%34تخفیف

دانلود پروژه:بررسی تاثیر چیدمان­های مختلف دیوارهای برشی بر رفتار لرزه­ای سازه­ های فولادی

تعداد143صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد

مهندسی عمران – گرایش سازه

بررسی تاثیر چیدمان­های مختلف دیوارهای برشی بر رفتار لرزه­ای سازه­ های فولادی

چكيده

در طراحي سازه ها يكي از روش هاي متداول براي مقابله با بارهاي جانبي، استفاده از سيستم ديوار برشي است. اين سيستم سازه اي داراي مزايا و معايبي است كه در خصوص مزاياي آن مي توان به سختي زياد و در نتيجه تغييرمكان كم، كاهش اثرات ثانويه‌ي P-Δ و در بعضي موارد اقتصادي بودن طرح اشاره نمود. امتياز ديگر ديوارهاي برشي آن است كه بر خلاف ستون ها حتي بعد از ترك خوردگي هاي زياد نيز قادر به تحمل بارهاي قائم مي باشند. در خصوص معايب آن مي توان به امكان شكست برشي در صورت عدم تخمين صحيح تعداد ديوارها و قرارگيري نامناسب آنها در پلان اشاره نمود. تمام مزايايي كه به آن اشاره شد زماني مصداق پيدا مي كند كه تحت اثر زلزله، ديوار رفتار مناسبي از خود بروز دهد و اين امر مستلزم آن است كه تعداد ديوارهاي برشي و توزيع آنها در پلان مناسب باشد. در تحقیق حاضر ابتدا مقایسه ای کلی بین مدل های با سیستم های متداول برای ساختمان های فولادی در ایران انجام مي شود. بدین ترتیب، سیستم های با قاب خمشی در دو جهت، سیستم های یک جهت قاب خمشی و یک جهت دارای دیوار برشی، سیستم های دو جهت دارای دیوار برشی و سیستم های دو جهت قاب خمشی + دیوار برشی بررسی مي شوند. در این مطالعات جهات بارگذاری، هم در جهت طولی، هم در جهت عرضی و هم به صورت شطرنجی تغییر داده شده تا حالت بهینه تعیین گردد. در مرحله بعد تعداد 18 سازه فولادي با سيستم قاب ساده + ديوار برشي با پنج طبقه و با هندسه یکسان ولی با تعداد و چیدمان مختلف دیوارهای برشی مورد مطالعه قرار مي گيرند. ديوارهاي برشي در دهانه هاي مختلف و در دو جهت x و y (طبق نظم خاص و به صورت هدفمند) جابجا مي شوند. پس از تحليل، پاسخ سازه شامل تعدادي از مهمترين پارامترها با استفاده از نرم افزار ETABS برداشت شده و مورد مقايسه قرار مي گيرند. از آنجا كه در اين مرحله هر سازه به طور جداگانه طراحي مي شود، وزن المان هاي فولادي سازه و هزينه اجراي سازه نيز مورد مقايسه قرار مي گيرد. در مرحله بعدي تحقيق، تعداد 18 سازه با سيستم قاب خمشي + ديوار برشي با مقاطع تير و ستون يكسان و تعداد ديوار برشي يكسان مورد بررسي و مقايسه قرار مي گيرند. هم چنين به خاطر اين كه نتايج برداشت شده تنها ناشی از يک تحليل خاص نبوده و بتوان به نتايج قابل استنادتری دست يافت، سازه‏های مورد بررسی تحت آناليزهای استاتيکی معادل و ديناميکی طيفی قرار گرفته است. سپس درصد برش جذب شده توسط ديوارها در هر طبقه، تغيير مكان ها، دوران ها و ديگر پارامترهاي مهم سازه‏اي نسبت به يكديگر سنجيده مي شوند. در هر مورد نتايج حاصل از دو آناليز ديناميكي طيفی و استاتيکی معادل نيز با يکديگر مقايسه مي گردند. تحلیل غیر خطی معرف رفتار واقعی سازه تحت اثر نیروهای زلزله می باشد. لذا در مرحله آخر تعداد 6 سازه با مقاطع و تعداد دیوار برشی یکسان، اما با چیدمان های متفاوت دیوارها، توسط نرم افزار Sap تحت آنالیز استاتیکی غیر خطی فزاینده (پوش آور) قرار گرفته اند. سپس مقادیر شکل پذیری، مقاومت افزون و دیریفت ها در دو جهت x و y مورد مقایسه قرار گرفته اند. پس از مقايسه آيتم هاي مذكور، مزايا و معايب هر چيدمان مورد نقد و بررسي قرار مي گيرد. نهايتاً در فصل آخر، يك نتيجه گيري كلي از تحقيق انجام شده صورت گرفته و پيشنهادها و راهكارهايي جهت تعيين مكان مناسب براي ديوار برشي در پلان سازه ارائه شده است.

واژگان كليدي: سيستم دوگانه، موقعيت ديوار برشي، پايداري پيچشي، مجتمع شدن سيستم مهاربندي، نیروی کشش ستونی.

فهرست مطالب

عنوان

صفحه

1-بیان كليات و تعریف موضوع تحقیق 12

1-1 مقدمه 13

1-2تعريف مسئله و بيان وضعيت فعلي موضوع 13

1-3 ضرورت و اهميت تحقيق 15

1-4  روش و راهکار انجام تحقيق 16

1-5  اهداف مورد نظر 18

1-6  ساختار پایان نامه‍ 18

2-پیشینه تحقیق 20

2-1 کلیات 20

2-2 مطالعات انجام شده پیشین Error! Bookmark not defined.

3-مشخصات كلي سازه هاي مورد مطالعه 23

3-1 كليات 24

3-2 مشخصات هندسی سازه مورد تحقیق 24

3-3 بارگذاری ساختمان 24

3-4 بارهای جانبی زلزله 27

3-4-1 محاسبه ضریب زلزله و برش پایه 27

3-5 مشخصات مصالح مصرفی 28

3-6  مقاطع مورد استفاده در نرم افزار و نحوه نام گذاري مقاطع 28

3-8 نرم افزارها و آئین نامه های مورد استفاده 31

3-9  کنترل قاب ها تحت 25% بار زلزله 32

3-10 ترکیبات بارگذاری 35

3-11 اعضای فولادی در دیوارهای برشی 37

3-11-1  اجرای ستون به صورت غیر مدفون در دیوار برشی 38

3-11-2  ستون مدفون در دیوار برشی 39

3-11-3  تیر فولادی در دیوارهای برشی 41

4-بررسي پاسخ سازه براي سيستم هاي مورد مطالعه 43

4-1 مقدمه 44

4-2 مقایسه سیستم های دو طرف قاب خمشی تحت بارگذاری های در جهات مختلف 46

4-3 بررسی مدل های یک طرف گیردار – یک طرف دیوار برشی 53

4-4 تغییر دهانه های دارای دیوار برشی در دو جهت در دهانه های کناری 59

4-5 تغییر دهانه های دارای دیوار برشی در دو جهت در دهانه های میانی 65

4-6 تغییر دهانه های دارای دیوار برشی در دو جهت در دهانه های وسط 70

4-7  بررسی سازه های 4 دیواره با سیستم قاب خمشی + دیوار برشی 76

4-8 بررسی سازه های 6 دیواره با سیستم قاب خمشی + دیوار برشی 85

4-9  بررسی مدل های 8 دیواره با سیستم قاب خمشی + دیوار برشی 96

4-10  تحلیل استاتیکی غیرخطی 106

4-10-1  منحنی ظرفیت 106

4-10-2  ضریب شکل‎پذیری کلی سازه (sµ) 106

4-10-3  ضریب مقاومت افزون (Ω) 107

4-10-4 ایده‎آل سازی منحنی ظرفیت 108

4-10-5 مدل سازی 109

4-11……………………… تفسیر رفتار غیر خطی سازه‎ها 115

4-12 مجتمع شدن سيستم هاي مهاربندي 117

5-جمع بندی، نتيجه گيري و ارائه پيشنهاد ها 121

5-1 مقدمه 122

5-2 نتیجه گیری کلی 122

5-2-1   ویژگی های سیستم دیوار برشی 122

5-2-2   ویژگی سیستم های مختلف در دو جهت 123

5-2-3   محل قرارگیری دیوار های برشی 123

5-3 پيشنهاد ها و راهكارها 127

5-4 پیشنهاد براي تحقیقات آتی 128

پیوست 1: لیست مقاطع مورد استفاده در نرم افزار………………………………………………………………………………………….126

6-مراجع 139

فهرست جدول ها

عنوان

صفحه

جدول ‏3‑1: وزن واحد سطح قسمت های مختلف سقف طبقات مسکونی 25

جدول ‏3‑2 : وزن واحد سطح قسمت های مختلف سقف بام 26

جدول ‏3‑3 : مشخصات مصالح مصرفی 28

جدول ‏3‑4 : علائم نامگذاري ضخامت ورق 29

جدول ‏3‑5 : تركيب‌ بارهاي عمومي طراحي سازه‌هاي فولادي مطابق آئین نامه AISC 35

جدول ‏3‑6 : تركيب‌ بارهاي عمومي طراحي سازه‌هاي فولادي مطابق آئین نامه UBC97 36

جدول ‏3‑7 : تركيب بارهاي طراحي ديوار برشي مطابق آئین نامه ACI318-05 37

جدول ‏4‑1 : نتايج تحليل مدل هاي قاب خمشي با تغيير جهت بارگذاری سقف 48

جدول ‏4‑2 : مشخصات سيستم هاي يك طرف گيردار و يك طرف ديوار برشي 53

جدول ‏4‑3: نتايج تحليل مدل هاي مدل یک طرف گیردار و یک طرف دیوار و سیستم دو جهت دیوار برشی 55

جدول ‏4‑4 : مشخصات فايل هاي داراي ديوار در دهانه هاي كناري 59

جدول ‏4‑5 : نتايج تحليل مدل ها با تغییر دهانه های دارای دیوار برشی در دو جهت در دهانه های کناری 61

جدول ‏4‑6 : مشخصات فايل هاي داراي ديوار در در دهانه هاي مياني 65

جدول ‏4‑7: نتايج تحليل مدل ها با تغییر دهانه های دارای دیوار برشی در دو جهت در دهانه های میانی 67

جدول ‏4‑8 : مشخصات فايل هاي داراي ديوار در دهانه هاي وسطي 70

جدول ‏4‑9: نتايج تحليل مدل ها با تغییر دهانه های دارای دیوار برشی در دو جهت در دهانه های وسط 72

جدول‏4‑10: نتايج تحليل مدل ها با مجتمع كردن سيستم هاي مهاربندي 118

فهرست شکل ها

عنوان

صفحه

شکل ‏3‑1:  قسمت های مختلف سقف طبقات 25

شکل ‏3‑2: قسمت های مختلف سقف بام 26

شکل ‏3‑3 : نحوه نام گذاري ورق هاي تقويتي 29

شکل ‏3‑4 : نحوه نام گذاري عرض ورق هاي تقويتي 29

شکل ‏3‑5 : الگوي نام گذاري مقاطع 30

شکل ‏3‑6 : نام گذاري يك مقطع 30

شکل ‏3‑7 : نمونه اي از اجراي ستون غير مدفون متصل به ديوار برشي 38

شکل ‏3‑8 : نمونه اي از اجراي ديوار برشي غير متصل به ستون 39

شکل ‏3‑9: ديوار برشي با ستون مدفون 40

شکل ‏3‑10: اجزاي مرزي در ديوار برشي با ستون فولادي مدفون 41

شکل ‏3‑11: جزييات اتصال ورق فولادي به ديوار برشي 42

شکل ‏4‑1 : اثر پیچش بر سازه 45

شکل ‏ 4‑2: جهت بارگذاری سقف تیرچه وبلوک 47

شکل ‏4‑3 : مقايسه حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم :  الف) در جهت x    ب) در جهت y 50

شکل ‏4‑4 : مقايسه حداكثر چرخش سازه 50

شکل ‏4‑5 : مقايسه حداكثر تغيير مكان نقطه اي:  الف) در جهت x    ب) در جهت y 50

شکل ‏4‑6 :  الف)  وزن المان هاي خطي سازه( تير و ستون)     ب) هزينه سازه 51

شکل ‏4‑7 : مقايسه عكس العمل تكيه گاهي : الف) حداکثر نیروی فشاری  ب) حداكثر نيروي كششي 51

شکل ‏4‑8 : مدل یک طرف گیردار و یک طرف دیوار برشی و سیستم دو جهت دیوار برشی 55

شکل ‏4‑9: مقايسه حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم :  الف) در جهت x   ب) در جهت y 56

شکل ‏4‑10: مقايسه حداكثر چرخش سازه 56

شکل ‏4‑11: مقايسه حداكثر تغيير مكان نقطه اي:  الف) در جهت x   ب) در جهت y 57

شکل ‏4‑12: الف)  وزن المان هاي خطي سازه( تير و ستون)   ب) هزينه سازه 57

شکل ‏4‑13: مقايسه عكس العمل تكيه گاهي : الف) حداکثر نیروی فشاری   ب) حداكثر نيروي كششي 57

شکل ‏4‑14: تغییر دهانه های دارای دیوار برشی در دو جهت در دهانه های کناری 60

شکل ‏4‑15: مقايسه حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم :  الف) در جهت x   ب) در جهت y 62

شکل ‏4‑16: مقايسه حداكثر چرخش سازه 62

شکل ‏4‑17: مقايسه حداكثر تغيير مكان نقطه اي:  الف) در جهت x   ب) در جهت y 62

شکل ‏4‑18:  الف)  وزن المان هاي خطي سازه( تير و ستون)   ب) هزينه سازه 63

شکل ‏4‑19: مقايسه عكس العمل تكيه گاهي : الف) حداکثر نیروی فشاری   ب) حداكثر نيروي كششي 63

شکل ‏4‑20: تغییر دهانه های دارای دیوار برشی در دو جهت در دهانه های میانی 66

شکل ‏4‑21: مقايسه حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم : الف)در جهت x    ب) در جهت y 68

شکل ‏4‑22: مقايسه حداكثر چرخش سازه 68

شکل ‏4‑23: مقايسه حداكثر تغيير مكان نقطه اي:  الف) در جهت x    ب) در جهت y 69

شکل ‏4‑24:  الف)  وزن المان هاي خطي سازه( تير و ستون)   ب) هزينه سازه 69

شکل ‏4‑25: مقايسه عكس العمل تكيه گاهي : الف) حداکثر نیروی فشاری    ب) حداكثر نيروي كششي 69

شکل ‏4‑26 : تغییر دهانه های دارای دیوار برشی در دو جهت در دهانه های وسط 71

شکل ‏4‑27: مقايسه حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم : الف)در جهت x   ب) در جهت y 73

شکل ‏4‑28 : مقايسه حداكثر چرخش سازه 73

شکل ‏4‑29 : مقايسه حداكثر تغيير مكان نقطه اي:  الف) در جهت x    ب) در جهت y 73

شکل ‏4‑30:  الف)  وزن المان هاي خطي سازه( تير و ستون)   ب) هزينه سازه 74

شکل ‏4‑31: مقايسه عكس العمل تكيه گاهي : الف) حداکثر نیروی فشاری   ب) حداكثر نيروي كششي 74

شکل ‏4‑32 : پلان مدل های شامل 4 دهانه دیوار برشی 77

شکل ‏4‑33 : حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم طبقات در جهت x (تحلیل استاتیکی) 77

شکل ‏4‑34 : حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم طبقات در جهت x (تحلیل طیفی) 77

شکل ‏4‑35 : حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم طبقات در جهت y (تحلیل استاتیکی) 78

شکل ‏4‑36 : حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم طبقات در جهت y (تحلیل طیفی) 78

شکل ‏4‑37 : حداكثر چرخش طبقات (تحلیل استاتیکی) 79

شکل ‏4‑38 : حداكثر چرخش طبقات (تحلیل طیفی) 79

شکل ‏4‑39 : حداكثر تغيير مكان نقطه ای طبقات در جهت x (تحلیل استاتیکی) 80

شکل ‏4‑40 : حداكثر تغيير مكان نقطه ای طبقات در جهت x (تحلیل طیفی) 80

شکل ‏4‑41 : حداكثر تغيير مكان نقطه ای طبقات در جهت y (تحلیل استاتیکی) 81

شکل ‏4‑42 : حداكثر تغيير مكان نقطه ای طبقات در جهت y (تحلیل طیفی) 81

شکل ‏4‑43 :درصد برش جذب شده توسط ديوار در تراز طبقات در جهت x(تحلیل استاتیکی) 82

شکل ‏4‑44 :درصد برش جذب شده توسط ديوار در تراز طبقات در جهت x (تحلیل طیفی) 82

شکل ‏4‑45 :مقايسه نسبي درصد برش در طبقات در آناليز استاتيكي و ديناميكي طيفي برای جهت x 82

شکل ‏4‑46 : درصد برش جذب شده توسط ديوار در تراز طبقات در جهت y (تحلیل استاتیکی) 83

شکل ‏4‑47 : درصد برش جذب شده توسط ديوار در تراز طبقات در جهت y (تحلیل طیفی) 84

شکل ‏4‑48 :مقايسه نسبي درصد برش در طبقات در آناليز استاتيكي و ديناميكي طيفي برای جهت y 84

شکل ‏4‑49 :حداکثر نیروی عکس العمل تکیه گاهی دیواره الف) نیروی فشاری  ب) نیروی کششی 85

شکل ‏4‑50 : پلان مدل های با 6 دهانه دیوار برشی 86

شکل ‏4‑51 : حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم طبقات در جهت x (تحلیل استاتیکی) 87

شکل ‏4‑52 : حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم طبقات در جهت x (تحلیل طیفی) 87

شکل ‏4‑53 :حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم طبقات در جهت y (تحلیل استاتیکی) 88

شکل ‏4‑54 :حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم طبقات در جهت y (تحلیل طیفی) 88

شکل ‏4‑55 :حداكثر چرخش طبقات (تحلیل استاتیکی) 89

شکل ‏4‑56 :حداكثر چرخش طبقات (تحلیل طیفی) 89

شکل ‏4‑57 :حداكثر تغيير مكان نقطه ای طبقات در جهت x (تحلیل استاتیکی) 90

شکل ‏4‑58 :حداكثر تغيير مكان نقطه ای طبقات در جهت x (تحلیل طیفی) 90

شکل ‏4‑59 :حداكثر تغيير مكان نقطه ای طبقات در جهت y (تحلیل استاتیکی) 91

شکل ‏4‑60 :حداكثر تغيير مكان نقطه ای طبقات در جهت y (تحلیل طیفی) 91

شکل ‏4‑61 :درصد برش جذب شده توسط ديوار در تراز طبقات در جهت x (تحلیل استاتیکی) 92

شکل ‏4‑62 :درصد برش جذب شده توسط ديوار در تراز طبقات در جهت x (تحلیل طیفی) 92

شکل ‏4‑63 :مقايسه نسبي برش طبقات در آناليز استاتيكي معادل و ديناميكي طيفي برای جهت x 92

شکل ‏4‑64 :درصد برش جذب شده توسط ديوار در تراز طبقات در جهت y (تحلیل استاتیکی) 94

شکل ‏4‑65 :درصد برش جذب شده توسط ديوار در تراز طبقات در جهت y (تحلیل طیفی) 94

شکل ‏4‑66 :مقايسه نسبي برش طبقات در آناليز استاتيكي معادل و ديناميكي طيفي برای جهت y 94

شکل ‏4‑67 :حداکثر نیروی کششی تکیه گاهی در مدل های 6 دیواره 95

شکل ‏4‑68 :حداکثر نیروی فشاری تکیه گاهی در مدل های 6 دیواره 95

شکل ‏4‑69 : پلان مدل های شامل 8 دهانه دیوار برشی 97

شکل ‏4‑70 : حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم طبقات در جهت x (تحلیل استاتیکی) 98

شکل ‏4‑71 : حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم طبقات در جهت x (تحلیل طیفی) 98

شکل ‏4‑72 :حداكثر چرخش طبقات (تحلیل استاتیکی) 99

شکل ‏4‑73 :حداكثر چرخش طبقات (تحلیل طیفی) 99

شکل ‏4‑74 :حداكثر تغيير مكان نقطه ای طبقات در جهت x (تحلیل استاتیکی) 100

شکل ‏4‑75 :حداكثر تغيير مكان نقطه ای طبقات در جهت x (تحلیل طیفی) 100

شکل ‏4‑76 :حداكثر تغيير مكان نقطه ای طبقات در جهت y (تحلیل استاتیکی) 101

شکل ‏4‑77 :حداكثر تغيير مكان نقطه ای طبقات در جهت y (تحلیل طیفی) 101

شکل ‏4‑78 :درصد برش جذب شده توسط ديوار در تراز طبقات در جهت x (تحلیل استاتیکی) 102

شکل ‏4‑79 :درصد برش جذب شده توسط ديوار در تراز طبقات در جهت x (تحلیل طیفی) 102

شکل ‏4‑80 :مقايسه نسبي درصد برش در طبقات در آناليز استاتيكي و ديناميكي طيفي برای جهت x 102

شکل ‏4‑81 :درصد برش جذب شده توسط ديوار در تراز طبقات در جهت y (تحلیل استاتیکی) 103

شکل ‏4‑82 :درصد برش جذب شده توسط ديوار در تراز طبقات در جهت y (تحلیل طیفی) 104

شکل ‏4‑83 :مقايسه نسبي درصد برش در طبقات در آناليز استاتيكي و ديناميكي طيفي برای جهت y 104

شکل ‏4‑84 : حداکثر نیروی کششی تکیه گاهی در مدل های 8 دیواره 105

شکل ‏4‑85 : حداکثر نیروی فشاری تکیه گاهی در مدل های 8 دیواره 105

شکل ‏4‑86: دوخطی سازی منحنی ظرفیت. 108

شکل ‏4‑87 : پلان مدل های شامل 8 دهانه دیوار برشی 111

شکل ‏4‑88 : منحنی ظرفیت برای سازه ها 111

شکل ‏4‑89 : ایده آل سازی منحنی ظرفیت برای یکی از مدل ها 112

شکل ‏4‑90 : تغییر مکان جانبی طبقات در جهت x 112

شکل ‏4‑91 : تغییر مکان جانبی طبقات در جهت y 113

شکل ‏4‑92 : ضریب شکل پذیری در جهت x 113

شکل ‏4‑93 :ضریب مقاومت افزون در جهت x 114

شکل ‏4‑94 : ضریب شکل پذیری در جهت y 114

شکل ‏4‑95 : ضریب مقاومت افزون در جهت y 115

شکل ‏4‑96 : تشکیل لولاهای خمیری بر روی ستون های مجاور دیوار و ایجاد مکانیزم ناپایداری 115

شکل ‏4‑97 : روند تشکیل لولاهای خمیری در قاب های فاقد دیوار برشی و ایجاد مکانیزم ناپایداری 116

شکل ‏4‑96: مجتمع كردن سيستم هاي مهاربندي 117

شکل ‏4‑99: مقايسه حداكثر تغيير مكان مركز ديافراگم : الف)در جهت xب) در جهت y 119

شکل ‏4‑100: مقايسه حداكثر چرخش سازه 119

شکل ‏4‑101: مقايسه حداكثر تغيير مكان نقطه اي:  الف) در جهت x    ب) در جهت y 119

شکل ‏4‑102: الف) وزن المان هاي خطي سازه( تير و ستون)   ب) هزينه سازه 120

شکل ‏4‑103: مقايسه عكس العمل تكيه گاهي : الف) حداکثر نیروی فشاری    ب) حداكثر نيروي كششي 120

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “دانلود پروژه:بررسی تاثیر چیدمان­های مختلف دیوارهای برشی بر رفتار لرزه­ای سازه­ های فولادی”

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