دانشکده فنی و مهندسی

 

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد

مهندسی عمران- سازه

عنوان:

رفتار لرزه ای تیر های پیوند لانه زنبوری

                                                                                             

استاد راهنما:

جناب آقای دکتر محمد قاسم وتر

 

استاد مشاور:

جناب آقای دکتر

 
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)
فهرست
1-1 مقدمه………………………………………. 2
شکل 1-3 عبور تاسیسات از داخل تیر لانه زنبوری………… 4
1-2 تاریخچهی تیرهای لانه زنبوری……………………. 4
1-3 کاربرد……………………………………… 4
1-4 پروسهی مساحت………………………………… 5
1-5 الگوی برش…………………………………… 7
1-6  روشهای تحلیل الاستیک تیرهای لانه زنبوری…………. 9
1-6-1 روشهای تقریبی دستی……………………….. 9
1-6-1-1 روش قیاس به تیر متعادل…………………………… 10
1-6-1-2 روش قیاس به خرپای ویرندیل………………………… 10
1-6-1-2-1 روش کامل……………………………… 10
1-6-1-2-2 روش ساده شده ویرندیل…………………… 12
1-6-1-2 روش قیاس به تیر جان گسترده معادل………………….. 16
1-6-1-3 قیاس به قاب…………………………………….. 19
1-6-2 روشهای تئوری الاستیسیته…………………………….. 21
1-6-2-1 روش تفاضلهای محدود………………………………. 21
1-6-2-2 روش تحلیل تنشها در جان با قیاس به گوهی معادل……….. 22
1-6-3 روشهای اجزاء محدود………………………. 22
1-6-3-1 تحلیل تنش واحدهای نمونه ایزوله شدهای از تیر با شرایط سر حدی مفروض      22
1-6-3-2 تحلیل به روش پاره سازهها…………………………. 24
1-7 صور گسیختگی………………………………… 24
1-7-1 مکانیزم ویرندیل یا برشی………………….. 25
1-7-2 مکانیزم خمشی……………………………. 26
1-7-3 گسیختگی برش جوش جان……………………… 26
1-7-4 ناپایداری تیر لانه زنبوری…………………. 27
1-7-4-1 کمانش پیچشی جانبی……………………………….. 28
1-7-4-2 کمانش موضعی…………………………………….. 29
1-7-4-2-1 کمانش جان تحت فشار مستقیم……………….. 29
1-7-4-2-2 لهیدگی جان……………………………. 29
1-7-4-2-3 کمانش جانبی پیچشی جان………………….. 29
1-7-4-2-4 کمانش ناحیهی جان تحت ترکیب فشار و برش صفحهای. 30
1-7-4-2-5 کمانش گوشهی سوراخها……………………. 30
1-7-4-2-6 کمانش مقطع T شکل……………………….. 31
1-7-4-2-6-1 کمانش موضعی بال یا مقطع T شکل تحت فشار…… 31
1-7-4-2-6-2 کمانش خمشی پیچشی ناحیهی T شکل………….. 32
1-8 روشهای تحلیل پلاستیک تیرهای لانه زنبوری…………. 32
1-8-1 واکاوی بر مبنای مکانیزم ویرندیل…………… 32
1-8-2 واکاوی بر مبنای مکانیزم تسلیم برشی………… 33
1-9 رواداریها………………………………….. 35
2-1 قاب های مهاربند شده واگر…………………….. 38
2-2 تاریخچه……………………………………. 39
2-3 نیرو های اقدام کننده در تیر پیوند………………. 41
2-4 مکانیزم اتلاف انرژی درEBF………………………. 42
2-5 طراحی قسمت های مختلف تیر پیوند……………….. 44
3-1 کمانش جان تحت فشار مستقیم……………………. 46
3-1-1 مطالعات تئوری…………………………… 46
3-1-3 روابط ارائه شده توسط محققین………………. 47
3-1-4 روابط موجود در آییننامهها………………… 50
3-1-5 علت های مطالعه این مد کمانش………………….. 50
3-2 کمانش جانبی پیچشی جان……………………….. 51
3-2-1 مطالعات تئوری انجام شده………………….. 51
3-2-2 مطالعات تجربی…………………………… 60
3-2-3 روابط موجود در آییننامهها………………… 62
3-2-4 علت های مطالعه این مد کمانش………………….. 63
4-1 تدوین آزمایشات……………………………… 66
4-2 چگونگی مونتاژ و ساخت تیر های پیوند لانه زنبوری……. 67
5-1 نتایج و بحث………………………………… 71
اشکال
شکل 1- 18 مکانیزم خمشی…………………………… 26
شکل 1-19 گسیختگی برش جوش جان……………………… 26
شکل 1-20 مکانیزم کمانش جانبی پیچشی جان…………….. 30
شکل 1-21 مکانیزم کمانش گوشه سوراخ ها………………. 31
شکل 1-22 نمودار اندرکنش نیروی برشی و لنگر خمشی……… 33
شکل 1-23 دیاگرام آزاد یک پانل میانی از تیر ساده شده ویرندیل    35
شکل1-24 رواداری در ساخت تیر لانه زنبوری…………….. 36
شکل 2-1 انواع مهار بند های واگرا…………………. 38
شکل2-2  توزیع نیروهای ایجاد شده در قابهای با مهار بند جانبی    42
شکل 2-3 تعادل استاتیکی تیر پیوند…………………. 42
شکل 3-4 مکانیزم اتلاف انرژی در قاب های مهار بند شده واگرا 43
شکل 2-5 تغییرات چرخش تیر پیوند با نسبت مختلف e/L……. 44
شکل 3-1  نمونه آزمایش شده توسط مالک……………….. 47
شکل 3-2 فرضیات بلاجت در مد اول کمانش………………. 48
شکل 3-3 فرضیات U.S.C  در مورد کمانش مود اول…………. 49
شکل 3-4 فرضیات بلاجت در مورد مود دوم کمانش…………. 52
شکل 3-6 اثر هر یک از نیروی برشی و لنگر خمشی در ناحیه جان 53
شکل 3-7 فرض رفتار گوه ای جان به یک تیر کنسولی……… 54
شکل 3-8 فرضیات رودوود و اگلان در مورد مود دوم کمانش…. 55
شکل 3- 9 نمودار خواص مواد فرض شده توسط ودوود………. 56
شکل 3-10 نمونه ای از نمودار بار کمانش……………… 57
شکل 5-1 پارگی کنجهای تیر پیوند ساخته شده از لانه زنبوری 72
شکل 5-2- تیر لانه زنبوری تحلیل شده به روش عددی در نرم افزار آباکوس   72
شکل 5-3- نمودار نیرو جابه جایی تیر پیوند ساخته شده از تیر لانه زنبوری……………………………………………… 72
شکل 5-4- نمونه های تیر پیوند ساخته شده با تیر لانه زنبوری که (A) نمونه اول با سخت کننده افقی (B) نمونه دوم با سخت کننده قطری (C) نمونه سوم با سخت کننده قائم…………………………………. 73
شکل 5-5- نمودار هیسترزیس برای تیرهای پیوند با (A) سخت کننده افقی (B)سخت کننده های قطری (C) سخت کننده های قائم…………….. 75
شکل 5-6- نمونه تیرپیوند ساخته شده با تیر لانه زنبوری که (A) تیر قبل از آزمایش (B) بعد از آزمایش (C) سوراخ لانه زنبوری و پارگی گوشه بعد از انجام آزمایش………………………………………… 75
شکل 5-7- نمودار هیسترزیس تیر پیوند پرشده با بتن……. 76
شکل 5-8- تشکیل مفصل پلاستیک در بال های تیر پیوند……. 77
شکل 5-9- نمودار هیسترزیس برای نمونه پنجم تیر پیوند ساخته شده از تیر لانه زنبوری………………………………………… 77
شکل 5-10- پلاستیک شدن بال و جان نمونه سوم…………… 78
شکل 5-11- نمودار هیسترزیس برای نمونه سوم…………… 78
شکل 5-12- تیر پیوند ساخته شده با تیر لانه زنبوری با مکانیزم دیوار برشی فولادی…………………………………………. 80
شکل 5-13 نمودار هیسترزیس نمونه ساخته شده با تیر لانه زنبوری و مکانیزم دیوار برشی فولادی……………………………….. 80


 
چکیده
قاب­های مهاربندی واگرا از سیستم­های مقاوم پیش روی زلزله برای سازه های فولادی به شمار می­رود. این مهاربند­ها از سختی مناسب و شکل پذیری بسیار بالایی برخوردار می باشد. بهره گیری از لانه زنبوری به عنوان تیر پیوند باعث بهره گیری از ویژگی­های تیر­های لانه زنبوری می­گردد. تیر های لانه زنبوری، 50 درصد ارتفاع تیر آهن اولیه، افزایش می یابد درصورتیکه در ضخامت و بال هیچ تغییری حاصل نمی گردد در نتیجه در این حالت بر اساس آیین نامه و کنترل h/t مقطع دیگر یک مقطع فشرده نیست همچنین به دلیل ضعیف شدن جان تیر لانه زنبوری، این تیر ها پیش روی کوشش های برشی مقاومت کمتری دارند.  پس بهره گیری از تیر لانه زنبوری به عنوان تیر پیوند ممنوع می باشد. هدف از این پژوهش یافتن روش نوینی برای بهره گیری از تیر های لانه زنبوری به عنوان تیر های پیوند در کشور هایی که دسترسی به مقاطع نورد شده عمیق وجود ندارد می باشد تا از ویژگی های تیر های لانه زنبوری و قابهای مهاربندی واگرا به گونه هم زمان بهره گیری نمود. با انجام پژوهش بر روی این نوع تیر­ها نظاره گردید که با بهره گیری از سلول برشی که از مکانیزم پس از کمانش همانند دیوار برشی پیروی می­کند می توان از این تیر­ها بهره گیری به عنوان تیر پیوند بهره گیری نمود همچنین نتایج نشان داد که این مدل ساخته شده دارای پایداری لازم بوده و اتلاف انرژی و انعطاف پذیری خوبی دارد.
 
کلمات کلیدی: تیر لانه زنبوری، قابهای مهار بند شده واگرا، تیر پیوند، سلول برشی
 
 
 
فصل اول:
کلیاتی در مورد تیر لانه زنبوری
 
 
1-1 مقدمه
. مقدمه
در مناطقی که امکان دسترسی به پروفیل یا مقاطع نورد شده عمیق فولادی ممکن نیست، بهره گیری از تیر های لانه زنبوری در سازه های فولادی راه حلی اقتصادی و  متداول می باشد. مزیت اصلی بهره گیری از این تیرها در مقایسه با تیرهای معمولی، افزایش مدول مقطع، بدون افزایش وزن می باشد. مزیت دیگر تیرهای لانه زنبوری توانایی عبور تسهیلات برقی و مکانیکی و … از بین سوراخ­های تیر و در نتیجه­ی آن کاهش کلی ارتفاع کف تا کف می­باشد. قاب­های مهاربند شده واگرا سیستمی ترکیبی  از مزایای قاب های خمشی و قابهای مهاربندی همگرا می باشد (شکل1-1). اگر این قاب ها صحیح طراحی گردند هنگام زلزله  شدید ناحیه تیر پیوند مانند یک فیوز اقدام کرده و از آسیب سایر اجزا جلوگیری می کند.
موضوع مورد پژوهش این مقاله این می باشد که آیا می توان در طول تیر لانه زنبوری، تیر پیوند (فیوز) تعبیه یا مونتاژ نمود؟ بر اساس ضوابط موجود تیر پیوند از طرفی بایستی از نوع مقطع فشرده و بدون هیچ باز شویی باشد که مقاطع لانه زنبوری فشرده بشمار نمی آیند، از طرف دیگر به دلیل افزایش 5/1 برابری ارتفاع تیر معمولی ناپایداری های جان اجتناب ناپذیر می باشد. بنابر این بهره گیری از تیر های لانه زنبوری در قاب های واگرا از نظر ضوابط موجود نامعتبر می باشد.
گویا اگر بتوان تمهیداتی اندیشید که مسئله فشردگی مقطع مخصوصا ناپایداری جان را حل نمود شاید امکان بهره گیری از تیر های لانه زنبوری در قاب های مهاربندی واگر بویژه به عنوان تیر پیوند بهره گیری نمود. در ادامه با ارائه راه حل­هایی به حل این موضوع پرداخته می گردد.
شکل 1-1 انواع مهار بند های واگرا
از جنگ جهانی دوم به بعد کوشش­های زیادی برای یافتن راه­های جدیدی جهت کاهش قیمت سازه­های فولادی توسط مهندسین سازه انجام شده می باشد. در نتیجه روش­های جدید بسیاری جهت افزایش سختی عضو فولادی بدون هرگونه افزایش وزن فولاد مورد بهره گیری قرار گرفت.تیرهای لانه زنبوری (قلعه­ای شکل) یکی از این روش­ها بود. پس، این روش می­تواند به عنوان یک حرکت مهم به سمت مفهوم  «تیرهای ایده­آل» مورد توجه قرار گیرد، در بحث طراحی اقتصادی این نیاز هست که بیشتر مصالح یک جزء خمشی تا آنجایی که امکان دارد دور از محور خنثی قرار گیرد. تیرهای لانه زنبوری به وسیله بریدن جان تیر در امتداد یک الگوی متناوب که در شکل 1-2 نشان داده شده می باشد، از مقطع­های استاندارد I شکل ساخته می­شدند.
تعداد صفحه : 94
قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه کارشناسی ارشد رشته عمران : بررسی اندر کنش سد و مخزن

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.

دسته‌ها: عمران