خرید فایل پایان نامه : بررسی ضریب رفتار قاب­های خمشی فولادی مجهز به میراگرهای اصطکاکی دورانی

چکیده

امروزه در کشورهای لرزه­خیز جهت اتلاف انرژی لرزه­ای وارد بر سازه به استفاده از انواع ابزار مستهلک کننده انرژی توصیه شده است. یکی از این ابزارها، میراگرهای اصطکاکی دورانی می باشد. به دلیل اینکه در آیین نامه­های کنونی مقداری برای ضریب رفتار قاب­های مجهز به این میراگر­ها ارائه نشده، در این پایان­نامه سعی شده تاثیر استفاده از آنها بر روی ضریب رفتار قاب­های خمشی فولادی مورد ارزیابی قرار گیرد. به همین منظور چندین قاب خمشی فولادی با شکل­پذیری متوسط با تعداد طبقات مختلف طبق ضوابط استاندارد 2800 و مبحث 10 مقررات ملی ایران، طراحی شده است. سپس با استفاده از تحلیل­های استاتیکی و دینامیکی غیرخطی افزایشی و به کمک نرم­افزار Sap2000-V15، ضریب رفتار و پارامترهای آن برای قاب­های اولیه و مجهز به میراگربدست آمده و با یکدیگر مقایسه شدند.

تغییرات ضرایب مقاومت­افزون و شکل­پذیری با­توجه به نتایج آنالیز قاب­های با و بدون میراگرنشان می­دهد که تاثیر میراگرهای اصطکاکی دورانی برضریب مقاومت­افزون سازه­های کوتاه بیشتر از ضریب شکل­پذیری آنها است. در طبقات بلندتر شرایط عکس آن است به صورتی که تاثیر میراگر بر ضریب شکل­پذیری به نسبت مقاومت­افزون بیشتر است. در مجموع میراگر سبب افزایش ضریب رفتار قاب­های خمشی فولادی به مقدار 60/7 و 23/55 درصد، به ترتیب تحت آنالیز استاتیکی و دینامیکی غیرخطی می­گردد.

 

واژگان کلیدی: ضریب رفتار، میراگرهای اصطکاکی دورانی، تحلیل استاتیکی غیرخطی، تحلیل دینامیکی غیرخطی افزایشی، قاب­های خمشی فولادی

 

 

1         فصل اول

مقدمه

(کلیات تحقیق)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

امروزه مبنای طراحی لرزه­ای سازه­ها به گونه­ای است که سازه مقداری امکان تغییر شکل پلاستیک داشته باشد(مثلاً به کمک ایجاد مفاصل پلاستیکدر تیرها و سپس در ستون ها). این عمل باعث اتلاف مقدار زیادی از انرژی ورودی به سازه شده و در نهایت ایمنی مورد نیاز را تامین می کند. اعمال این خصوصیت برای سازه­ها علاوه­بر غیراقتصادی بودن میزان صدمات سازه­ای و غیرسازه­ای را افزایش می­دهد. به جهت از­ بین­ بردن و کاهش خسارت وارده به اعضاء اصلی سازه(تیرهاوستون­ها)دستگاه­های خاصی باداشتن قابلیت­هایی نظیر استهلاک انرژی ورودی سازه، تغییرشکل پلاستیک و … درمکان­های معینی نصب می­شوند. یکی از این نوع دستگاه­ها، سیستم­های اصطکاکی می­باشند که به دلیل پتانسیل بالا در جذب و اتلاف انرژی وارده بر سازه و همچنین هزینه پایین در نصب و نگهداری آنها امروزه کاربردهای متنوع­ای در مهندسی عمران بخصوص سازه مورد استفاده قرار گرفته اند.

باتوجه به گرایش بیشتر طراحان به سمت تحلیل و طراحی سازه ها به روش استاتیکی معادل به­دلیل سهولت و کم­هزینه بودن آن، بیشتر آیین­نامه­های کنونی نیز این روش را مبنای طراحی قرار داده­اند. هر چند که در آیین­نامه­های کنونی بخصوص استاندارد 2800 ایران نگاهی اجمالی به روش طراحی غیرخطی شده و می­خواهند کاربران را به سوی طراحیغیرخطی راهنمایی کنند. به­هرحال مبنای طراحی لرزه­ای کنونی برای سازه­های متعارف قبل از تحلیل­های غیرخطی، تحلیل الاستیک می باشد.

در طراحی الاستیک  نیروی طراحی خطی ساختمان را از یک طیف خطی که وابسته به پریود طبیعی ساختمان و شرایط خاک محل احداث ساختمان است، بدست می­آورند و برای ملحوظ کردن اثر غیرخطی و اتلاف انرژی در اثر رفتار هیسترتیک، میرایی و اثر مقاومت­افزون سازه، این نیروی خطی را بوسیله ضریب اصلاح رفتار سازه(ضریب رفتار) به نیروی طراحی تبدیل می کنند.

1-1. ضرورت تحقیق

در آیین­نامه­های کنونی که بر مبنای تحلیل خطی استوارند(مانند استاندارد 2800 ایران) ضریب رفتار برای انواع ساختمان­های متعارف ارائه شده است اما به ضریب رفتار سایر سیستم­های سازه­ای بالاخص سازه­های موضوع این تحقیق (سازه­های مجهز به میراگرهای اصطکاکی دورانی) اشاره­ای نشده است. شاید دلیل این امر این است که اصول طراحی چنین سازه­هایی با­توجه­به کاربردشان متفاوت می­باشد. مثلاً میراگرهای اصطکاکی، با افزایش میرایی و اتلاف انرژی ورودی به سازه، منجر به کاهش نیاز سازه می­شوند. همچنین با افزایش سختی جانبی آن موجب افزایش ظرفیت سازه می­گردند. به همین دلیل روش طراحیسازه­های مجهز به این میراگرها معمولا به روش طیف ظرفیت و روش­های غیرخطی انجام می­شود. البته به کمک طراحی الاستیک، با تعیین سختی موثر میراگر با یک آزمون سعی و خطا نیز می­توان این چنین سازه­هایی را طراحی نمود.بنابراین به نظر می رسد با داشتن معیار اولیه­ای همچون ضریب رفتار، به طراح این امکان را فراهم می­کند تا بتواند ارزیابی سریع و اولیه­ای از سازه­های جدیدالاحداث مجهز به میراگر، برای تعیین مقاطع اولیه آن داشته باشد. همچنین در بحث مقاوم­سازی ساختمان­های موجود نیز به منظور کنترل تاثیر میراگر بر ظرفیت مقاطع داشتن چنین معیاری کاربردی به نظر می رسد.

 

 

1-2. اهداف

همانطور که در بالا اشاره شد، در آیین­نامه­ها و تحقیقات کنونی ضریب رفتاری برای سازه­های مورد بحث ارائه نشده است.هرچند که ضرایب رفتار پیشنهاد شده برای سازه­های متداول نیز از دقت کافی برخوردار نمی باشد. مسئله مهم در این بحث پس از محاسبه و تخمین مقادیر شکل­پذیری و مقاومت­افزون (به­عنوان پارامترهای مهم ضریب رفتار) و همچنین ضریب رفتار سازه­های مجهز به میراگر اصطکاکی دورانی، مقایسه آن با مقادیر ضرایب بدست آمده برای قاب­های اولیه می­باشد. به­طور کلی نمی­توان برای یک نوع سازه و برای تمام محدوده­های پریودی آن یک ضریب مقاومت­افزون و شکل­پذیری یکسان درنظر گرفت. این مقادیر به نوع سازه و خصوصیات قاب آن بستگی دارد.

دانلود متن کامل پایان نامه رشته عمران با فرمت ورد :بررسی ضریب رفتار قاب­های خمشی فولادی مجهز به میراگرهای اصطکاکی دورانی

در سازه­های مجهز به وسایل اتلاف انرژی به­دلیل اینکه از میراگرها با ظرفیت­های مختلفی باتوجه به نیاز آنها در ساختمان استفاده می­گردد، تاثیر آنها بر میرایی و جذب و اتلاف انرژی و رفتار هیسترتیک سازه نیز متغیر بوده و در نتیجه مقادیر ضرایب شکل­پذیری و مقاومت­افزون متغیری نیز بدست می­دهند.

در این تحقیق سعی شده ضریب رفتار قاب­های خمشی فولادی با شکل پذیری متوسط مجهز به این میراگرهای اصطکاکی دورانی با ظرفیت متعارف(توصیه شده آیین­نامه­ها) محاسبه شده و با ضریب رفتار سازه­های اولیه مقایسه و تاثیر این میراگرها بر پارامترهای حاکم بر ضریب رفتار سنجیده شود.