|
بررسی عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی
بررسی عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی
|
|
| دسته بندی | عمران |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 1747 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 72 |
بررسی عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی
بخشهایی از متن:
مقدمه :
دو عامل تعیین کننده در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی مانند سیستمهای مهاربند،دیوارهای برشی فولادی، قابهای ممان گیر، دیوارهای برشی بتنی و غیره سختی[1] و مقاومت [2] آنها میباشد. که به کمک دیاگرام بار – تغییر مکان جانبی آنها تعیین میگردد. در شکل 6-1 یک نمونه از این دیاگرامها در یک تصویر کلی نشان داده شده است.
در دیاگرام مذکور شیب خط OA سختی سیستم مقاوم نامیده می شود و Fu مقاومت و یا بار نهایی سیستم مذکور می باشد. همانطور که در شکل 6-1 b مشاهده میگردد رابطه بین بار و تغییر مکان جانبی در محیط الاستیک بصورت زیر است:
(6-1) F=KU
برای تعیین سختی سیستم در هر تراز دلخواه میتوان از رابطة (6-1) استفاده نمود،
(شکل6-2).
شکل 6-1 تصویر کلی دیاگرام بار – تغییر مکان جانبی سیستم
(6-2)
سختی و مقاومت :
با توجه به لزوم کنترل تغییر مکان جانبی در ساختمانها، سختی سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. طبیعتاً همانطور که در شکل 6-1- b مشاهده می گردد سیستم هایی که دارای سختی بیشتری می باشند، تغییر مکان جانبی آنها در مقابل بارهای جانبی کمتر است.
از جمله عواملی که در رابطه با آنها لزوم کنترل تغییر مکان جانبی نقش اساسی دارد، میتوان به موارد زیر اشاره نمود.
شکل 6-2 تعیین سختی سیستم در تراز دلخواه
- اثرات
- آسیب دیدن اجزاء غیر سازه ای
- حفظ تجهیزات و لوازم حساس در ساختمانهای خاص
- تأمین ایمنی
در عمل، هنگامی که بارهای جانبی به سازه اعمال میگردد، سازه جا به جا شده و در نتیجه بارهای قائم نسبت به محورهای قابها و دیوارها خارج از محوری پیدا می نمایند. متعاقب آن سازه تحت اثر لنگری اضافه قرار می گیرد. جابجایی اضافی، باعث لنگر داخلی بیشتر برای تعادل با لنگر اعمالی ناشی از بارهای قائم خواهد شد. این اثر بار قائم P بر تغییر مکان جانبی به اثر موسوم است . اثر مذکور در یک طره در شکل 6-3 بصورت ساده نشان داده شده است.
...
پایداری :
یکی از عوامل تعیین کننده و حساس در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی، پایداری می باشد. هر گونه ناپایداری در این سیستم ها منجر به خرابی کلی و یا موضعی سازه و نهایتاً ساختمان گردد. عموماً ناپایداری به صورت های زیر در سیستم های مذکور اتفاق می‌افتد.
- ناپایداری اجزای اصلی
- ناپایداری اجزای فرعی
- ناپایداری موضعی
ناپایداری اجزای اصلی مانند ستونها بسیار خطرناک بوده واغلب منجر به تخریب قسمتی از سازه و یا کل سازه میگردد. لذا دقت در تأمین پایداری، به ویژه تأمین پایداری اجزاء اصلی سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی بخصوص بارهای جانبی ناشی از زلزله از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. گر چه میتوان با کمی درایت در طراحی سیستم های مذکور از ناپایداری اجزاء فرعی و حتی ناپایداری های موضعی نیز جلوگیری نمود.
در زلزله های نسبتاً شدید و شدید انتظار میرود سیستم مقاوم وارد ناحیة پلاستیک شده و با جذب انرژی، ارتعاش را میرا نماید. در این حالت که سیستم خودبه علت جاری شدن اجزاء و احتمالاً اتصالات دچار مشکل می باشد، میتوان تصور نمود وجود ناپایداری در آن چه اثرات مخربی میتواند برای آن به همراه داشته باشد. در چنین شرایطی بروز هرگونه ناپایداری بر روی منحنی های هیسترزیس سیستم اثر گذاشته و خود را در منحنی های مذکور نشان داده و باعث کاهش جذب انرژی سیستم میگردد.
در دیوارهای برشی فولادی، ستونها علاوه بر تحمل بارهای قائم محوری که ناشی از بارهای ثقلی می باشند، می بایست نیروهای نهائی وارده از ورق فولادی را نیز که در شکل های 6-6 و 9-1 نشان داده شده است، تحمل نمایند. لازم است ستونها از نظر کمانش در صفحة دیوار برشی و کمانش خارج از صفحه مذکور با ضریب اطمینان خوبی طراحی گردند. بطوریکه وقتی ورق فولادی برای جذب انرژی به حالت پلاستیک میرود، دارای استحکام کافی بوده و دچار کمانش نشوند. همچنین رابطة (6-46) که در بحث 6-2 (اثر صلبیت تیرها و ستونها روی ورق فولادی) ارائه گردیده است در مورد ستونهای دیوارهای برشی فولادی می بایست اعمال گردد.
در رابطه با تیرهای طبقات در دیوارهای برشی فولادی، با توجه به اینکه نیروهای وارده از ورقهای فولادی به آنها در دو طبقه مجاور، به علت اختلاف ناچیز خنثی می گردد (شکل 9-1) لذا از نظر پایداری بامشکل خاصی روبرو نمی باشند. فقط تیرهای انتهایی که صرفاً نیروهای وارده از طرف یک ورق فولادی را تحمل می نمایند، (شکل 1-9)، می بایست دارای استحکام کافی باشند. در این ارتباط لازم است رابطة (6-47) در مورد آنها اعمال گردد. همچنین در صورتی که به علت اختلاف فاحش بین نیروهای برشی دو طبقه مجاور در دیوار برشی فولادی، اختلاف نیروهای وارده از ورق های فولادی مجاور به تیر میانی قابل توجه باشد، لازم است رابطة (6-47) برای تیر مذکور برای مابه التفاوت نیروهای وارده کنترل گردد.
[1] - Stiffness
[2] - Strength
