%34تخفیف

دانلود پروژه:مطالعه عددی رفتار لرزه‌ای اتصالات هيبريدي تير-ستون در سازه‌های بتنی پيش ساخته

تعداد127صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد

مهندسی عمران- سازه

مطالعه عددی رفتار لرزه‌ای اتصالات هيبريدي تير-ستون در سازه‌های بتنی پيش ساخته

چکیده

استفاده از قطعات پیش‌ساخته در صنعت ساختمان دارای مزایایی چون سرعت، سهولت اجرا و صرفه اقتصادی است. استفاده از پیش‌ساختگی امکان کنترل کیفیت بهتر و آزادی بیشتر در شکل‌دهی قطعات را فراهم می‌کند.

اتصالات هیبریدی در سازه‌های پیش‌ساخته، شامل المان‌های پیش‌ساخته بتنی، فولاد پس‌کشیده با مقاومت بالا و آرماتورهای با فولاد نرمه هستند. آرماتورهای فولاد نرمه‌ی موجود، با جاری شدن در فشار و کشش باعث استهلاک انرژی می شوند و کابل‌های پس‌کشیده به منظور باز گرداندن اتصال به موقعیت اولیه خود و انسجام تیر و ستون به کار می‌روند.در این مطالعه، مدل‌سازی یک نوع از اتصال هیبریدی، در نرم افزار المان محدود ANSYS، انجام شد و سپس صحت سنجی و بررسی تطابق مدل، با نتایج آزمایشگاهی صورت گرفت. سپس 5 نمونه دیگر، به منظور مطالعه‌ی تاثیر مقدار آرماتورهای ویژه (آرماتورهای عبوری از حفره‌های تعبیه شده در تیر وستون، جهت تامین استهلاک انرژی)، و مقدار پیش‌تنیدگی کابل‌، در نرم‌افزار مدل شدند. مقدار آرماتورها به نحوی تغییر داده شد که مشارکت آن‌ها در مقاومت خمشی مقطع، 50،40،30،20 باشد و هم‌چنین مقدار پیش‌تنیدگی کابل 55،44،35 درصد تنش نهایی فولاد کابل، در نظر گرفته شده است. نمونه‌ها تحت بارگذاری جانبی یکنواخت قرار گرفته و تحلیل غیرخطی بر روی آن‌ها صورت گرفت. رفتار نمونه‌ها، از جمله مقاومت، شکل‌پذیری، کاهش سختی، ظرفیت جذب انرژی و تنش‌های موجود در کابل و آرماتورها،بایکدیگر مقایسه شد.

با افزایش مقدار آرماتورها از 20 درصد تا رسیدن به مقدار مشارکت50 درصدی در ظرفیت خمشی، مقاومت خمشی مقطع 40% افزایش می‌یابد و 5% کاهش در تنش کابل را نتیجه می‌دهد. هم‌چنین با این تغییر در مقدار آرماتورها، ظرفیت جذب انرژی40% افزایش پیدا می‌کند درحالی‌که شکل‌پذیری 64% کاهش یافته است. نسبت سختی سکانت به سختی اولیه، در نمونه‌های با آرماتور بیشتر، افزایش 20 درصدی را در جابه‌جایی نسبی 5/3% نشان می‌دهد. تغییرات 25 درصدی در مقدار پیش‌تنیدگی؛ تاثیر کمی بر رفتار اتصال دارد.

واژه‌های کليدی: اتصالات هیبریدی، فولاد پس‌کشیده، پیش‌ساخته، پیش‌تنیده،ANSYS.

عنوان                                                    صفحه

فهرستجدول‌ها 7

فهرستشکل‌ها 8

فهرستعلایمونشانه‌ها 11

فصل 1-   کلیات 13

1-1- پیشگفتار 13

1-2- هدفتحقیق 13

1-3- مروریبرفصلبندی 13

1-4- تاریخچه 14

1-5- مزایاومعايبسازه‌هایپیش‌ساخته 19

1-6- رفتارسازه‌هایپیش‌ساختهدرگذشته 20

1-7- بتنپیش‌تنیده 24

1-8- اتصالاتپیش‌تنیده‌یپس‌کشیده 25

فصل 2-   مبانینظریوانواعاتصالاتپیش‌ساخته 28

2-1- معرفیروش‌هایاجرایسیستمسازه‌ایقابپیش‌ساختهبتنمسلح 30

2-2- انواعاتصالاتمورداستفادهدرقاب‌هایبتنمسلحپیش‌ساخته 30

2-2-1-  اتصالاتهمگونیایکپارچهمعادل 31

2-2-2-  اتصالاتغیرهمگون 33

2-3- روش‌هایپیش‌تنیدگی 35

2-4- اتصالپس‌کشیدگیبدونچسبندگی 36

2-5- روشاجرا 39

2-6- خزشوجمع‌شدگیبتن 39

2-7- معیاراساسیپیش‌تنیدگی 40

فصل 3-   روندمدلسازیاتصالاتهیبریدیدرANSYSوصحتسنجینتایج 43

3-1- مقدمه 43

3-2- داده‌هایآزمایشگاهی 43

3-3- جزییاتاتصال 44

3-4- روندمدلسازیغیرخطیاتصالاتهیبریدیدرنرمافزارANSYSوصحتسنجی 47

3-4-1-  مدلسازیبتن 47

3-4-2-  پارامترهایموردنیازدرمدل‌سازیاجزایمحدوداعضایبتنآرمه 48

3-4-3-  ویژگی‌هایفولادبهکاررفتهدراتصال 51

3-4-4-  سختشدگیکینماتیکوایزوتروپیک 54

3-4-5-  معیارشکستحاکمبررفتاربتندرنرمافزارANSYS 57

3-4-6-  المان‌هایمورداستفادهبرایمدلسازیبتنمسلح،آرماتور،کابل،تماسوپیش‌تنیدگی 58

3-4-7-  سادهسازی‌هایانجامشدهدرمدلسازیاتصال 67

3-4-8-  مدلسه‌بعدیدرنرم‌افزار 68

3-5- صحتسنجیمدل 69

3-5-1-  تنش‌درآرماتورها 70

3-5-2-  جابه‌جایینسبیتیرنسبتبهستونوجابه‌جاییباقی‌ماندهتیرپسازبارگذاری 72

فصل 4-   طراحیاتصالاتهیبریدیمطابقآیین‌نامهACI 74

4-1- مقدمه 74

4-2- نکاتطراحیاتصالاتپیش‌تنیده 74

4-3- مفاهیموفرضیاتطراحیدراتصالاتهیبریدی 75

4-4- ملزوماتACI T1.2M 76

4-4-1-  ملزوماتموادوسیستمسازه‌ای 77

4-4-2-  ضوابطموقعیتبراتصالتیروستون 78

4-4-3-  استهلاکانرژیوکاهشسختی 83

4-5- طراحینمونهشاهدومقایسهنتایجطراحیبامقادیرتجربیموجود 83

4-6- نحوهمحاسبهمقدارکابلدرحالتبالانس 88

فصل 5-   معرفینمونه‌هایتحلیلیواستخراجنتایجتحلیل‌هایعددی 91

5-1- مقدمه 91

5-2- معرفینمونه‌هایتحلیلی 91

5-3- بررسیتاثیرتغییرسطحمقطعآرماتورهاومقدارپیش‌تنیدگی،بررفتاراتصال 93

5-3-1-  مقاومت 93

5-3-2-  تنزلسختی 96

5-3-3-  تنشکابل 98

5-3-4-  شکل‌پذیری 100

5-3-5-  جذبانرژی 102

5-4- تنشدرآرماتورهایطولیتیر 103

5-5- جدولنتایج 104

فصل 6-   نتیجهگیریوپیشنهادات 106

6-1- مقدمه 106

6-2- نتیجهگیری 106

6-3- پیشنهادها 107

مراجع    109

فهرست جدول‌ها

عنوان                                                    صفحه

جدول3- 1 مشخصاتبتن 49

جدول3- 2- مشخصاتفولاد 52

جدول3- 3- ثوابتحقیقیتعریفشدهبرایالمانLINK180 61

جدول3- 4- مقایسهمنحنی‌هایچرخه‌ایبار- تغییرمکاندرنمونهآزمایشگاهیوکامپیوتری 70

جدول5- 1- مشخصاتنمونه‌هاودرصدلنگرتحملیآرماتورها،نسبتبهمقاومتخمشیمحتمل. 92

جدول5- 2- نیرویاعمالشدهبهبالایستوندرجابه‌جایینسبی 13/0% 94

جدول5- 3- نیرویاعمالشدهبهبالایستوندرجابه‌جایینسبی 2% 95

جدول5- 4- نیرویاعمالشدهبهبالایستوندرجابه‌جایینسبی 5/3% 95

جدول5- 5- مقاومتخمشیمقطعدرجابه‌جایینسبی 5/3% 95

جدول5- 6- سکانتنسبتبهسختیاولیه 98

جدول5- 7- تنشکابلدرنمونه‌هادرجابه‌جایینسبی 5/3% 100

جدول5- 8- شکل‌پذیرینمونه‌ها 101

جدول5- 9- مقدارجذبانرژیدرنمونه‌ها 103

جدول5- 10- تنشدرآرماتورهایطولیتیردرجابه‌جایینسبی 5/3% 104

جدول5- 11- جدولکلینتایج 105

 

فهرست شکل‌ها

عنوان                                                    صفحه

شکل 1- 1- اتصالهیبریدیتیر- ستون 18

شکل 1- 2 (الف) تیرTدوبله. (ب) نصبیکسقفتو-خالی. (ج) قطعهپیش‌ساختهپیش‌تنیده. 20

شکل 1- 3 شکستبرشیستونپیش‌ساخته. زلزله 1999 Kocaeli 22

شکل 1- 4 تشکیلمفصلخمشیدرپایستونپیش‌ساختهزلزله 1999 Kocaeli. 23

شکل 1- 5آپارتمان 39 طبقهپاراماونتواقعدرسانفرانسیسکوبااتصالاتهیبریدی 25

شکل 1- 6- پاسخبارگذاریرفتوبرگشتیاتصالهیبریدیباوبدونمیراگر 26

شکل 1- 7- اتصالتیر- ستونیکپارچهمعادل،خرابیدرجابه‌جایینسبی 4% 26

شکل2- 1- رفتاربتنساده،بتنآرمهوبتنپیش‌تنیده 29

شکل2- 2- نمونهایازاتصالهمگونقویباشکل‌پذیریمحدود 32

شکل2- 3- نمونهازازاتصالاتهمگونقویشکل‌پذیر 32

شکل2- 4- اتصالهیبریدیشاملکابلپس‌کشیدهغیرچسبیدهدرمرکزاتصالوآرماتورهاینرمه 34

شکل2- 5- قابخمشیبااتصالاتغیرهمگونوموقعیتآرماتورهایویژهوکابل‌هادرتیر 34

شکل2- 6- پس‌کشیدگی 36

شکل2- 7- پیش‌کشیدگیواعمالنیرودرتاندونانحرافی 36

شکل2- 8- رفتارچرخه‌ایپرچمیشماتیکبراییکسیستمهیبریدی 38

شکل2- 9- مقایسهتیرهایبتنآرمهوبتن ‌پیش‌تنیده 41

شکل 3- 1- جزییاتکابلاستفادهشدهدراتصال. 44

شکل 3- 2جزییاتاتصالتیروستونهمراهباشرایطمرزی. کلیهابعادبهمیلیمتر 45

شکل 3- 3- اتصالهیبریدیمربوطبهبرنامهPRESSS 46

شکل 3- 4 جزییاتمقطعتیر. کلیهابعادبهمیلیمتر 46

شکل 3- 5 جزییاتمقطعستون. کلیهابعادبهمیلیمتر 46

شکل 3- 6 تاریخچهبارگذاریاعمالشدهرویاتصال 47

شکل 3- 7 منحنیتنشکرنشتکمحورهدرفشاروکششبتن 48

شکل 3- 8- منحنیتنش-کرنشفشاریتکمحوره‌یبتن 50

شکل 3- 9- منحنیتنش-کرنشبتنتیروستونتعریفشدهبراینرمافزارANSYS 51

شکل 3- 10- منحنیتنش-کرنشگروتالیافیموجوددربیندرزاتصالتیروستون 51

شکل 3- 11- منحنیتنش-کرنشفولادنرمهمیلگردهایموجوددربراتصالتیر-ستون. 52

شکل 3- 12-منحنیتنش-کرنشکابل‌ها. 53

شکل 3- 13- منحنیتنش- کرنشآرماتورهایطولیتیر 53

شکل 3- 14- تصویرمعیارجاریشدگیفونمیسزدرفضایسهبعدیتنش‌هایاصلی 54

شکل 3- 15- نحوهجابه‌جاییسطحجاریشدگیدرسختشدگیکینماتیک 55

شکل 3- 16- اثربوشینگر 56

شکل 3- 17- سختشدگیایزوتروپیک 56

شکل 3- 18- سطحشکستبرمحورهایتنش‌هایاصلی 58

شکل 3- 19- هندسهالمانSOLID65 59

شکل 3- 20- شرایطمقطعترکخورده 60

شکل 3- 21- هندسهالمانLINK180 61

شکل 3- 22- هندسهسازه‌ایالمانSOLID185 62

شکل 3- 23- موقعیتکابلدراتصال 62

شکل 3- 24- هندسهالمانCONTACT174 64

شکل 3- 25- موقعیتالمان‌هایتماسیدراتصال 65

شکل 3- 26- جابهجاییزیادناگهانیناشیازانتخابنادرستسطوحتماسوهدف 65

شکل 3- 27- هندسهالمانPRETS179 66

شکل 3- 28- شبکهبندیتیروستونهمراهبااعمالشرایطمرزی 68

شکل 3- 29- موقعیتقرارگیریآرماتورهایطولیتیروستونوآرماتورهایویژه. 69

شکل 3- 30- منحنیچرخهایبار-تغییرمکاننسبیمدلآزمایشگاهیومدلاجزایمحدود 69

شکل 3- 31- تغییرشکلسازه. (باپنجبرابربزرگنمایی) 71

شکل 3- 32- تنش‌هایموجوددرآرماتورهایطولیتیروستون 71

شکل 3- 33- کرنشآرماتورهایویژهبراتصالتیروستون 72

شکل 3- 34- منحنیتنش-کرنشآرماتورهایویژهدربارگذاریچرخه‌ای 72

شکل 3- 35- تغییرمکاندرجهتمحورyدرجابه‌جایینسبیصفردرآخرینحلقهبارگذاری 73

شکل 3- 36- تغییرمکانباقی‌ماندهپسازبارگذاریچرخه‌ای،مرتبطباهرجابه‌جایینسبی 73

شکل 4- 1- تنشکرنششماتیکآرماتورهایویژه 80

شکل 4- 2- دوراناتصالتیر-ستون 82

شکل 4- 3- فلوچارتمحاسبهلنگرخمشیمقاوممقطعدردوراناعمالشده. 87

شکل 4- 4- شرایطبالانسدرتیرپیش‌تنیده. 88

شکل 4- 5- مدلتنش-کرنشدربارگذارییکنواختبرایبتنمحصورشدهوغیرمحصورشده 90

شکل 5- 1- منحنینیرو-جابه‌جایی‌نسبیدرنمونه‌هایباتغییرسطحمقطعآرماتورها 94

شکل 5- 2- منحنینیرو-جابه‌جایینسبیدرنمونه‌هایباتغییرمقدارپیش‌تنیدگی 94

شکل 5- 3- سختیسکانتدرحلقه‌هایبارگذاری 96

شکل 5- 4- سختیسکانتمقیاسشدهبهسختیاولیهدرنمونه‌هایباتغییرسطحمقطعآرماتورها 97

شکل 5- 5- سختیسکانتمقیاسشدهبهسختیاولیهدرنمونه‌هایباتغییرمقدارپیش‌تنیدگی 97

شکل 5- 6- منحنیتنشکابل‌درجابه‌جایی‌نسبیمختلفدرنمونه‌هایباتغییرمقدارآرماتورها 99

شکل 5- 7- منحنیتنشکابل‌درجابه‌جایی‌نسبیمختلفدرنمونه‌هایباتغییرپیش‌تنیدگی 99

شکل 5- 8- منحنیتنشآرماتورهایویژهدرجابه‌جایی‌هاینسبیطبقه 101

شکل 5- 9- منحنیتنش- کرنشطیشدهدرآرماتورهایویژهدرطولبارگذاری 102

شکل 5- 10- مقدارجذبانرژیدرنمونه‌هایمدل‌شده 102

شکل 5- 11- کانتورتنشدرآرماتورهایطولیتیروستوندرنمونهF-M40 103

فهرست علایم و نشانه‌ها

عنوان                                             علامت اختصاری

سطح کابل‌های پس‌کشیده،

سطح آرماتورهای ویژه بالایی در بر اتصال تیر-ستون،

سطح آرماتورهای ویژه پایینی در بر اتصال تیر-ستون،

عرض وجه فشاری تیر پیش‌ساخته،

نیروی فشاری وقتی مقاومت خمشی محتمل ، در اتصال عمل می‌کند،

فاصله دورترین تار فشاری صفحه گروت اتصال، تا تارخنثی در بر اتصال تیر-ستون،

فاصله دورترین تار فشاری صفحه گروت اتصال، تا مرکز آرماتورهای ویژه‌ی کششی،

فاصله دورترین تار فشاری صفحه گروت اتصال، تا مرکز آرماتورهای ویژه‌ی فشاری،

فاصله دورترین تار فشاری صفحه گروت اتصال، تا مرکز کابل‌های پس‌کشیده ،

قطر آرماتورهای ویژه،

مدول الاستیسیته آرماتورهای ویژه،

مدول الاستیسیته کابل‌های پس‌کشیده،

مقاومت فشاری بتن،

تنش در کابل‌های پس‌کشیده وقتی تنش آرماتورهای ویژه  باشد،

مقاومت کششی کابل‌های پس‌کشیده،

مقاومت حد جاری شدگی کابل‌های پس‌گشیده،

تنش موثر در کابل‌های پس‌کشیده (پس از، از بین رفتن از تنش‌ها تحت عوامل مختلف)،

مقاومت کششی آرماتورهای ویژه،

مقاومت جاری شدگی آرماتورهای ویژه،

ارتفاع کلی تیر پیش‌ساخته در قاب خمشی،

طولی از آرماتورهای ویژه که در بر اتصال به صورت غیرچسبیده اجرا می‌شوند،

طول نچسبیده کابل‌های پس‌کشیده،

مقاومت خمشی محتمل در بر اتصال تیر-ستون یک تیر پیش‌ساخته در قاب خمشی،

سهم لنگر تحملی  توسط کابل‌های پس‌کشیده،

سهم لنگر تحملی  توسط آرماتورهای ویژه،

نیروی برشی ناشی از بار مرده بدون ضریب،

نیروی برشی ناشی از بار زنده بدون ضریب،

مقاومت برشی مورد نیاز،

ضریب معرف طول نچسبیده اضافی ایجاد شده‌ برای آرماتورهای ویژه در مقاومت خمشی محتمل

فاکتور معرف عمق معادل بلوک تنش فشاری نسبت به تار خنثی

تغییر طول کابل‌های پس‌کشیده در مقاومت خمشی محتمل،

افزایش طول آرماتورهای ویژه در مقاومت خمشی محتمل،

کرنش آرماتورهای ویژه در هنگام گسیختگی

کرنش کابل‌های پس‌کشیده وقتی تنش در آرماتورهای ویژه برابر  باشد

کرنش کابل‌های پس‌کشیده، تنها ناشی از نیروی پیش‌تنیدگی موثر (پس از، از بین رفتن برخی از تنش‌ها تحت عوامل مختلف)

کرنش آرماتورهای ویژه

کرنش بتن

مقدار اختلاف کرنش متناظر  و کرنش متناظر با  در کابل‌های پس‌کشیده

کرنش آرماتورهای ویژه ناشی از تغییر طول

کرنش آرماتورها در مقاومت کششی

ضریب کاهش مقاومت

ضریب اصطکاک

جابه‌جايي نسبي طبقه یا دوران تیر در حالت نهایی

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “دانلود پروژه:مطالعه عددی رفتار لرزه‌ای اتصالات هيبريدي تير-ستون در سازه‌های بتنی پيش ساخته”

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