دانلود پایان نامه مهندسی عمران
طرح لرزه ای سازه های فولادی
مقدمه:
فولاد بعنوان ماده ای با مشخصات خاص و منحصر بفرد، مدتهاست در ساخت ساختمانها کاربرد دارد. قابلیت اجرای دقیق، رفتار سازه ای معین، نسبت مقاومت به وزن مناسب، در کنار امکان اجرای سریع سازه های فولادی همراه با جزئیات و ظرافتهای معماری ، فولاد را بعنوان مصالحی منحصر و ارزان در پروژه های ساختمانی مطرح نموده است؛ به نحوی که اگر ضعفهای محدود این ماده نظیر مقاومت کم در برابر خوردگی و عدم مقاومت در آتش سوزیهای شدید به درستی مورد توجه و کنترل قرار گیرند، امکانات وسیعی در اختیار طراح قرار می دهد که در هیچ ماده دیگر قابل دستیابی نیست.
راهکار هایی که برای طراحی و بهسازی لرزه ای سازههای فولادی وجود دارد می توان به اختصار به شرح زیر بیان کرد:
مهاربندی در سازه های فولادی و یا تقویت مهاربندی موجود
کار عمدهای که در جهت بهبود رفتار لرزه ای سازه های فولادی می توان انجام داد، کنترل طراحی لرزهای مهاربندی سازه میباشد. در صورت عدم کفایت مکانیزم های مقاومت جانبی سازه، می توان اقدام به ایجاد مهاربندی در سازه نمود که این کار از طریق برداشتن تیغه ها میسر می باشد. در طراحی لرزهای و تقویت ساختمانها که در بخش بعدی بیشتر شرح میشود, غالباً سه هدف عمده وجود دارد:
- افزایش مقاومت ساختمان در برابر بارهای جانبی
- افزایش شکلپذیری ساختمان
- افزایش مقاومت به همراه افزایش شکلپذیری ساختمان
متقارن کردن سیستم های مهاربندی
برای جلوگیری از پیچش در سازه ، تقارن مهاربندی ها ضروری است. بنابر این با بررسی سازه می توان از نحوه مهاربندی آن آگاهی حاصل کرده و در صورت عدم تقارن آن، باید با افزودن مهاربندی در طراحی لرزهای به متقارن کردن آن پرداخت.
کاهش بارهای مرده ساختمان
در ساختمانهای موجود معمولا از سقفها و دیوارهای ضخیم و سنگین استفاده شده که میتوان با برداشتن بارهای اضافی کمک مؤثری به کاستن نیروهای لرزهای نمود.
تقویت اتصالات سازهای
اتصالات بادبندها و اتصال تیرها به ستونها بایستی تقویت شوند. البته در غالب اوقات به تقویت خود اعضای ستون و تیر نیز نیاز خواهد بود.
بهسازی دیوارهای موجود
یکسری از دیوارهای موجود در قابهای فولادی را میتوان به صورت میانقاب و نوعی سیستم مقاوم جانبی طراحی نمود و بقیه دیوارها نیز به هر حال بایستی در اثر زلزله به آوار تبدیل نشوند.
کلمات کلیدی:
سازه
سازه های فولادی
طرح لرزه ای سازه
فهرست مطالب
فصل یکم ؛ تعاریف 5
1-1 نمادها 5
2-1 عبارات و اصطلاحات 7
فصل دوم ؛ دامنه و حدود کاربرد 15
1-2 ملاحظات کلی 15
فصل سوم ؛ مشخصات مصالح 16
1-3 فولاد مصرفی 16
2-3 جوش 16
3-3 پیچ 16
فصل چهارم ؛ بارها و ترکیب بارها 17
1-4 ملاحظات کلی 17
2-4 ترکیب بارهای شامل زلزله طرح 17
3-4 ترکیب بارهای شامل زلزله تشدید یافته 17
4-4 ترکیب بارهای شامل زلزله حداکثر مورد انتظار 18
فصل پنجم ؛ الزامات عمومی اتصالات 19
1-5 ملاحظات کلی 19
2-5 اتصالات جوشی 19
3-5 اتصالات پیچی 20
فصل ششم ؛ الزامات عمومی اعضا 21
1-6 ملاحظات کلی 21
2-6 الزامات عمومی ناحیه شکل پذیر اعضا 21
3-6 کمانش موضعی 21
4-6 الزامات عمومی ستونهای سیستم باربر جانبی لرزه ای 23
1-4-6 بار محوری ستونها در ترکیب بارهای شامل زلزله 23
2-4-6 برش ستونها در ترکیب بارهای شامل زلزله 23
3-4-6 محدودیتهای هندسی 24
24 k ، 5-6 ضریب طول مؤثر ستونها
6-6 وصله ستونهای سیستم باربرجانبی لرزهای 24
7-6 اتصالات پای ستون 25
8-6 ستون های غیر باربر جانبی لرزهای 25
فصل هفتم ؛ سیستمهای باربر جانبی لرزهای 27
1-7 ملاحظات کلی 27
فصل هشتم ؛ قابهای خمشی ویژه 28
1-8 ملاحظات کلی 28
-2-8 نیروهای نظیر تشکیل مفصل پلاستیک 28
3-8 اتصال تیر به ستون 29
4-8 چشمه اتصال 36
-1-4-8 برش چشمه اتصال 37
-2-4-8 ورق های تقویت چشمه اتصال 38
-3-4-8 پایداری ورق های چشمه اتصال 38
5-8 ورقهای پیوستگی 39
6-8 نسبت مقاومت خمشی ستون به تیر 40
7-8 تیرها 41
8-8 ستونها و وصلههای ستون 42
فصل نهم ؛ الزامات قابهای خمشی متوسط 43
1-9 ملاحظات کلی 43
2-9 نیروهای نظیر تشکیل مفصل پلاستیک 43
3-9 اتصال تیر به ستون 43
4-9 چشمه اتصال 43
-1-4-9 برش چشمه اتصال 44
-2-4-9 ورق های تقویت چشمه اتصال 44
-3-4-9 پایداری ور قهای چشمه اتصال 44
5 ورق های پیوستگی 44 -9
6-9 تیرها 44
7-9 ستونها و وصلههای ستون 45
فصل دهم ؛ الزامات قابهای خمشی معمولی 46
1-10 ملاحظات کلی 46
2-10 اتصال تیر به ستون 46
3-10 چشمه اتصال 46
-1-3-10 برش چشمه اتصال 46
-2-3-10 ورقهای تقویت چشمه اتصال 46
-3-3-10 پایداری ورقهای چشمه اتصال 46
4-10 ورقهای پیوستگی 46
5-10 تیرها 47
6-10 ستونها 47
فصل یازدهم ؛ الزامات قابهای مهاربندی شده همگرای ویژه 48
1-11 ملاحظات کلی 48
2-11 اعضای مهاربندی 48
3-11 توزیع نیروهای جانبی 49
4-11 اتصالات مهاربندها 50
-1-4-11 نیروی طراحی 50
-2-4-11 طراحی خمشی اتصال مهاربند 50
-3-4-11 مسیر انتقال نیروی مهاربند در گیره اتصال 51
5-11 تیرها 51
-1-5-11 ملاحظات کلی 51
-2-5-11 تیر دهانه مهاربندهای 7 و 8 شکل 51
6-11 ستونها و وصلههای ستون 53
فصل دوازدهم ؛ الزامات قابهای مهاربندی شده همگرای معمولی 55
1-12 ملاحظات کلی 55
2-12 اعضای مهاربندی 55
3-12 توزیع نیروی جانبی 55
4-12 اتصالات مهاربندها 55
-1-4-12 نیروی طراحی 55
-2-4-12 مسیر انتقال نیروی مهاربند به گره اتصال 56
5-12 تیرها 56
6-12 ستونها و وصله ستونها 56
فصل سیزدهم ؛ الزامات قابهای مهاربندی شده واگرا 57
1-13 ملاحظات کلی 57
2-13 مدلسازی و تحلیل قاب 57
3-13 الزامات عمومی تیرهای دهانه مهاربندی شده 58
4-13 تیر پیوند 58
-1-4-13 محدودیت ها 58
-2-4-13 برش تیر پیوند 59
59 γp ، -3-4-13 زاویه چرخش غیرارتجاعی مجاز تیر پیوند
-4-4-13 اتصال تیر پیوند به ستون 60
-5-4-13 تقویت کننده های عرضی تیر پیوند 61
-6-4-13 مهارجانبی تیر پیوند 62
5-13 تیر ناحیه خارج از تیر پیوند 62
-1-5-13 نیروهای طراحی 63
-2-5-13 مهارجانبی تیر 64
-3-5-13 اتصال تیر ناحیه خارج از تیر پیوند به ستون 64
-4-5-13 اتصال بال به جان تیر ناحیه خارج از تیر پیوند 64
6-13 طراحی مهاربندها 64
-1-6-13 نیروی طراحی 64
-2-6-13 جزییات مهاربندها 64
-3-6-13 اتصالات مهاربندها 65
-4-6-13 مسیر انتقال نیروی مهاربند در گره اتصال 65
7-13 طراحی ستونها و وصله ستونها 65
8-13 تعیین نیروهای طراحی اعضای ناحیه خارج از تیر پیوند 65
فصل چهاردهم ؛ سیستمهای دوگانه 67
1-14 ملاحظات کلی 67
2-14 سیستم دوگانه ترکیب قاب خمشی ویژه با قاب مهاربندی شده همگرای ویژه 67
-1-2-14 تیرها 68
-2-2-14 ستونها و وصلههای ستون 68
-3-2-14 مهاربندها 68
-4-2-14 اتصالات 68
3-14 سیستم دوگانه ترکیب قاب خمشی ویژه با قاب مهاربندی شده همگرای معمولی 69
-1-3-14 تیرها 69
-2-3-14 ستونها و وصلههای ستون 69
-3-3-14 مهاربندها 69
-4-3-14 اتصالات 69
4-14 سیستم دوگانه ترکیب قاب خمشی ویژه با قاب مهاربندی شده واگرا 70
-1-4-14 مدل سازی و تحلیل 70
-2-4-14 تیرها 70
-3-4-14 ستونها و وصله های ستون 70
-4-4-14 مهاربندها 70
-5-4-14 اتصالات 70
5-14 سیستم دوگانه ترکیب قاب خشمی متوسط با قاب مهاربندی شده همگرای ویژه 71
-1-5-14 تیرها 71
-2-5-14 ستونها و وصلههای ستون 71
-3-5-14 مهاربندها 71
-4-5-14 اتصالات 72
6-14 سیستم دوگانه ترکیب قاب خمشی متوسط با قاب مهاربندی شده همگرای معمولی 72
-1-6-14 تیرها 72
-2-6-14 ستونها و وصلههای ستون 72
-3-6-14 مهاربندها 73
-4-6-14 اتصالات 73
فصل پانزدهم ؛ نظامنامه تضمین کیفیت 74
و بازرسی کار 74 (NDT) 1-15 مسؤولین انجام آزمایشهای غیرمخرب جوش
2-15 مدارک فنی پیمانکار 74
3-15 مدارک عامل تضمین کیفیت 75
4-15 نقاط تحت بازرسی و تناوب بازرسی 75
5-15 بازرسی چشمی جوش 75
جوشها 77 (NDT) 6-15 آزمایشهای غیرمخرب
7-15 بازرس پیچها 79
8-15 بازرسیهای دیگر 81