دانلود پروژه:عنوان بررسی رفتار غیر خطی دیوار برشی فولادی سخت شده با سخت کننده قطری از جنس  FRP  تحت بار جانبی

فهرست مطالب

چكيده…………………………………………………………………………………………………………………………………………1

فصل اول:كليات تحقيق                            

1-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………2

1-2- معرفی سيستم ديوار برشی…………………………………………………………………………………………………….5

1-3- ضرورت انجامتحقيق…………………………………………………………………………………………………………10

1-4- فصل بندی پاياننامه………………………………………………………………………………………………………….11

فصل دوم:مرور ادبيات و پيشينه تحقيق

2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………….13

 2-2- مروری بر تحقيقات انجامشده……………………………………………………………………………………………15

         2-2-1- مروری بر تحقيقات آزمايشگاهی انجامشده……………………………………………………………16

          2-2-2- مروری بر روشهای تحليلی ارائه شده در سيستم ديوار برشی فولادی………………………..26

2-2-2-1- مدلنواری………………………………………………………………………………………………..26

2-2-2-2- مدل صفحه ای……………………………………………………………………………………………28

               2-2-2-2-1- سختی ومقاومت ديوارهای برشی تشکيل  شدهازورق نازک فولادی در روش     صفحه ای…………………………………………………………………………………………………………………………………..29

              2-2-2-2-2- دياگرام بار –  تغيير مکان برشی ديوارهای برشی فولادی در روش صفحه ای ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..31

2-2-2-2-2-1- دياگرامبار–  تغيير مکان برشی ورق فولادی………………………………………31

              2-2-2-2-2-1-1- قبل ازکمانش……………………………………………………………………………….32

              2-2-2-2-2-1-2- بعدازکمانش………………………………………………………………………………..36

       2-2-2-2-2- دياگرام بار- تغيير مکان برشی قاب………………………………………………………………….43

    2-2-3- مروری برمطالعات عددی انجام شده بر روی  سيستمديوار برشی فولادی………………………..43

2-3- استفاده از سيستم ديوار برشی فولادی در ساختمانها  …………………………………………………………….45

   2-3-1- استفاده در ساختماهای نو ساز……………………………………………………………………………………..45

   2-3-2- استفاده در تقويت ساختمانهای موجود………………………………………………………………………….57

فصلسوم: جزئيات مدلسازی عددی

3-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………….61

3-2- انتخاب المانها……………………………………………………………………………………………………………………61

3-3- مراحل مدلسازی وآناليز………………………………………………………………………………………………………65

    3-3-1- تعيين المانها……………………………………………………………………………………………………………..65

    3-3-2- تعيين خصوصيات هندسی………………………………………………………………………………………….66

    3-3-3- تعيينخصوصيات مصالح…………………………………………………………………………………………..66

3-3-4- ايجاد هندسه مدل……………………………………………………………………………………………………..66

    3-3-5- مش بندی مدل…………………………………………………………………………………………………………66

    3-3-6- اعمال بار و مقيد کردن گره هر در تکيه گاه………………………………………………………………….67

    3-3-7- تنظيماتآناليز…………………………………………………………………………………………………………..67

    3-3-8- حل مدل………………………………………………………………………………………………………………….67

3-4- مشخصات مصالح و معيار پلاستيسيته مورد استفاده………………………………………………………………..68

3-5- صحت سنجی عملکرد مدل عددی………………………………………………………………………………………70

فصلچهارم:مطالعه پارامتريک و بررسی نتايج

4-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………….75

4-2- مشخصات قاب مورد بررسی………………………………………………………………………………………………76

4-3- مدلسازی و آناليز ديوار های تقويت نشده……………………………………………………………………………..79

4-4- مشخصات مصالح FRP مورد استفاده…………………………………………………………………………………..92

4-5- مدلسازی و آناليز ديوارهای تقويت شده با الياف FRP……………………………………………………………98

فصلپنجم : نتيجه گيری

5-1- نتيجه گيری…………………………………………………………………………………………………………………….107

5-2- پيشنهادهای ادامه کار………………………………………………………………………………………………………..109

منابع و مراجع………………………………………………………………………………………………………………………..110

فهرست جداول

4-1- بار نهايی ديوار برشی مورد بررسی (کيلونيوتن)…………………………………………………………………..82

4-2- تغيير مقاومت برشی نهايي ديوار برشی با ابعادL=3.0m    وh=3.0m    با توجه به مشخصات مصالح (کيلونيوتن)……………………………………………………………………………………………………………………..87

4-3- مشخصات کششی تيپ الياف مورد استفاده در سيستمFRP ]29[…………………………………………….92

4-4- مشخصات کششی الياف FRP ،درصد حجمی الياف بين 40 تا 60 ]29[………………………………….93

4-5- مقايسه کيفی بين الياف های کربن با مقاومت بالا,شيشه وآراميد]29[………………………………………..93

4-6- مشخصات انواع کامپوزيتFRP]29[………………………………………………………………………………..94

4-7- مشخصات مصالح CFRP مورداستفاده………………………………………………………………………………..95

4-8- بار نهايي ديوارهای برشی با تقويت در يک طرف (کيلونيوتن)…………………………………………………97

4-9- بارنهاييديوارهایبرشیباتقويتدردوطرف (کيلونيوتن)………………………………………………….97

4-10- درصد افزايش بار نهايي ديوارهای برشی با تقويت در يک طرف نسبت به حالت اوليه (بدون استفاده از الياف FRP)…………………………………………………………………………………………………………………98

4-11- درصد افزايشبارنهاييديوارهایبرشیباتقويتدردوطرفنسبتبهحالتاوليه (بدوناستفادهازاليافFRP)……………………………………………………………………………………………………………………………98

4-12- درصد افزايش بار نهايي در حالت تقويت دو طرف به يک طرف……………………………………………99

فهرست شكل‌ها

1-1-  ديوار برشی فولادی]1[……………………………………………………………………………………………………….6

1-2- مشابهت ديوار برشی فولادی و تير ورق طره ای…………………………………………………………………………7

1-3- نمونه هايي ازشکل های مختلف بازشو در ديوار برشی فولادی ]1[……………………………………………….8

2-1- نحوه شکل گيری ميدان کشش قطری درجان(ورق فولادی)]2[………………………………………………….14

2-2- پانل پس از کمانش جان (ورق فولادی)]2[…………………………………………………………………………….14

2-3- اولين آزمايش انجام شده در دانشگاه آلبرتا………………………………………………………………………………16

2-4- قاب مورد آزمايش در دانشگاه آلبرتا تحت بارهای متناوب]6[……………………………………………………17

2-5- مدل ارائه شده توسط صبوری ]9[…………………………………………………………………………………………18

الف- نمودارنيرو- تغييرمکان………………………………………………………………………………………………………..18

2-6- آزمايش انجام شده در دانشگاه آلبرتا به همراه نمونه ای از رفتار چرخه ای]9[……………………………….19

2-7- نمودار نيرو تغيير مکان يکی از نمونه های آزمايششده توسط لوبل وهمکاران]12[……………………..20

2-8- منحنی هيسترزيس ديوار برشی فولادی بدون سخت کننده و با سخت کننده ]19[……………………..25

2-9- مدل نواری ديوار برشی فولادی]20[……………………………………………………………………………………..27

2-10- مدل صفحه ای ديوار برشی فولادی ]7[……………………………………………………………………………….28

2-11- تصويرکلی دياگرام بار – تغييرمکان جانبی سيستم]7[……………………………………………………………..29

2-12- دياگرام بار – تغيير مکان  برشی ورق فولادی ]9[…………………………………………………………………..32

2-13- وضيعت تنش ها در ورق فولادی قبل و بعد از کمانش]9[……………………………………………………….34

2-14- دياگرامبار–تغييرمکانبرشیقابفولادی]22[…………………………………………………………………40

2-15- قاب بدون ورق فولادی]22[………………………………………………………………………………………………40

2-16- دياگرامبار–تغييرمکانبرشیپانل]22[……………………………………………………………………………….42

2-17- پلان تيپ طبقات ساختمان 20 طبقه نيپون استيل در توکيو]26[………………………………………………..45

2-18- پلان ساختمان شينجو کونومورا]26[……………………………………………………………………………………46

2-19- مقطع ساختمان شينجوکونومورا]26[…………………………………………………………………………………..47

2-20- ساختمانشينجوکونومورادر حال ساخت ]2[……………………………………………………………………….48

2-21- هتل هايت ريجنسی در حال ساخت با استفاده از ديوار برشی فولادی ]2[………………………………….49

2-22- ساختمان اصلی و ساختمانهای جانبی بيمارستان آليوويو پس از بهره برداری در نوامبر 1970]2[..50

3-23- ساختماناصلیوساختمانهایجانبیبيمارستانآليوويو پس از زلزله 1971سان فرناندو]2[………50

2-24- ستونهای تخريب شده در ساختمان اصلی]2[………………………………………………………………………..51

2-25- جابجایی قابل توجه ساختمان اصلی در طبقهاول]2[………………………………………………………………51

2-26- ورودی اصلی ساختمان که در آن ميزان جابجایی طبقه اول کاملاً مشهود است]2[……………………52

2-27- گوشه انتهايي ساختمان اصلی که در آن تخريب ستونهاو جابجايي طبقه اول کاملاً واضح می باشد]2[……………………………………………………………………………………………………………………………………..52

2-28-پارکينگ آمبولانس ها که يکی از ساختمانها جانبی تخريب شده می باشد]2[……………………………53

2-29- وضيعت داخل بيمارستان پس از وقوع زلزله]2[…………………………………………………………………….54

2-30- بيمارستان در حال ساخت  مجدد با استفاده از ديوار برشی فولادی]2[……………………………………….54

2-31- نمونه ای ازديوارهای برشی فولادی بکار رفته در بيمارستان مرکز درمانی چارلستون ]26[…………57

2-32- ديوارهای برشی فولادی در حين نصب در کتابخانه ايالتی در اورگان]26[………………………………….58

2-33- ديوارهایبرشیفولادینصب شده درکتابخانهايالتیدراورگان]26[…………………………………..58

3-1- المان SHELL43]27[………………………………………………………………………………………………………..61

3-2- المان SHELL43]27[………………………………………………………………………………………………………..62

3-3-المان ]BEAM18827[………………………………………………………………………………………………………64

3-4- مدل سخت شوندگی ايزوتروپيک و سينماتيک]27[…………………………………………………………………67

3-5- سطح تسليم حاصل از مدلهای سخت شوندگی ايزوتروپيک و سينماتيک ]27[………………………….68  3-6- شکل شماتيک ديوار برشی آزمايش شده توسط بهبهانی فرد و همکاران]16[…………………………….70

3-7- اتصال ديوار برشی به تير و ستون اطراف آن در آزمايش بهبهانی فرد و همکاران]16[…………………71

3-8- مقايسه نتايج روش اجزای محدود و آزمايش بهبهانی فرد و همکاران……………………………………….. 72

4-1- قاب طراحی شده توسط حبشی و علی نيا]25[………………………………………………………………………..75

4-2- نمودار تنش – کرنش تعريف شده برای مصالح ديوار برشی……………………………………………………….76

4-3- مدل ديوار برشی با مشخصات L=3.0m وh=3.0mهندسی……………………………………………………78

4-4- تغيير شکل ايجاد شده در ديوار برشی با ابعادL=3.0mوh=3.0m و ضخامت 3ميليمتر………………79

4-5- نمودار نيرو – تغيير مکان ديوار با ابعادL=3.0mوh=3.0m وضخامت 3ميليمتر…………………………80

4-6- نمودار نيرو – تغييرمکان ديوار با ابعادL=3.0mوh=3.0m  با ضخامت الف)5 ميليمتر و ب)7ميليمتر……………………………………………………………………………………………………………………………………….81

4-7- تنش های اصلی ايجاد شده در ديوار با ابعادL=3.0mوh=3.0mوضخامت 3ميليمتر……………….83

4-8- شروع تسليم شدگی در ديوار با ابعادL=3.0mوh=3.0mوضخامت 3ميليمتر…………………………84

4-9- تسليم شدن بخش گسترده ای از ديوار با ابعادL=3.0mوh=3.0mوضخامت 3ميليمتر…………….85

4-10- شروع تسليم شدگی در ستونهای قاب با ابعادL=3.0mوh=3.0mوضخامتديوار3 ميليمتر……85

4-11- تشکيل مفاصل پلاستيک در 2 انتهای ستون قاب با ابعادL=3.0mوh=3.0mوضخامتديوار3 ميليمتر……………………………………………………………………………………………………………………………………….86

4-12- نمودارنيرو –  تغييرمکان ديوار با ابعاد L=3.0m وh=3.0mوضخامتديوار 3ميليمتر و تنش تسليم الف)327 مگاپاسکال و  ب)385 مگاپاسکال…………………………………………………………………………..88

4-13- تسليم شدن ديوار و تشکيل همزمان مفاصل پلاستيک در 2 انتهای ستونهای قاب با ابعادL=3.0mوh=3.0mوضخامتديوار 3 ميليمتر و تنش تسليم 327 مگاپاسکال……………………………………89

4-14- تسليمشدنديواروتشکيلهمزمانمفاصلپلاستيکدر 2 انتهایستونهایقابباابعادL=3.0m و h=3.0mوضخامتديوار 3 ميليمتروتنشتسليم 385مگاپاسکال…………………………………………………90

4-15- نمودارنيرو- تغييرمکانباابعادL=3.0mوh=3.0mوضخامت 7 ميليمتر با استفاده از 3 لايه FRP در دو طرف ديوار………………………………………………………………………………………………………………………..96

4-16- نمودارنيرو – تغييرمکانباابعادL=3.0m وh=3.0mوضخامت3 ميليمترتقويت شده با الياف FRP……………………………………………………………………………………………………………………………………….100

4-17-کانتور تنشهای فون ميزس در ديوار باابعادL=3.0m و h=3.0m باضخامت 3 ميليمترالف)تقويتدريکطرفب)تقويتدردوطرف……………………………………………………………………………………………101