراگرهای اصطکاکی دورانی می باشد. به دلیل اینکه در آیین نامه­های کنونی مقداری برای ضریب رفتار قاب­های مجهز به این میراگر­ها ارائه نشده، در این پایان­نامه کوشش شده تاثیر بهره گیری از آنها بر روی ضریب رفتار قاب­های خمشی فولادی مورد ارزیابی قرار گیرد. به همین مقصود چندین قاب خمشی فولادی با شکل­پذیری متوسط با تعداد طبقات مختلف طبق ضوابط استاندارد 2800 و مبحث 10 مقررات ملی ایران، طراحی شده می باشد. سپس با بهره گیری از تحلیل­های استاتیکی و دینامیکی غیرخطی افزایشی و به کمک نرم­افزار Sap2000-V15، ضریب رفتار و پارامترهای آن برای قاب­های اولیه و مجهز به میراگربدست آمده و با یکدیگر مقایسه شدند.
تغییرات ضرایب مقاومت­افزون و شکل­پذیری با­در نظر داشتن نتایج واکاوی قاب­های با و بدون میراگرنشان می­دهد که تاثیر میراگرهای اصطکاکی دورانی برضریب مقاومت­افزون سازه­های کوتاه بیشتر از ضریب شکل­پذیری آنها می باشد. در طبقات بلندتر شرایط عکس آن می باشد به صورتی که تاثیر میراگر بر ضریب شکل­پذیری به نسبت مقاومت­افزون بیشتر می باشد. در مجموع میراگر سبب افزایش ضریب رفتار قاب­های خمشی فولادی به مقدار 60/7 و 23/55 درصد، به ترتیب تحت واکاوی استاتیکی و دینامیکی غیرخطی می­گردد.
واژگان کلیدی: ضریب رفتار، میراگرهای اصطکاکی دورانی، تحلیل استاتیکی غیرخطی، تحلیل دینامیکی غیرخطی افزایشی، قاب­های خمشی فولادی
فهرست مطالب

عنوان صفحه

فهرست جدول ها ‌د
فهرست نمودارها ‌ز
فهرست تصاویر و اشکال.. ‌ط
فصل اول: مقدمه(کلیات پژوهش)
1-1.ضرورت پژوهش.. 3
1-2. اهداف… 4
1-3. فرضیات… 4
1-4. روش پژوهش.. 5
فصل دوم: آشنایی با میراگرهای اصطکاکی دورانی
2-1. مقدمه. 8
2-2. میراگرهای اصطکاکی.. 9
2-3. تاریخچه و انواع میراگرهای اصطکاکی.. 10
2-4. معرفی میراگرهای اصطکاکی دورانی.. 23
2-4-1.اجزاء میراگر. 23
2-4-2.مکانیسم میراگر. 24
2-4-3.تاریخچه مطالعات انجام شده برروی میراگرهای اصطکاکی دورانی.. 25
فصل سوم: مبانی نظری تعیین ضریب رفتارسازه ها
3-1. مقدمه. 50
3-2. تاریخچه ضریب رفتار 51
3-3. روشهای محاسبه ضریب رفتار 53
3-3-1.محاسبه ضریب رفتار به روش ضریب شکل پذیری یوانگ… 53
3-3-2.ضریب شکل پذیری کلی سازه. 59
3-3-3.ضریب کاهش بر اثر شکل پذیری.. 60
3-3-4.مقاومت افزون.. 63
3-4. مطالعات انجام شده برروی ضریب رفتار قاب های مجهز به انواع میراگر. 66
فصل چهارم:مدل سازی نرم افزاری قاب های فولادی خمشی مجهز به میراگرهای اصطکاکی دورانی
4-1. مقدمه. 71
4-2. معرفی مدل های مورد مطالعه. 71
4-3. بارگذاری وطراحی مقاطع.. 73
4-3-1.بارگذاری ثقلی.. 74
4-3-2.بارگذاری زلزله. 74
4-4. واکاوی وطراحی مدل ها 75
1-4-4.کنترل مقاطع ازنظرکمانش موضعی برای خمش…. 75
4-4-2.تعیین ضریب برش پایه طراحی.. 77
3-4-4.کنترل ضوابط طراحی.. 77
4-4-4.کنترل تغییرمکان جانبی نسبی طبقات.. 79
4-5. چگونگی مدلسازی نرم افزاری میراگرهای اصطکاکی دورانی و صحت سنجی آن.. 84
1-5-4.مراحلتعیین رفتار ممان- زاویه میراگر. 86
4-5-2.صحت سنجی مدل سازی نرم افزاری سازه مجهز به میراگر. 89
4-6. تعیین ظرفیت میراگرها جهت مدلسازی.. 94
4-7. تحلیل استاتیکی غیرخطی سازه ها 98
4-8. تحلیل دینامیکی غیرخطی افزایشی سازه ها 99
4-9. وضعیت نهایی و تسلیم واکاوی نرم افزاری.. 102
4-9-1.تعریف وضعیت نهایی رفتار سازه باتوجه به دستورالعمل استاندارد 2800. 103
4-9-2.وضعیت نهایی سازه باتوجه به دستورالعملFEMA356. 105
4-9-3.تعریف وضعیت تسلیم سازه. 112
فصل پنجم: تعیین ضریب رفتار قاب های خمشی فولادی با و بدون میراگرهای اصطکاکی دورانی
5-1. مقدمه. 114
5-2. ضریب کاهش براثر شکل پذیری.. 115
5-2-1.محاسبه ضریب کاهش نیرو براثر شکل پذیری.. 116
5-3. محاسبه ضریب مقاومت افزون سازه 118
فصل ششم: نتایج و پیشنهادات
6-1. مقدمه. 127
6-2. مطالعه کلی نتایج به دست آمده 127
6-2-1. نتایج تحلیل استاتیکی غیرخطی.. 128
6-2-2. نتایجتحلیلدینامیکیغیرخطیافزایشی.. 130
6-3. تاثیر ارتفاع سازه برروی ضریب رفتار 133
4-6.تاثیر میراگر بر ضریب رفتار سازه 133
6-5. نتیجه کلی.. 134
6-6. ضریب اصلاح مدل عددی.. 136
6-7. پیشنهاد برای تحقیقات آینده 139
فهرست منابع
1-1. ضرورت پژوهش
در آیین­نامه­های کنونی که بر مبنای تحلیل خطی استوارند(مانند استاندارد 2800 ایران) ضریب رفتار برای انواع ساختمان­های متعارف ارائه شده می باشد اما به ضریب رفتار سایر سیستم­های سازه­ای بالاخص سازه­های موضوع این پژوهش (سازه­های مجهز به میراگرهای اصطکاکی دورانی) تصریح­ای نشده می باشد. شاید دلیل این امر این می باشد که اصول طراحی چنین سازه­هایی با­توجه­به کاربردشان متفاوت می­باشد. مثلاً میراگرهای اصطکاکی، با افزایش میرایی و اتلاف انرژی ورودی به سازه، منجر به کاهش نیاز سازه می­شوند. همچنین با افزایش سختی جانبی آن موجب افزایش ظرفیت سازه می­گردند. به همین دلیل روش طراحیسازه­های مجهز به این میراگرها معمولا به روش طیف ظرفیت و روش­های غیرخطی انجام می­گردد. البته به کمک طراحی الاستیک، با تعیین سختی موثر میراگر با یک آزمون کوشش و خطا نیز می­توان این چنین سازه­هایی را طراحی نمود.پس گویا با داشتن معیار اولیه­ای همچون ضریب رفتار، به طراح این امکان را فراهم می­کند تا بتواند ارزیابی سریع و اولیه­ای از سازه­های جدیدالاحداث مجهز به میراگر، برای تعیین مقاطع اولیه آن داشته باشد. همچنین در بحث مقاوم­سازی ساختمان­های موجود نیز به مقصود کنترل تاثیر میراگر بر ظرفیت مقاطع داشتن چنین معیاری کاربردی گویا.
1-2. اهداف
همانطور که در بالا تصریح گردید، در آیین­نامه­ها و تحقیقات کنونی ضریب رفتاری برای سازه­های مورد بحث ارائه نشده می باشد.هرچند که ضرایب رفتار پیشنهاد شده برای سازه­های متداول نیز از دقت کافی برخوردار نمی باشد. مسئله مهم در این بحث پس از محاسبه و تخمین مقادیر شکل­پذیری و مقاومت­افزون (به­عنوان پارامترهای مهم ضریب رفتار) و همچنین ضریب رفتار سازه­های مجهز به میراگر اصطکاکی دورانی، مقایسه آن با مقادیر ضرایب بدست آمده برای قاب­های اولیه می­باشد. به­گونه کلی نمی­توان برای یک نوع سازه و برای تمام محدوده­های پریودی آن یک ضریب مقاومت­افزون و شکل­پذیری یکسان درنظر گرفت. این مقادیر به نوع سازه و خصوصیات قاب آن بستگی دارد.
در سازه­های مجهز به وسایل اتلاف انرژی به­دلیل اینکه از میراگرها با ظرفیت­های مختلفی باتوجه به نیاز آنها در ساختمان بهره گیری می­گردد، تاثیر آنها بر میرایی و جذب و اتلاف انرژی و رفتار هیسترتیک سازه نیز متغیر بوده و در نتیجه مقادیر ضرایب شکل­پذیری و مقاومت­افزون متغیری نیز بدست می­دهند.
در این پژوهش کوشش شده ضریب رفتار قاب­های خمشی فولادی با شکل پذیری متوسط مجهز به این میراگرهای اصطکاکی دورانی با ظرفیت متعارف(توصیه شده آیین­نامه­ها) محاسبه شده و با ضریب رفتار سازه­های اولیه مقایسه و تاثیر این میراگرها بر پارامترهای حاکم بر ضریب رفتار سنجیده گردد.
1-3. فرضیات
مطالعه ضرایب شکل­پذیری، مقاومت­افزون و به­طورکل ضریب رفتار سازه در این پژوهش بر روی قاب­های خمشی فولادی با شکل پذیری متوسط با و بدون میراگرهای اصطکاکی دورانی و در فضای دوبعدی بدون اثر پیچش، صورت­گرفته می باشد. محل احداث ساختمان در منطقه با سطح خطر لرزه­ای بالا و بر روی خاک نوع 4 در نظر گرفته گردید. برای اعضای سازه از مقاطع استاندار BOX (برای ستون ها) و IPE (برای تیرها) بهره گیری گردید. برای مهاربندها از مقاطع توپر دایره­ای بهره گیری شده می باشد.
مدل­سازی در نرم­افزار Sap2000(V-15) به صورت ماکرو می­باشد. به این شکل که تیرها و ستون­ها و پلیت­های میراگر به کمک المان­های خطی مدل­سازی شدند. برای مدل­سازی سختی پیچشی میراگر از لینک غیرخطی موجود در این نرم­افزار بهره گیری گردید. در نهایت جهت تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیرخطی، جهت معرفی مفاصل پلاستیک اعضا از مفاصل پلاستیک خودکار نرم­افزار Sap2000 بهره گیری شده می باشد.
1-4. روش پژوهش
درخصوص تاریخچه میراگرهای اصطکاکی و چگونگی عملکرد آن­ها در فصل دوم بحث شده می باشد. سپس به معرفی میراگرهای اصطکاکی دورانی مانند متعلقات و مکانیسم رفتاری آنها پرداخته شده و در نهایت به تحقیقات مهمی که در این زمینه صورت گرفته، تصریح شده می باشد.
در فصل سوم مبانی تعیین ضریب رفتار و اهمیت بهره گیری از آن در سازه مورد مطالعه قرار گرفته می باشد. پارامترهای موثر بر این ضریب همچون ضرایب کاهش نیرو براثر شکل­پذیری و مقاومت­افزون معرفی شده و در پایان فصل به تحقیقات مشابه­ای که درخصوص تعیین ضریب رفتار قاب­های مجهز به میراگرهای الحاقی صورت­گرفته، تصریح شده می باشد.
فصل چهارم به معرفی قاب­های مورد مطالعه و فرضیات طراحی سازه­ها در این پژوهش می­پردازد. همچنین چگونگی مدل­سازی میراگرهای اصطکاکی دورانی مانند تعیین ظرفیت و رفتار ممان-زاویه آن­ها به تفضیل اظهار شده می باشد. مبانی تحلیل­های استاتیکی و دینامیکی غیرخطی و وضعیت نهایی عملکرد سازه­ها از دیگر موردها مورد بحث می باشد.
فصل پنجم شامل چگونگی محاسبه ضریب رفتار و پارامترهای آن(ضریب کاهش نیرو براثر شکل­پذیری و ضریب مقاومت­افزون) به روش­های استاتیکی و دینامیکی غیرخطی در این پژوهش می­باشد.
در فصل ششم ضرایب رفتار محاسبه شده برای قاب­های مورد نظر(قاب­های اولیه و مجهز به میراگر) و مقادیر ضرایب کاهش نیرو براثر شکل­پذیری و مقاومت­افزون هر یک از آنها ارائه و با یکدیگر مقایسه شده­اند. پس از مطالعه نتایج، جهت مقایسه ضرایب رفتار قاب­های اولیه محاسبه شده در این پژوهش و مقدار یاد شده آن در آیین­نامه، ضریب اصلاح مدل عددی معرفی گردید. به کمک این پارامتر، ضرایب رفتار بدست آمده برای قاب­های اولیه اصلاح و با مقدار متناظر آیین نامه­ای آن مقایسه شدند.
تعداد صفحه : 180
قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه ارشد رشته عمران-محیط زیست:شبیه‌سازی کمی و کیفی جریان آب‌های زیرزمینی دشت ایج با استفاده از نرم‌افزار GMS

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

دسته‌ها: عمران