دانلود پروژه:بررسی رفتار لرزه ای اتصالات نیمه صلب تیر به ستون  در سازه های فولادی

فصل اول  کلیات تحقیق_ 1

1-1مقدمه_ 2

1-1-1تاریخچه سازه های فولادی واتصالات  2

1-2 بیان مسئله_ 2

1-2-1 طبقه بندی سازه های فولادی_ 3

سازه های فولادی به سه گروه اساسی طبقه بندی می شوند_ 3

1-2-2  معایب ومزایای سازه های فولادی_ 6

1-3   اهمیت وضرورت تحقیق_ 9

1-4   اهداف تحقیق_ 9

1-5   متغیرهای تحقیق_ 10

1-6   فرضیه های تحقیق_ 13

1-7   تعریف واژه ها واصطلاحات_ 13

1-8  محدودیتهای تحقیق_ 13

فصل دوم مروری بر تحقیقات انجام شده_ 15

2-1  مقدمه_ 15

2-2  مبانی نظری تحقیق_ 15

2-2-1  اتصالات_ 15

2-2- 2   طبقه بندی اتصالات فولادی_ 17

2-2-2-1  طبقه بندی اتصالات از نظرسختی_ 17

2-2-2-2   طبقه بندی اتصالات از نظرمقاومت_ 17

2-2-2-3  طبقه بندی اتصالات از نظر شکل پذیری_ 17

2-2- 3  نمودار لنگر – دوران در اتصالات_ 17

2-2-4  طبقه بندی اتصالات براساس نمودار M-ϴ_ 18

2-2-5  اتصالات نیمه صلب تیر به ستون_ 19

2-2-5-1   جزئیات اتصال نیمه صلب_ 20

2-2-5-2   رفتار لرزه ای اتصالات نیمه صلب_ 21

2-2-5-3   طراحی لرزه ای اتصالات نیمه صلب_ 23

2-2-5-4   انواع اتصالات نیمه صلب_ 25

2-2-5-6  معایب ومزایای اتصالات خورجینی_ 27

2-2-5-7 بررسی رفتار ونیروهای وارد براتصال خورجینی_ 28

2-2-5-8 مطالعات اتصالات نیمه صلب_ 29

2-2- 6  مباحث آیین نامه ای_ 29

2-2-6- 1  تقسیم بندی اتصالات از دیدگاه آیین نامه ها_ 29

2-2-6- 2  معیارهای وضوابط آیین نامه ای_ 31

2-3  پیشینه تحقیق_ 34

2-3-1  مقدمه_ 34

2-3-2  مروری بر تحقیقات پیشین محققین:_ 34

2-3-2-1  بررسی طراحی وعملکرد لرزه ای سازه های فولادی با سیستم ترکیبی قاب صلب ونیمه صلب_ 34

2-3-2-2   بررسی رفتار لرزه ای قابهای خمشی مقاوم به ستون با اتصالات نیمه صلب       36

2-3-2-3  تحلیل وبررسی پارامتریک قابهای دروازه ای مرکب با اتصالات نیمه صلب   38

2-3-2-4  ماتریسهای سختی درجه اول ودوم وبار محوری یک سیستم  تیر به ستون با اتصالات نیمه صلب_ 40

2-3-2-5  توسعه متدهای طراحی کاربردی برای سازه های فولادی با اتصالات نیمه صلب      41

2-3-2-6 پارامترهای تقریبی برای بررسی رفتار پیچشی سازه های فولادی با اتصالات نیمه صلب خورجینی_ 44

2-3-2-7  بررسی وآنالیز قابهای فولادی با اتصالات زانویی نیمه صلب تیر به تیر وتیر به ستون تحت نیروی خمشی ومحوری 46

2 -3-2-8 ارزیابی اتصالات نیمه صلب در سازه های فولادی با استفاده از تست مودال   48

2-3-2-9  تحلیل پایداری سازه های قفسه ای سه بعدی مسطح با اتصالات نیمه صلب      50

2-3-2-10 طراحی پایداری سازه ها با اتصالات نیمه صلب   _ 50

2-3-2-11  بررسی توزیع بار برروی فنداسیونهای انعطاف پذیردر سازه های با اتصالات نیمه صلب_ 50

2-3-2-12  بررسی خصوصیات دینامیکی وپاسخ زمانی سازه های قابی شکل با اتصالات نیمه صلب وگریز از مرکز _ 50

2-3-2-13 ارزیابی رفتارلرزه ای قابهای فولادی با اتصالات نیمه صلب ومهاربندی زانویی با استفاده ار روش _ 50

2-3-2-14 بررسی ازمایشگاهی سیستمها با اتصالات نیمه صلب تحت خمش با وبدون نیروی محوری  _ 57

2-3-2-15 عملکرد لرزه ای قابهای خمشی نیمه صلب تحت رکوردهای ثبت شده دور ونزدیک   79

فصل سوم مبانی مدلسازی و تطابق نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی   62

3-1  مقدمه_ 63

3-2 تخمین میرایی و ضرایب کاهش طیف پاسخ نیاز_ 63

3-3 تحلیل اجزای محدود_ 67

3-4  مراحل تحليل المان محدود_ 69

3-5  نحوه تحليل المان محدود_ 70

3-6  روشهای تحلیل المان محدود_ 70

3-6-1  روش اجزا محدود ضمنی_ 71

3-6-2  روش اجزا محدود صریح_ 71

3-7 اعتبارسنجی کار آزمایشگاهی_ 75

فصل چهارم مدلسازی و تحلیل مدلها_ 84

4-1  مقدمه_ 87

4-2  انتخاب معیار تسلیم_ 87

4-2-1  معیار ون میسز_ 87

4-3  مدلهای مورد مطالعه_ 88

4-3-1  شتاب نگاشت زلزله طبس_ 89

4-3-2  شتاب نگاشت زلزله بم_ 90

4-3-3  شتاب نگاشت زلزله منجیل_ 90

4-3-4  شتاب نگاشت زلزله السنترو_ 91

4-4   نتایج بارگذاری لرزه ای_ 91

4-4-1  زلزله طبس_ 91

4-4-2  نتایج لرزه ای دیگر_ 102

4-5  مدلهای تیپ دوم_ 110

فصل پنجم  نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات_ 123

5-1 مقدمه_ 124

5- 2نتیجه گیری 124

5-3   پیشنهادها_ 126

منابع_ 127

فهرست جداول

    جدول 1-1 متغیرهای تحقیق 10

جدول 2-1 لنگر ودوران انتهایی برای انواع مختلف بار با درجات صلبیت مختلف 21

جدول 2-2 محاسبه نیروی زلزله برای قابهای با اتصالات نیمه صلب 25

جدول 2-3 اندازه حداقل جوش گوشه برحسب ضخامت ورق ضخیم تر 31

جدول 2-4 مقاومت نهایی اعضا واتصال 32

جدول 3-1 ضریب اصلاح وضزیب میرایی 66

جدول 3-2 تعیین نوع رفتار سازه 67

جدول 3-3 مشخصات قاب مورد استفاده 77

جدول 3-4 مشخصات فولاد مورد استفاده 78

جدول 3-5 مقایسه نتایج به دست آمده از نمونه آزمایشگاهی ومدل عددی 83

جدول3-6 میزان خطا……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..83

جدول 4-1 مدلهای مورد مطالعه 88

جدول 4-2 مقایسه مدل تحت رکوردهای مختلف زلزله 108

جدول 4-3 مدلهای تیپ دوم  110

جدول 4-4 مقایسه کلی مدلها  122

فهرست شکل ها

شکل 1-1 سازه های قاب بندی شده ________________________________ 3

شکل 1-2 سازه های پوسته ای_____________________________________ 4

شکل 1-3 سازه های معلق_________________________________________ 5

شکل 2-1 نمودار لنگر – دوران در اتصالات_________________________ 17

شکل 2-2 جزئیات اتصال نیمه صلب________________________________ 20

شکل 2-3 پاسخ هیسترسیس لنگر- دوران برای اتصالات صلب ونیمه صلب    22

شکل 2-4 پاسخ سازه در برابر زلزله با قاب صلب ونیمه صلب_________ 22

شکل 2-5 اتصال نیمه صلب با ورق فوقانی برای تسلیم در تیر________ 26

شکل 2-6 انواع اتصالات خورجینی_________________________________ 27

شکل 2-7 سیستم طبقه بندی آیین نامه Eurocode3______________________ 30

شکل 2-8 سازه های فولادی با سیستم ترکیبی قاب صلب ونیمه صلب______ 35

شکل 2-9 قابهای خمشی مقاوم به ستون با اتصالات نیمه صلب__________ 37

شکل 2-10 قاب دروازه ای مرکب وکوتاه با اتصالات نیمه صلب_________ 39

شکل 2-11 نمودار متدهای طراحی سازه های فولادی با اتصال نیمه صلب   43

شکل 2-12 قاب فولادی با اتصال زانویی نیمه صلب___________________ 47

شکل 2-13 سازه های فولادی با سطح مقطع مربعی، مستطیلی ودوبعدی____ 49

شکل 2-14 سازه های قفسه ای سه بعدی مسطح با اتصالات نیمه صلب______ 51

شکل 2-15 فنداسیونهای تیری(ارتجاعی)___________________________ 53

شکل 2-16 سازه قابی فضایی ونامتقارن وسازه های مسطح_____________ 55

شکل 2-17 آزمایش سیستم با اتصالات توپی وپیچی____________________ 58

 شکل 2-18 قابهای سه گوشه وسه طبقه ____________________________ 60

شکل 3-1 حلقه هیستریک ایده ال برای یک ساختمان با جزئیات شکل پذیر 65

شکل 3-2 نمودار مقایسه دقت آنالیز المان محدود صریح وضمنی_______ 74

شکل 3-3 شرایط تکیه گاهی ومرزی نمونه مورد آزمایش_______________ 75

شکل 3-4 نمونه آزمایشگاهی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..76

شکل 3-5 نحوه مدلسازی ومدل ساخته شده در نرم افزار Abaqus_________ 79

شکل 3-6 نمودار بارگذاری چرخه ای _____________________________ 79

شکل 3-7مقایسه کانتور کرنشهای پلاستیک مدل ساخته شده_____________ 80

شکل 3-8 مقایسه نتایج آزمایشگاهی وعددی________________________ 81

شکل 3-9 مقایسه منحنی های چرخه ای مدل عددی ونمونه آزمایشگاهی    82

شکل 4-1 محل اعمال شتاب نگاشت افقی در مدلها____________________ 86

شکل 4-2 سطح تسلیم معیارهای توسکا و ون میسز در فضای تنشهای اصلی  87

شکل 4-3 شتاب نگاشت زلزله طبس در جهت x_________________________ 89

شکل 4-4 شتاب نگاشت زلزله طبس در جهت x  ودر 16ثانیه_____________ 89

شکل 4-5 شتاب نگاشت زلزله بم در جهت x ودر 15ثانیه_______________ 90

شکل 4-6 شتاب نگاشت زلزله منجیل در جهت x ودر 45ثانیه____________ 90

شکل 4-7 شتاب نگاشت زلزله السنترو در جهت x ودر 45ثانیه__________ 91

شکل 4-8 کانتور تنش ون میسز در اثر اعمال رکورد زلزله طبس_______ 92

شکل 4-9 کانتور جابه جایی کلی مدل تحت زلزله طبس________________ 93

شکل 4-10 تعیین نقطه مرجع روی صفحه صلب جهت گرفتن نیروی عکس العملی 93

شکل 4-11 تاریخچه زمانی جابه جایی مدل تحت زلزله طبس____________ 94

شکل 4-12 کانتور انرژی کرنش پلاستیک کلی مدل تحت زلزله طبس_______ 94

شکل 4-13 مراحل تشکیل کانتور انرژی کرنش پلاستیک تیر تحت زلزله طبس   95

شکل 4-14 مسیر انتخاب جهت گرفتن خروجی ها  96

شکل 4-15 کرنش ایجاد شده در طول تیر 97

شکل 4-16 نمایش دوران مفصل پلاستیک وانحناء 98

شکل 4-17 نمایش تغییرشکل تیرجهت تعیین میزان دوران مفصل پلاستیک 99

شکل 4-18 کانتور جابه جایی در طول تیر 100

شکل 4-19 منحنی جابه جایی در طول تیر 100

شکل 4-20 کانتور تنش در اثر اعمال رکورد زلزله منجیل 102

شکل 4-21 کانتور تنش در اثر اعمال رکورد زلزله بم 103

شکل 4-22 کانتور تنش در اثر اعمال رکورد زلزله السنترو 104

شکل 4-23 کرنش ایجاد شده در طول تیر تحت رکورد منجیل 105

شکل 4-24 کرنش ایجاد شده در طول تیر تحت رکورد بم 106

شکل 4-25 کرنش ایجاد شده در طول تیر تحت رکورد السنترو 107

شکل 4-26 کرنش ایجاد شده در طول تیر تحت رکورد های مختلف زلزله 108

شکل 4-27 چارت کرنش مدل تحت رکوردهای مختلف 109

شکل 4-28 چارت طول مفصل پلاستیک مدل تحت رکوردهای مختلف 109

شکل 4-29 کانتور تنش مدل M1 111

شکل 4-30 کانتور جابه جایی مدل M1 112

شکل 4-31 کانتور انرژی کرنش پلاستیک مدل M1 112

شکل 4-32 نمودار نیرو- جابه جایی مدل M1 113

شکل 4-33 نمودار نیرو- جابه جایی مدل M2 114

شکل 4-34 نمودار نیرو- جابه جایی مدل M3 114

شکل 4-35 نمودار نیرو- جابه جایی مدل M4 115

شکل 4-36  نمودار نیرو- جابه جایی مدل مدلها با ضخامت ورق متفاوت 115

شکل 4-37 نمودار نیرو- جابه جایی مدل M5 116

شکل 4-38 نمودار نیرو- جابه جایی مدل M6 117

شکل 4-39 نمودار نیرو- جابه جایی مدل M7 117

شکل 4-40 نمودار نیرو- جابه جایی مدل مدلها با فاصله افقی پیچ متفاوت 118

شکل 4-41 نمودار نیرو- جابه جایی مدل M8 118

شکل 4-42 نمودار نیرو- جابه جایی مدل M9 119

شکل 4-43 نمودار نیرو- جابه جایی مدل M10 119

شکل 4-44 نمودار نیرو- جابه جایی مدل مدلها با فاصله عمودی پیچ متفاوت 120

شکل 4-45 نمودار نیرو – جابه جایی تمام مدلها……………………………………………………………………………………..120

شکل 4-46 نمودار نیرو- جابه جایی مدل صلب…………………………………………………………………………………121

شکل 4-47 نحوه تعیین ضریب جابه جایی شکل پذیری 121