دانلود تحقیق بررسی عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی

بررسی عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی

بررسی عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی در 71 صفحه word قابل ویرایش با فرمت doc

دانلود بررسی عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی

عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی
عوامل موثر در سیستم های مقاوم
سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی
بارهای جانبی
بررسی عوامل موثر در برابر بارهای جانبی
سیستمهای مهاربند،‌دیوارهای برشی
سیستم های مهاربند
دیوارهای برشی
بررسی عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی
تحقیق عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر ب
دسته بندی عمران و ساختمان
فرمت فایل doc
حجم فایل 1362 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 71

بررسی عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی



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.



 

 

- 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.

 

چنانچه سازه انعطاف پذیر و بار وزنی آن زیاد باشد، در حالت بحرانی نیروهای اضافی ناشی از اثر  ممکن است باعث افزایش تنش ها بیش از حد مجاز در بعضی از اعضاء شده و با ایجاد ناپایداری موجب انهدام سازه شوند. لذا استفاده از سیستم های مقاومی که در برابر نیروهای جانبی دارای سختی بیشتر و طبیعتاً تغییر مکان جانبی کمتری هستند میتوانند در کنترل این پدیده بسیار مؤثر باشند.

همچنین در صورت جابجایی قابل توجه سازه و در نتیجه تغییر شکل های زیاد، اعضای غیر سازه ای نظیر دربها، آسانسورها، تیغه ها ، نماها ، میان قاب ها و بخصوص تأسیسات ممکن است دچار آسیبهای جدی گردند. در بعضی ساختمانهای خاص همچون بیمارستانها ، موزه ها ، آزمایشگاهها و غیره که تجهیزات و لوازم حساسی رد آنها قرار دارد، جابجایی زیاد میتواند موجب خسارات جبران ناپذیر گردد که بدین لحاظ استفاده از سیستم های مقاوم با سختی زیاد را الزامی می نماید.

گر چه عموم محققین معتقدند که شتاب، مهمترین پارامتر نحوة پاسخ افراد به ارتعاش می باشد و ممکن است برای ساکنین ساختمانها بخصوص ساختمانهای بلند ایجاد انواع واکشنهای نامطلوب از اضطراب تا حالت تهوع نماید و باعث سلب آسایش آنها گردد، ولی جابجایی زیاد نیز میتواند باعث عدم ایمنی بخصوص در زلزله که نسبت به نوسانات باد، به دفعات کمتر بروز نموده و زمان ارتعاش معمولاً کوتاه بوده ولی حرکات آن شدیدتر می‌باشد، گردد. لذا معیار طراحی در زلزله قبل از آسایش که معمولاً در رابطه با باد مطرح است، ایمنی خواهد بود.

تغییر مکانهای جانبی را میتوان با افزایش سختی کاهش داد، ولی این افزایش سختی تأثیر مهمی بر کاهش شتابها نخواهد داشت. این موضوع را میتوان با در نظر گرفتن معادله عمومی حرکت یک سازه ، بخوبی مشاهده نمود.

(6-3)                                                                                                

از این رابطه میتوان دریافت که شتاب متناسب با  است که Umax تغییر اوج تغییر مکان و  فرکانس دورانی این حرکت می باشند. افزایش سختی سازه با ضریبی مانند  باعث کاهش Umax­ با همان ضریب میگردد. در نتیجه حاصلضرب  و شتاب اوج بدون تغییر می مانند.

6-1 دیاگرام بار تغییر مکان برشی دیوارهای برشی فولادی

در صورتی که یک پانل برشی فولادی به عنوان یک طبقه مجزا بصورت شکل 6-4 در نظر گرفته شود، برای دستیابی به دیاگرام بار – تغییر مکان برشی آن با توجه به تئوری ارائه شده توسط نویسنده و همکار،‌میتوان ورق فولادی و قاب را از یکدیگر تفکیک نموده و دیاگرام مذکور را برای هر کدام از آنها بدست آورد. سپس با جمع آثار آنها به دیاگرام بار – تغییر مکان برشی پانل دست یافت.


قبل از کمانش

تا قبل از کمانش ورق فولادی وضعیت تنش ها در شکل 6-6 a- نشان داده شده است. در این حالت تنش های مساوی کششی و فشاری اصلی در امتداد زاویه ْ45 و ْ135 تا زمان رسیدن آنها به تنش بحرانی کمانش ورق تشکیل میگردد. تنش برشی بحرانی ورق فولادی با فرض تکیه گاه ساده از تئوری کلاسیک پایداری قابل محاسبه است.

(6-4)                                                                                    

که در آنt ضخامت ورق فولادی ، E ضریب ارتجاعی[1] و  ضریب پواسون[2] بوده و K از روابط زیر بدست می آید.

(6-5)                                                               برای                

(6-6)                                                               برای                

در این حالت نیروی برشی ورق فولادی هنگام کمانش آن برابر خواهد بود با




دانلود بررسی عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی

دانلود تحقیق بررسی عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی

بررسی عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی

بررسی عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی

دانلود 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

دانلود بررسی عوامل موثر در سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی