دانلود پروژه:بررسی تاثیر ورق اتصال برصلبیت اتصال ساده تیروستون درقابهای با مهاربندی همگرا

مقدمه   ……………………………………………………………………………………………………………………………………  1            1- کلیات  ………………………………………………………………………………………………………………………………. 2

بررسی منابع   ………………………………………………………………………………………………………………………..  7

2 – 1-  پایه های نظری و پیشینه پژوهش   ……………………………………………………………………….  8

مبانی و روش ها   ………………………………………………………………………………………………………………..   14

3 – 1- صحت سنجی مدل سازی تحلیلی …………………………………………………………………………  15

3 – 1 – 1 –  مدل سازی اجزاء محدود قاب  …………………………………………………………………  15

3 – 1 – 2 –  بررسی نتایج   ………………………………………………………………………………………………   18

3 – 2 –  بررسی تاثیر وجود ورق اتصال مهاربند بر صلبیت قابهای با مهاربندی همگرا  ..   21

3 – 2 – 1- مدل سازی قاب بدون مهاربند و ورق اتصال ( FR1)   ………………………………….  21

3 – 2 – 1 – 1-  توزیع تنش قاب بدون مهاربند و ورق اتصال ( FR1)   …………………………  24

3 –  2 – 1 – 2 –  شکل پذیری و مقاومت قاب بدون مهاربند و ورق اتصال( FR1)   …….  25

3 –  2 – 1 – 3 –  تغییر شکل قاب بدون مهاربند و ورق اتصال ( FR1)   ………………………  26

3 –  2 – 2 –  مدل سازی قاب با ورق اتصال  و بدون مهاربند ( FR2)   …………………………  27

3 –  2 –  2 – 1-  توزیع تنش قاب با ورق اتصال و بدون مهاربند ( FR2)    ………………….  28

3 –  2 –  2 – 2-  شکل پذیری و مقاومت قاب با ورق اتصال و بدون مهاربند ( FR2)  .   29

3 –  2 –  2 – 3 –  تغییر شکل قاب با ورق اتصال بدون مهاربند ( FR2)   ……………………  30

3 –  2 – 3 – مدل سازی قاب با ورق اتصال و مهاربند قطری همگرای معمولی (FR3) …  31

 3 –2 – 3 – 1- توزیع تنش در قاب با ورق اتصال و مهاربند قطری همگرای معمولی(FR3)  32    

3 –  2 – 3 – 2-  شکل پذیری و مقاومت قاب با ورق اتصال و مهاربند قطری همگرای معمولی(FR3)   ……………………………………………………………………………………………………………………..  33

3 –  2 – 3 – 3-  تغییر شکل قاب با ورق اتصال و مهاربند قطری همگرای

معمولی (FR3)  ……………………………………………………………………………………………………………………..  34

3 –  2 –  4 – مدل سازی قاب با ورق اتصال و مهاربند قطری همگرای ویژه (FR4)  …  35

3 –  2 –  4 – 1 – توزیع تنش قاب با ورق اتصال و مهاربند قطری همگرای

 ویژه (FR4)    ………………………………………………………………………………………………………………………  36

3 –  2 – 4 – 2 – شکل پذیری و مقاومت قاب با ورق اتصال و مهاربند قطری

همگرای ویژه (FR4)   …………………………………………………………………………………………………………..  37

3 –  2 –  4 – 3 –  تغییر شکل قاب با ورق اتصال و مهاربند قطری همگرای

 ویژه (FR4)  ………………………………………………………………………………………………………………………..  38

3 –  2 –  5 – مدل سازی قاب با مهاربند ضربدری (FR5)   …………………………………………..   40

3 –  2 –  5 – 1 – توزیع تنش قاب با مهاربند ضربدری (FR5)   ………………………………….   40

3 –  2 – 5 – 2 – شکل پذیری و مقاومت قاب با مهاربند ضربدری (FR5)   ………………….   42

3 –  2 –  5 – 3 –  تغییر شکل قاب با مهاربند ضربدری (FR5)   …………………………………..  43    

3 – 3 –  بررسی تفاوت اتصالات تیر به ستون در قاب با مهاربندی همگرا   …………………..   44

3 – 4 –  بررسی تاثیر ضخامت ورق اتصال در قاب با مهاربندی همگرا   ………………………..   46

3 – 5 –  بررسی تاثیر شکل ورق اتصال در قاب با مهاربندی همگرا   …………………………….   49

3 – 5 –  1- بررسی ورق اتصال با خط آزاد خمش خطی   …………………………………………….   50

3 – 5 –  2- بررسی ورق اتصال چند ضلعی (مخروطی)   ………………………………………………   52

3 – 6 –  بررسی افزایش طبقه در قابهای با مهاربندی همگرای ویژه   …………………………..   54

3 – 7 –  بررسی افزایش تعداد دهانه در قابهای با مهاربندی همگرای ویژه    ……………….   57

مقایسه و نتیجه گیری   ………………………………………………………………………………………………….   60

4-1- مقایسه نتایج حاصل از بررسی تاثیر ورق اتصال مهاربند در صلبیت قاب   ………..   61

4 – 1 – 1-  بررسی و مقایسه مقادیر و نحوه توزیع تنش در قابها   ……………………………   62

4 – 1 – 2-  بررسی و مقایسه شکل پذیری و مقاومت قابها    …………………………………….   65

4 – 1 –  2 – 1-  بررسی منحنی های هیسترزیس   …………………………………………………..   65

4 – 1 – 2 –  2–  بررسی منحنی های مقاومت   ………………………………………………………..   67

4 – 1 – 3- بررسی و مقایسه جذب انرژی قابها   ………………………………………………………….  70

4 – 1 – 4- بررسی و مقایسه تغییر شکل در قابها   ………………………………………………………  72

4-2- نتایج حاصل از بررسی تفاوت اتصالات تیر به ستون   …………………………………………   75

4-3- نتایج حاصل از بررسی تاثیر ضخامت ورق اتصال   ……………………………………………..   76

4-4- نتایج حاصل از بررسی تاثیر شکل ورق اتصال   ………………………………………………….   77

4- 5- نتایج حاصل از بررسی افزایش طبقات قاب   …………………………………………………….   78

4- 6- نتایج حاصل از بررسی افزایش دهانه قاب   ……………………………………………………….   78

4 – 7 – نتیجه گیری   ………………………………………………………………………………………………….   80

5 – مراجع   …………………………………………………………………………………………………………………..   84

 

فهرست اشکال

شکل (1-1) . اشکال مختلف بادبندهای همگرا. (a بادبند قطری. b) بادبند 8.

1. b) بادبند 7 ……………………………………………………………………………………………………………………………. 2

شکل (1- 2 ) . جزئیات خط آزاد خمش در ورق اتصال   ………………………………………………………   4

شکل (2-1 ) . (a) شکست بادبند در سطح مقطع خالص ، (b) کمانش موضعی در بادبند  ….   9

شکل (3-1). مدل آزمایشگاهی جونگ هان یو و همکاران ]10[   …………………………………………   15

شکل (3-2) . تاریخچه بارگذاری قاب ]19[   …………………………………………………………………………   16

شکل (3-3) . مشخصات مقطع تیر   ………………………………………………………………………………………   17

شکل (3-4) . مشخصات مقطع ستون   ………………………………………………………………………………….   18

شکل (3-5) . مشخصات مقطع بادبند قطری   ………………………………………………………………………   18

شکل (3-6) . مدل سازی تحلیلی و فرم تغییر شکل یافته قاب و توزیع تنش ها   ………………   19

شکل (3-7) . مقایسه مدل کامپیوتری و مدل آزمایشگاهی تحت نتایج چرخه ای غیر الاستیک20

شکل (3-8) . مدل اجزاء محدود قاب با اتصال جان تیر به ستون   ……………………………………..   22

شکل(3-9) . مدل قاب بدون مهاربند و ورق اتصال به همراه بارگذاری و شرایط تکیه گاهی    23

شکل (3-10) . توزیع تنش ها (معیار فون میسز) و ناحیه تشکیل مفاصل پلاستیک در قاب

بدون مهاربند و ورق اتصال   …………………………………………………………………………………………………..   24

شکل (3-11) . مراحل تشکیل مفصل پلاستیک در قاب بدون مهاربند و ورق اتصال   ……….   25

شکل (3-12) . a) نمودار برش پایه- تغییر مکان تحت تغییر شکل های چرخه ای.
b) نمودار مقاومت قاب . c) نمودار جذب انرژی قاب در قاب بدون مهاربند و ورق اتصال  …..  26

شکل (3-13) . نمودار تغییر شکل زاویه ای قاب در حالت بدون بادبند و ورق اتصال.
a ) نمودار تغییر زاویه ای محل اتصال تیر به ستون . b) نمودار خیز قسمت میانی تیر   ……..  27

شکل (3-15) . مدل قاب با ورق اتصال و بدون عضو مهاربند به همراه بارگذاری و شرایط

 تکیه گاهی   …………………………………………………………………………………………………………………………..   27

شکل (3-16) . توزیع تنش ها (معیار فون میسز) و ناحیه تشکیل مفاصل پلاستیک

درقاب با ورق اتصال و بدون مهاربند   ………………………………………………………………………………….   28

شکل (3-17) . مراحل تشکیل مفصل پلاستیک در قاب بدون مهاربند با ورق اتصال .

1. a) ناحیه ابتدای تسلیم. b) تسلیم کامل مقطع و تشکیل مفصل پلاستیک   ……………………   29

شکل (3-18) . a) نمودار برش پایه- تغییر مکان  قاب با ورق اتصال بدون مهاربند تحت

تغییر شکل های چرخه ای. b) نمودار مقاومت قاب . c) نمودار جذب انرژی قاب  …………….   30

شکل (3-19) . نمودار تغییر شکل زاویه ای قاب دارای ورق اتصال بدون مهاربند.

1. a) نمودار تغییر زاویه ای محل اتصال تیر به ستون . b) نمودار خیز قسمت میانی تیر …..   31

شکل (3-21) . مدل قاب با مهاربند قطری بدون رعایت خط آزاد خمش به همراه

 بارگذاری و شرایط تکیه گاهی   ………………………………………………………………………………………….   32   شکل (3 -22) . توزیع تنش ها (معیار فون میسز) و ناحیه تشکیل مفاصل پلاستیک

 در قاب با مهاربند قطری بدون رعایت خط آزاد خمش   ……………………………………………………   32

 شکل (3-23) . (a نمودار برش پایه – تغییر مکان قاب تحت تغییر شکل های چرخه ای.

 (b نمودار مقاومت قاب . (c نمودار جذب انرژی قاب   ……………………………………………………….   33

شکل (3-24) .  نمودار تغییر شکل زاویه ای در قاب با مهاربند قطری بدون رعایت خط

آزاد خمش . a) نمودار تغییر زاویه ای تکیه گاه دارای ورق تیر . b) نمودار تغییرزاویه ای

 تکیه گاه بدون ورق تیر . c) نمودار خیز قسمت میانی تیر   ………………………………………………   35

شکل (3-26) . مدل قاب با مهاربند قطری با رعایت خط آزاد خمش به همراه بارگذاری

و شرایط تکیه گاهی   …………………………………………………………………………………………………………..   36

شکل (3-27) . توزیع تنش ها (معیار فون میسز) و ناحیه تشکیل مفاصل پلاستیک

 در قاب با مهاربند قطری با رعایت خط آزاد خمش   …………………………………………………………   36

شکل (3-28) مراحل تشکیل مفصل پلاستیک در قاب با مهاربند قطری و با رعایت خط

آزاد خمش. a ) ناحیه ابتدای تسلیم. b) تسلیم کامل مقطع و تشکیل مفصل پلاستیک   37

شکل (3-29) . (a نمودار برش پایه – تغییر مکان قاب با رعایت خط آزاد خمش تحت

 تغییر شکل های چرخه ای. (b نمودار مقاومت قاب . (c نمودار جذب انرژی قاب   …..   38

شکل (3-30) . نمودار تغییر شکل زاویه ای قاب با رعایت خط آزاد خمش .a ) نمودار

 تغییر زاویه ای تکیه گاه دارای ورق تیر .b )  نمودار تغییر زاویه ای تکیه گاه بدون

ورق تیر  . c) نمودار خیز قسمت میانی تیر      ……………………………………………………………..   39

شکل (3-31). مدل قاب دارای مهاربند ضربدری با رعایت خط آزاد خمش (FR5)

 به همراه بارگذاری و شرایط تکیه گاهی   ……………………………………………………………………..   40

شکل (3-32) . توزیع تنش ها (معیار فون میسز) و ناحیه تشکیل مفاصل پلاستیک

 در قاب با مهاربند ضربدری   …………………………………………………………………………………………   41

شکل (3 – 33). مراحل تشکیل مفصل پلاستیک در قاب a) ناحیه ابتدای تسلیم.

1. b) گسترش تسلیم و تشکیل مفصل پلاستیک   ………………………………………………………….   41

شکل (3 – 34) . (a نمودار برش پایه – تغییر مکان قاب با مهاربند ضربدری تحت

 تغییر شکل های چرخه ای (b نمودار مقاومت قاب . (c نمودار جذب انرژی قاب   ……   42

شکل (3 – 35). نمودار تغییر شکل زاویه ای قاب. a) نمودار تغییر زاویه ای تکیه گاه

تیر. b) نمودار تغییر زاویه ای قسمت میانی تیر   …………………………………………………………   43

شکل (3 – 36). تغییر شکل مهاربند ضربدری در تغییر مکان نسبی 5 درصد   ………..   44

شکل 3- 37). مقادیر و نحوه توزیع تنش در قاب a. ) قاب با اتصال مفصلی

1. b) قاب بااتصال صلب ………………………………………………………………………………………………..   45

شکل 3- 38) مقایسه نمودار برش پایه- تغییر مکان در دو حالت صلب و مفصلی

a ) تحت تغییر شکل های چرخه ای . b) نمودار مقاومت قاب   ………………………………..   46

شکل 3- 39). توزیع تنش در ورق اتصال مهاربند . (a ورق اتصال مدل مرجع با

ضخامت 9.5 میلیمتر. (b ورق اتصال با ضخامت 20 میلیمتر   …………………………………   47

شکل 3- 40) . مقایسه رفتار قاب با افزایش ضخامت ورق اتصال. (a. نمودار هیسترزیس.

 (b. نمودار مقاومت قاب. (c نمودار تغییر شکل زاویه ای تکیه گاه تیر   ……………………….   48

شکل 3- 41). اشکال مختلف ورق اتصال. (a. ورق اتصال با خط آزاد خمش خطی.

 (b. ورق اتصال با خط آزاد خمش بیضی. (c ورق اتصال مخروطی   ……………………………   49

شکل 3- 42). توزیع تنش پلاستیک در اشکال مختلف ورق اتصال. (a. ورق اتصال

با خط آزاد خمش خطی . (b. ورق اتصال با خط آزاد خمش بیضی . (c ورق اتصال

مخروطی   ………………………………………………………………………………………………………………………   50

شکل 3- 43). مقایسه نمودار های هیسترزیس ورق با خط آزاد خمش خطی و بیضی    51

شکل 3- 44) . مقایسه نمودار های تغییر شکل زاویه ای قاب دارای ورق با خط آزاد

 خمش خطی و بیضی   …………………………………………………………………………………………………   52

شکل 3- 45). مقایسه نمودار های هیسترزیس ورق با خط آزاد خمش بیضی و ورق

 اتصال مخروطی   ………………………………………………………………………………………………………….   53

شکل 3- 46). مقایسه نمودار های تغییر شکل زاویه ای قاب دارای ورق با خط آزاد

 خمش بیضی و ورق مخروطی   …………………………………………………………………………………..   53

شکل 3- 47). مدل قاب دو طبقه با مهاربند همگرای قطری ویژه   ……………………………   54

شکل (3- 48) . توزیع تنش ها (معیار فون میسز) و ناحیه تشکیل مفاصل پلاستیک

در قاب های با مهاربندی قطری ویژه (a. قاب دو طبقه (b. قاب یک طبقه   ……………..   55

شکل (3- 49) . امتداد تشکیل مفصل پلاستیک در تکیه گاه تیر   ……………………………   56

شکل 3- 50). مقایسه نمودار های تغییر شکل زاویه ای در تکیه گاه های تیر میانی

 قاب   ……………………………………………………………………………………………………………………………   56

شکل 3- 51). مدل قاب دو دهانه با مهاربند همگرای قطری ویژه در یک دهانه   ……   57

شکل (3- 52) . توزیع تنش ها (معیار فون میسز) در قاب های با مهاربندی قطری

ویژه (a. قاب دو دهانه (b. قاب یک دهانه   ………………………………………………………………….   58

شکل (3 – 53) . مقایسه نمودارهای قاب یک دهانه و دو دهانه (a نمودار مقاومت قاب

(b.نمودار برش پایه – تغییر مکان قاب. (c نمودار جذب انرژی   ………………………………….  58

شکل (3 – 54) . مقایسه نمودارهای تغییر شکل زاویه ای تکیه گاه تیر در قابهای

 یک دهانه و دو دهانه (a. تکیه گاه دارای ورق اتصال مهاربند  (b. تکیه گاه فاقد

ورق اتصال مهاربند   ……………………………………………………………………………………………………….   59

شکل (4 -1) . اشکال مختلف مدل سازی تحلیلی   ………………………………………………………   62

نمودار (4-1) . مقادیر تنش های حداقل و حداکثر در مدل های مورد مطالعه   ………….   62

شکل (4-2) . مقادیر و نحوه توزیع تنش ها درمدل های مورد مطالعه   ………………………… 63    شکل (4-3) . نمودارهای هیسترزیس برش پایه – جابجایی درمدل های مورد مطالعه .   66

شکل (4-4) . نمودار مقاومت قاب های مورد مطالعه   ………………………………………………….   68

شکل (4-5) . نمودار مقایسه جذب انرژی قابها    …………………………………………………………   71

شکل (4-6). نمودار جذب انرژی قاب های مورد مطالعه   ……………………………………………   72

شکل(4-7) . نمودار تغییر شکل زاویه ای تکیه گاه تیر در قاب های مورد مطالعه   …….  73

شکل(4- 8). نمودار مقایسه تغییر شکل زاویه ای تکیه گاه تیر در قاب های مورد مطالعه 74

فهرست جداول

جدول (3-1) . مشخصات مصالح  مورد استفاده در ساخت مدل   ………………………………………….   17

جدول (4-1) . مقایسه پارامترهای مختلف قاب های مورد مطالعه   ………………………………………   74

جدول (4-2) . نتایج حاصل از مدل سازی تحلیلی نسبت به یکدیگر   ………………………………….   75