%34تخفیف

دانلود پروژه:تعميم روش مفصل پلاستيك اصلاح شده برای تحليل پيشرفته قاب‌هاي خمشي فولادي با مقطع متغير

تعداد174 صفحه در فایل word

گروه سازه

 

رساله

دکتری تخصصی در رشته مهندسی عمران گرایش سازه

 

تعميم روش مفصل پلاستيك اصلاح شده برای تحليل پيشرفته قاب‌هاي خمشي فولادي با مقطع متغير

کلید واژه ها: مفصل پلاستیک اصلاح شده، عضو با مقطع متغیر، تحلیل غیرخطی، تحلیل مرتبه دو، قابهای فولادی

چکیده:

      در این رساله تحلیل غیرارتجاعی مرتبه دو قابهای فولادی دو بعدی با مقطع متغیر مورد بررسی قرار       می­گیرد. چنین تحلیلی از الزامات یک تحلیل پیشرفته در طراحی مستقیم سازه‌ها می­باشد.

      برای انجام چنین تحلیلی ابتدا ماتریس سختی ارتجاعی عضو با مقطع I شکل از حل معادله دیفرانسیل حاکم بر تیر تیموشنکو – اولر، با توجه به اثرات مرتبه دو  و تغییر شکل­های برشی بدست آمده است. نیروها و لنگرهای گیرداری انتهایی نیز برای بارگذاریهای روی دهانه اعم از گسترده و متمرکز فرمول بندی شده­اند. روابط دقیق برای مشخصات هندسی مقطع مورد استفاده قرار گرفته اند. برای حل معادله دیفرانسیل بدست آمده از روش سریهای توانی استفاده شده است.

      جهت بدست آوردن ماتریس سختی در حالت غیرارتجاعی از روش مفصل پلاستیک اصلاح­شده استفاده گردیده است. به همین منظور ابتدا طی فرآیندی در هر مرحله از بارگذاری، موقعیت دقیق مفصل پلاستیک شناسایی شده است. سپس پارامترهای مفصل پلاستیک نرم شونده بر اساس سطوح تسلیم و گسترش پلاستیسیته در طول عضو در اثر نیروی محوری بر مبنای مدول الاستیک مماسی مد نظر قرار گرفته است. روابط آیین نامه AISC 2010 در این بخش بکار گرفته شده است. در نهایت معادلات غیر خطی تعادل در مراحل مختلف بارگذاری به روش های نموی ساده و نیوتن رافسون کامل حل شده­اند.

      برای اثبات صحت روابط حاصله در رساله، برنامه ای در محیط MATLAB تهیه شده است. مثال های کاربردی متعددی بررسی و نتایج با سایر تحقیقات موجود و روش اجزای محدود مقایسه شده اند. تاثیر تغییر شکل های برشی و اثرات مرتبه دو به خوبی در مثال ها دیده می شوند. نتایج بدست آمده حاکی از دقت، صحت و سرعت بالای فرمول بندیهای پیشنهادی در رساله حاضر بوده و خطاهای محاسباتی در خصوص تنش­ها، جابجایی­ها و موقعیت مفصل پلاستیک از دو درصد تجاوز ننموده است. لذا از فرمول بندیهای بدست آمده، می توان درطراحی کاربردی قابهای فولادی با مقطع متغیر استفاده نمود.

فهرست مطالب

عنوان

صفحه

لیست اشکال

IV

لیست جداول

VIII

   فصل اول (پیشگفتار)

1-1- مقدمه

2

1-2- روش تحقیق

4

1-3- مروری بر فصل های رساله

4

                 فصل دوم (بررسی منابع)

2-1- مقدمه

8

2-2- تعاریف

9

2-2-1-تحلیل مرتبه دو

9

2-2-2-اثر

9

2-2-3-اثر

9

2-2-4- تحلیل غیرارتجاعی

10

2-2-5- تحلیل پیشرفته

10

2-2-6- مفصل پلاستیک اصلاح شده

10

2-2-7-مدول الاستیک مماسی

11

2-2-8-تیر برنولی

11

2-2-9- تیر برنولی-اولر

12

2-2-10-تیر تیموشنکو

12

2-2-11- تیر تیموشنکو-اولر

12

2-3- تحقیقات انجام یافته

13

2-4- تحلیل ارتجاعی مرتبه دو

48

2-4-1-  معادلات دیفرانسیل حاکم بر تیر برنولی- اولر

49

2-4-2- معادلات دیفرانسیل حاکم بر تیر تیموشنکو- اولر

51

2-5- تحليل غير‌ارتجاعي اعضای منشوری به روش مفصل پلاستيك اصلاح شده

52

2-5-1-  کاربرد مدول الاستیسیته مماسی

54

2-5-2- پارامترهای مفصل پلاستيك نرم شونده

57

2-5-3- اثر تغيير شكل‌هاي برشي

62

2-5-4- ماتریس سختی نموی در حالت الاستو پلاستیک

64

2-6- انواع روشهای حل معادلات غیرخطی تعادل

66

2-6-1- روش نموی گام ساده

66

2-6-2- روش نیوتن- رافسون اصلاح شده

67

2-6-3- روش تکراری نیوتن- رافسون کامل

68

2-7- کاربرد مفصل پلاستیک فیبری در تحلیل غیر ارتجاعی مرتبه دوم

71

2-7-1- روش مفصل پلاستیک فیبری

72

2-7-2- روش المان مفصل پلاستیک فیبری

73

2-8- مشخصات هندسی اعضای با مقطع متغیر

73

2-9- نتیجه گیری بررسی منابع

76

فصل سوم (مواد و روش ها)

3-1- مقدمه

78

3-2- فرمول بندی خصوصیات هندسی مقطع

79

3-3- تحلیل ارتجاعی مرتبه اول ودوم اعضای فولادی با مقطع متغیر

80

3-3-1- معادله دیفرانسیل حاکم بر تعادل عضو با مقطع متغیر

81

3-3-2- ماتریس سختی عضو با مقطع متغیر

89

3-3-3- نیروها و لنگرهای گیرداری تحت اثر بارگذاری گسترده  یکنواخت روی دهانه

92

3-3-4- محاسبه نیروها و لنگرهای گیرداری تحت اثر بارگذاری متمرکز روی دهانه

93

3-4- تعیین موقعیت دقیق مفصل پلاستیک در طول عضو در تحلیل مرتبه دوم

96

3-5- تحلیل غیر ارتجاعی مرتبه اول و دوم به روش مفصل پلاستیک اصلاح شده

98

3-5-1-کلیات

98

3-5-2- فرآیند تحلیل نموی ساده

3-5-3-فرآیند تحلیل نموی تکراری نیوتن رافسون کامل

99

106

فصل چهارم (مطالعات موردی و صحت سنجی)

4-1- تحلیل ارتجاعی مرتبه یک و دو تیر فولادی با مقطع متغیر تحت بارگذاری گسترده روی دهانه

113

4-2- تحلیل ارتجاعی مرتبه یک و دو تیر فولادی با مقطع متغیر تحت بارگذاری منفرد روی دهانه

117

4-3-  تحلیل ارتجاعی مرتبه دو تیر سراسری فولادی با مقطع متغیر تحت بارگذاری گسترده روی دهانه

120

4-4- تحلیل ارتجاعی مرتبه دو قاب فولادی شیبدار با مقاطع متغیر و بارگذاری گسترده روی دهانه بدون بارگذاری جانبی افقی

123

4-5- تحلیل ارتجاعی مرتبه یک و دو قاب فولادی شیبدار با مقاطع متغیر و بارگذاری گسترده روی دهانه با بارگذاری جانبی افقی

127

4-6- تحلیل غیرارتجاعی مرتبه دو تیر فولادی با مقطع متغیر تحت بارگذاری گسترده روی دهانه

129

4-7- تحلیل غیرارتجاعی مرتبه دو تیر سراسری فولادی با مقطع متغیر تحت بار  گسترده روی دهانه

132

4-8- تحلیل غیر ارتجاعی مرتبه دو قاب فولادی شیبدار با مقاطع متغیر و بارگذاری گسترده روی دهانه با بارگذاری جانبی گرهی افقی حاصل از زلزله

135

4-9- تحلیل غیرارتجاعی مرتبه دو قاب فولادی شیبدار با مقاطع متغیر و بارگذاری گسترده روی دهانه و بارگذاری جانبی گسترده حاصل از باد

140

فصل پنجم (نتیجه گیری و پیشنهادات)

5-1- نتیجه گیری

145

5-2- پیشنهادات

148

منابع

149

ضمایم

153

 

فهرست اشکال

صفحه

شکل

9

 2-1. اثرات  و

11

2-2. مقایسه طراحی بروش تحلیل پیشرفته و نوع رایج آن

14

2-3. بار بحرانی ستون با مقطع متغیر پلکانی

15

LRFD2-4. نمونه‌اي از مقايسه منحني‌هاي مقاومت اعضاي تير- ستوني با روش ناحيه پلاستيك و

16

2-5. نمونه اي از مقايسه منحني هاي مقاومتي

17

2-6. مقايسه نمودار نيرو-تغيير مكان

18

2-7. تاثير استفاده از مدول مماسي بجاي مدول ثابت

18

2-8. معادله سطح تسليم اندركنش نيروي محوري و لنگر

19

2-9. مقايسه نمودار نيرو- تغيير‌مكان حول محور قوي با روش مفصل پلاستيك اصلاح شده

19

2-10. مقايسه نمودار نيرو- تغيير‌مكان حول محور ضعيف با روش مفصل پلاستيك اصلاح شده

20

2-11. تقسيم مقطع عضو به تعداد محدودي فيبر

21

2-12. مقايسه لنگرهاي خمشي در قاب شش طبقه خمشي

21

2-13. مقايسه نمودار نيرو- تغيير مكان طبقه 4 و 6

22

2-14. ستون بررسی شده تحت فشار با مقطع متغیر

23

2-15. قاب شش طبقه بررسي شده

23

2-16. مقايسه نمودار نيرو – تغيير مكان طبقه آخر

24

2-17. مدلهای سازه ای مورد نظر تحقیق در تعیین بار بحرانی غیر ارتجاعی

25

2-18. قاب شش وجهي فضايي

25

2-19. مقايسه تغيير مكان قاب شش طبقه فضايي

26

2-20. قاب چهار طبقه فضايي نيمه‌صلب

27

2-21. قاب 22 طبقه بررسي شده

27

2-22. نمودار نيرو- تغيير مكان طبقه بام

28

2-23. قاب فضايي يك طبقه يك دهانه بررسي شده

28

2-24. قاب فضايي دو طبقه يك دهانه بررسي شده

29

2-25. ستون با مقطع متغیر

29

2-26. تحلیل ارتجاعی قاب شیبدار

30

2-27. قاب فضايي دو طبقه يك دهانه

30

2-28. مقايسه نمودار نيرو- تغيير مكان قاب با لحاظ اثرات كمانش موضعي

32

2-29. قاب فضايي بيست طبقه بررسي شده و نمودار نيرو- تغييرمكان طبقه فوقاني

33

2-30. المان الاستو‌فيبري سه‌بخشي

35

2-31. قاب شيبدار با مقطع متغير

36

2-32. قاب شش طبقه و دو طبقه تحت بار گسترده  و نمودار جابجایی آنها

37

2-33. بار بحراني ستون با مقطع متغير

38

2-34. تحليل ديناميكي قاب شش طبقه

39

2-35. قاب با ستون هاي مقطع متغير

40

2-36. بار بحراني ستون‌ها با مقطع متغير

41

2-37. مقطع فيبري و نمودار تنش-كرنش فولاد

41

2-38. قاب بيست طبقه و مقايسه نمودار نيرو- تغييرمكان طبقه فوقاني

42

2-39. قاب شیبدار مورد بررسی با مقاطع متغیر

44

2-40. قاب بيست طبقه فضايي

45

2-41. قاب بيست طبقه فضايي با لحاظ نمودن اثرات سخت شدگی مجدد

47

2-42. المان مفصل پلاستيك فيبري سه بخشي

48

2-43. نمایش تنش فون میسز در محیط نرم افزار  ABAQUS برای تیر با مقطع متغیر

48

2-44. نمایش تنش فون میسز در محیط نرم افزارABAQUS برای قاب با مقطع متغیر

50

2-45. المان تیر ستونی تحت بار محوری و بار گسترده

51

2-46. عضو تیر ستونی با مقطع متغیر

52

2-47. علایم قراردادی مورد استفاده در استخراج روابط

53

2-48. کاهش تدریجی سختی در روش مفصل پلاستیک اصلاح شده  

54

2-49. رفتار الاستو پلاستیک کامل فولاد در کشش و فشار

56

2-50. مدول مماسی LRFD

56

2-51.مقایسه مدول مماسی LRFDبا CRC

58

2-52. المان تير-ستوني دو‌بعدي

61

2-53. مدل كاهش سختي در روش مفصل پلاستيك اصلاح شده

62

2-54. سطح گسیختگی اربیسون در حالت سه بعدی

66

2-55. اصول روش نموی گام ساده

68

2-56. روش نیوتن- رافسون اصلاح شده

69

2-57. روش تکراری نیوتن- رافسون کامل

72

2-58. تقسيم مقطع عضو به تعدادي فيبر

72

2-59. رابطه تنش – کرنش برای فیبرها

74

2-60. عضو تقسيم شده به سه بخش ارتجاعي و فيبري

75

2-61. : مشخصات المان با مقطع متغیر

76

2-62.نمای طولی ومقطع المان موردنظر

80

3-1. عضو با مقطع I شکل و ارتفاع جان متغیر

81

3-2. عضو با مقطع متغیر تحت بارگذاری گسترده به همراه علایم قراردادی

94

3-3. عضو تقسیم شده به  همراه بار متمرکز روی دهانه

102

AISC 20103-4. سطح گسیختگی بر مبنای

105

3-5. حرکت روی سطح گسیختگی در مفصل پلاستیک

107

3-6. فرایند تکراری نیوتن رافسون کامل

113

4-1. تیر با مقطع متغیر تحت بارگذاری گسترده روی دهانه

113

4-2. مدل اجزای محدود تیر با مقطع متغیر

115

4-3. منحنی تغییر شکل تیر تحت اثر بار گذاری روی دهانه

117

4-4. منحنی پوش تنش نرمان در طول تیر

118

4-5. تیر با مقطع متغیر تحت بارگذاری منفرد روی دهانه

119

4-6. مدل اجزای محدود تیر با مقطع متغیرتحت بارگذاری متمرکز روی دهانه

121

4-7. تیر سراسری با مقطع متغیرتحت بارگذاری گسترده یکنواخت

121

4-8. مدل اجزای محدود تیر سراسری با مقطع متغیر

122

4-9. منحنی خیز در طول دهانه دوم حاصل از فرمول بندی رساله

123

4-10. منحنی تنش نرمال در طول دهانه دوم حاصل از فرمول بندی رساله

124

4-11. قاب فولادی شیبدار با مقاطع متغیر تحت بارگذاری گسترده

125

4-12. مدل اجزای محدود قاب فولادی شیبدار با مقاطع متغیر

125

4-13. نتایج تنش نرمال در تحلیل ارتجاعی قاب فولادی شیبدار

126

4-14. نتایج ماتریس سختی قاب فولادی شیبدار

127

4-15. قاب فولادی شیبدار با مقاطع متغیر تحت بارگذاری گسترده و بار جانبی متمرکز

128

4-16. منحنی پوش تنش نرمال

128

4-17. کنتور های تنش نرمال در تحلیل ارتجاعی قاب فولادی شیبدار

129

4-18. تیر یکسر گیردار و یکسر مفصلی تحت بارگذاری گسترده و بار محوری

129

4-19. رفتار الاستو پلاستیک فولاد در کشش و فشار

131

4-20. نمودار تنش در طول تیر

131

4-21. مقایسه نمودار بار-جابجایی تیر یک دهانه

132

4-22. تیر سراسری دودهانه تحت بار گسترده یکنواخت و نیروی محوری

133

4-23. نمودار تنش در دهانه 24 متری و موقعیت تشکیل مفصل پلاستیک

133

4-24. نمودار تنش در طول تیر (ABAQUS)

134

4-25. مقایسه نمودار بار-جابجایی تیر سراسری دو دهانه

135

4-26. قاب فولادی شیبدار با بارگذاری گسترده و بارگذاری جانبی افقی گرهی

136

4-27. مقایسه نتایج نمودارهای بار- خیز قایم راس قاب

137

4-28. کنتورهای مربوط به جابجایی قایم گره های قاب

138

4-29. مقایسه نتایج بار- تغییر مکان افقی گوشه قاب

139

4-30. مقایسه کنتورهای تنش نرمال S11 و S22-

140

4-31. قاب فولادی شیبدار با بارگذاری گسترده و بارگذاری جانبی افقی گرهی

141

4-32. مقایسه نتایج نمودارهای بار- خیز قایم راس قاب

142

4-33. مقایسه نتایج بار- تغییر مکان افقی گوشه قاب

143

4-34. مقایسه نتایج بار- تغییر مکان افقی گوشه قاب

154

شکل ضمیمه. المان S4R در محیط ABAQUS

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “دانلود پروژه:تعميم روش مفصل پلاستيك اصلاح شده برای تحليل پيشرفته قاب‌هاي خمشي فولادي با مقطع متغير”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo