مقاله درباره ساده سازی و سیستم‌ها

دانلود پایان نامه

2-6-1-1- مقایسه ضوابط آیین‌نامه UBC97-ASD با پیوست 2 آیین‌نامه 2800


این ضابطه در بند 5-2213 آیین‌نامه UBC97-ASD و بند ب 5-1 پیوست 2 آیین‌نامه 2800 آورده شده است. هر دو آیین‌نامه مقرر داشته‌اند اگر ستون‌ها تحت ترکیبات بار عادی دو آیین‌نامه (این ترکیبات بار در دو آیین‌نامه با یکدیگر متفاوت است) دارای تنش فشاری محوری مساوی با یا بزرگ تر از 3/0 باشند، تنش محوری ستون‌ها باید برای ترکیبات بار ویژه زیر نیز کنترل گردند.
– آیین‌نامه UBC97-ASD
1- جهت کنترل فشار محوری
2- جهت کنترل کشش محوری
– پیوست 2 آیین‌نامه 2800
1- جهت کنترل فشار محوری
2- جهت کنترل کشش محوری
= نیروی محوری ناشی از بار مرده
= نیروی محوری ناشی از بار زنده
= نیروی محوری ناشی از بار زلزله
هنگام اعمال این ترکیبات اثرات مولفه‌های نیرویی حاصل از لنگر برابر صفر در نظر گرفته می‌شود و تنها نیروی محوری حاصل از این ترکیبات بار در نظر گرفته می‌شود. در این حالت باید به جای تنش فشاری مجاز از 7/1 و به جای تنش کششی مجاز از استفاده شود.
2-6-1-2- تفاوت دو آیین نامه
در ترکیب بار مربوط به فشار محوری، در آیین‌نامه UBC97-ASD ضریب بار زنده برابر 7/0 و در آیین‌نامه 2800 برابر 8/0 در نظر گرفته شده است. ضریب اضافه مقاومت () در آیین‌نامه UBC97-ASD برای انواع سیستم‌های سازه‌ای مقادیر مختلفی دارد به همین علت در این فرمول‌ها با یک پارامتر به صورت () نشان داده شده است. ولی در آیین‌نامه 2800 برای تمامی انواع سیستم‌های سازه‌ای این ضریب برابر 8/2 در نظر گرفته شده است.
2-6-1-3- علت قرار دادن این ضابطه در آیین نامه
ستون‌ها و تیرها در قاب‌های مهاربندی باید به گونه‌ای طرح گردند که وقتی مهاربندها به حداکثر ظرفیت کششی و فشاری خود می‌رسند در محدوده الاستیک باقی بمانند تا بدین ترتیب از رفتار غیرارتجاعی اعضای دیگر به غیر از مهاربندها جلوگیری به عمل آید. این امر برای ستون‌ها اهمیت بیشتری دارد و به همین علت است که آیین نامه‌های UBC, AISC و به تبع آن‌ها آیین‌نامه 2800 در قسمت مربوط به ضوابط لرزه‌ای ترکیبات بار جداگانه‌ای را معرفی کرده‌اند.
2-6-1-4- علت بزرگنمایی نیروی زلزله به وسیله ضریب
از آنجا که آنالیز غیرخطی وقت‌‌گیر و مشکل است، در جهت ساده سازی طراحی اعضای فولادی با استفاده از آنالیز خطی و هم چنین با توجه به مشخص نبودن مقاومت نهایی سازه برای تعیین ظرفیت طراحی اعضاء، آیین‌نامه‌ها با اعمال این ضریب بر نیروی محوری ستون‌ها، نیروی محوری ستون‌ها را در هنگام وقوع مکانیسم در سازه تخمین می‌زنند. توجه داشته باشید این ترکیبات بار تنها در ستون‌هایی که تحت اثر نیروهای فشاری و کششی زیادی قرار دارند حاکم خواهد بود. به عنوان مثال در قاب‌های خمشی فولادی که نیروهای محوری ایجاد شده در ستون‌ها تحت بارهای جانبی تقریباً یکنواخت است و ستون‌ها تحت کشش و فشار محوری زیادی قرار نمی‌گیرند در اکثر موارد ترکیبات بار ویژه در مقابل ترکیبات بار طراحی آیین‌نامه حاکم نخواهد بود ولی در قاب‌های مهاربندی شده که ستون‌های کنار مهاربند تحت اثر بارهای جانبی تحت اثر فشار و کشش محوری بسیار زیادی قرار می‌گیرند در بعضی موارد ترکیبات بار ویژه در مقابل ترکیبات بار طراحی حاکم خواهند بود.
2-6-2- ضابطه لاغری در مهاربندها
2-6-2-1- مقایسه ضوابط آیین‌نامه UBC97-ASD با پیوست 2 آیین‌نامه 2800
این ضابطه در بند 2-8-2213 آیین‌نامه UBC97-ASD و بند ب 8-2 (الف) پیوست 2 آیین‌نامه 2800 آورده شده است. هر دو آیین‌نامه مقرر داشته‌اند که نسبت در مهاربندها از نسبت و بیشتر نگردد. همانطور که دیده می‌شود در این مورد ضابطه دو آیین‌نامه یکسان است.
2-6-2-2- تفاوت دو آیین نامه
در مورد این ضابطه دو آیین‌نامه با یکدیگر هیچ گونه تفاوتی ندارند.
2-6-2-3- علت قرار دادن این ضابطه در آیین نامه
مهاربندهای همگرا بهترین عملکرد لرزه‌ای را هنگامی‌به نمایش می‌گذارند که جاری شدن در کشش و کمانش بر اثر بارهای رفت و برگشتی زلزله هم زمان واقع شوند. در حقیقت در این حالت بیشترین استهلاک انرژی را خواهیم داشت. مقدار توانایی جذب انرژی را خواهیم داشت مقدار توانایی جذب انرژی مهاربندها در هنگام وقوع تغییر شکل‌های غیرارتجاعی رفت و برگشتی در فشار، به مقدار لاغری مهاربند مشاهده می‌شود که لاغری مهاربند بیشترین اثر را در استهلاک انرژی هیسترزیس دارد به همین علت است که اکثر آیین‌نامه‌های طراحی در جهت اطمینان از ظرفیت مناسب مهاربند در جذب انرژی ، لاغری مهاربند رابه مقدار ( بر حسب KSi) محدود کرده‌اند. در شکل 2-18 چرخه هیسترزیس برای دو مهاربند با لاغری 40 و 120 آورده شده است.
بنابراین با توجه به توضیحات ذکر شده و شکل 2-17 دیده می‌شود مهاربندی که دارای لاغری کمتری است در قسمت فشار منحنی هیسترزیس دارای چرخه‌های پایدارتر و سطح زیر منحنی بیشتری است این امر باعث می‌شود که در برابر نیروهای فشاری نیز مهاربند بتواند انرژی زلزله را مستهلک کند که در نتیجه این امر منجر به رفتار مناسب تر سازه تحت اثر نیروهای رفت و برگشتی زلزله خواهد شد.
شکل 2-17) مقایسه رفتار هیسترزیس دو مهاربند با لاغری‌های 400 و 120 [1]