دانلود پایان نامه مهندسی عمران
طرح لرزه‌ای سازه‌های فولادی خمشی جوشی
مقدمه:
در آزمایش‌های اولیه بر روی اتصالات گیردار جوشی که در دهه‌های 60 و 70 میلادی انجام شد، از اعضا با سایز کوچک استفاده شده بود. مثلاً تیرهای W18، و ستون‌های W12 و W14 مورد آزمایش قرار گرفته بودند. با بلند شدن ارتفاع ساختمانها، و پیشرفت تکنولوژی ساختمان، سایز اعضا نیز افزایش یافت، غافل از اینکه افزایش اندازه اعضا خود تاثیر مستقیمی بر رفتار سیکلی اتصالات گیردار دارد. با این حال ضوابط طرحی تغییر نیافتند، تا اینکه در زلزله نورتریج این نوع اتصالات دچار آسیب شدند؛ وپس از آزمایشات بر روی تیر و ستون‌های واقعی با سایزهای بزرگ، مشخص شد که این اتصالات دیگر آن رفتار نرم و شکل‌پذیر را دارا نمی‌باشند [19].
یکی از اصول اساسی دیتیل‌های سازه‌ای برای عملکرد مطلوب لرزه‌ای اتصالات این است که اتصالات از خود المان‌ها قویتر انتخاب شوند تا رفتار غیرالاستیک موردانتظار در عضو اتفاق بیفتد، نه در اتصال. البته دلایل مختلفی برای این امر وجود دارد. اما مقاومت و شکل‌پذیری هر اتصال به میزان زیادی به کیفیت و مهارت به کار گرفته شده در ساخت اتصال نیز بستگی دارد. با این وجود، اتصالات در زلزله نورتریج با دیتیل‌هایی اجرا شده بودند، که اتصال، قبل از خود عضو دچار زوال می‌شد. در واقع قبل از اینکه عضو بخواهد رفتار شکل‌پذیر را از خود نشان بدهد و به حد خمیری برسد، اتصال دچار زوال شده است [19].
در فرایند جوشکاری که معمولاً در نصب ساختمانهای با قابهای خمشی به کار می‌رفت، از فلز جوش با نرمی کم در اتصال بال تیر به بال ستون استفاده می‌شد. این فلز جوش به این دلیل مورد استفاده قرار می‌گرفت که فرایند جوشکاری در سایت با سهولت بیشتری انجام گیرد؛ ولی همین فلز جوش در نواحی با تنش بالا، مثل محل اتصال بال تیر به بال ستون، باعث وقوع شکست ترد گردید که خود باعث آسیب‌دیدگی اتصالات مرسوم تا قبل از نورتریج شد.
چنین به نظر می‌رسد که عملیات جوشکاری در بسیاری از ساختمانهای آسیب‌دیده زیر حد استاندارد بوده است، و این در حالی است که معیارهای کنترل کیفی در مرحله ساخت، در ضوابط و مقررات منتشر شده، آمده است. حتی ناظران ساخت، عملیات نظارت و بازرسی را انجام داده و اسناد مربوطه را امضا کرده‌اند. ولی این دلیل بر درستی کار آنها نیست. چرا که جوشهای آسیب دیده دارای عیوب جوشکاری، مثل عدم نفوذ کافی در ریشه جوش، و همچنین مخلوط شدن سربارهSlag Inclusion با فلز جوش، بوده‌اند. این عیوب حتی باعث شروع ترک و بروز شکست ترد در فلز جوش شده‌اند.
همانطور که می‌دانیم یک ماده که به طور طبیعی نرم است، زمانی که شکاف و یا ترکی در آن وجود داشته باشد، می‌تواند رفتار شکننده از خود نشان بدهد. در یک آزمایش کششی ساده اگر فرض کنیم در نمونه آزمایش یک شکاف کوچک ایجاد کنیم، دیگر نباید انتظار رفتار نرم را برای ماده داشته باشیم؛ چرا که این شکاف خود شروعی برای شکست ترد نمونه می‌باشد. در جزئیاتی هم که در اتصالات مرسوم تا قبل از نورتریج بکار گرفته می‌شد چنین شکافهایی، مثل محل تسمه پشت جوش و بال تیر، وجود داشت که خود باعث شروع شدن شکست می‌شد.
کلمات کلیدی:
اتصالات
طرح لرزه ای
سازه های فولادی
فهرست مطالب
فصل اول: اتصالات در سازه‌های فولادی
ـ انواع اتصالات سازه‌های فولادی در آئین‌نامه AISC
شکل (-) نمایش طبقه‌بندی اتصالات در آئین‌نامه AISC بوسیله منحنی ممان چرخشی
- انواع اتصالات در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان []
- تقسیم‌بندی اتصال براساس (EURO CODE )
ـ انواع اتصالات
الف) بال جوشی تقویت نشده (WURF)
ب) بال‌های جوش شده با ورقهای پوششی(WCPF)
ج) تیر با مقطع ضعیف شده (RBS or Dog Bone)
د) ماهیچه جوشی تک
هـ) ماهیچه جوشی دوبل
و) صفحه کناری (SPL) Side Plate
ز) شکاف جان (SW) Slotted Web
-- اتصالات نیمه صلب
الف) اتصال صفحه جان تک و نبشی جان تک
ب) اتصالات نبشی جان تیر دوبل
ج) اتصالات صفحه سر
شکل (-) انواع اتصالات نیمه‌صلب
د) اتصالات نبشی فوقانی و نشیمن
هـ) اتصالات نبشی فوقانی و نشیمن با نبشی جان دوبل
و) اتصالات صفحه انتهایی
ـ رفتار اتصالات
فصل دوم: طرح لرزه‌ای سازه‌های فولادی خمشی جوشی
ـ عوامل موثر بر عملکرد ضعیف اتصالات گیردار در زلزله نورتریج
ــ اثر مقیاس (Sclae Effect)
ــ اثر جزئیات اتصال
ــ اثر فرایند جوشکاری Welding Procesures
ــ عدم رعایت استانداردهای جوشکاری
ــ اثر شکاف Notch Effect در تردشکنی
ــ تاثیر مقاومت متغیر فولادها
ــ تاثیر تمرکز تنش
ــ اثر تنش سه محوره Trixial Stress
ـ ارتقاء لرزه‌ای سازه‌های موجود با قابهای خمشی جوشی
ــ استانداردها و آیین‌نامه‌ها
ــ اهداف و ضوابط ارتقاء
ــ استراتژی‌های ارتقاء
ــ ارتقاء از قبل تایید شده اتصالات
ـــ بال جوش شده اصلاح شده بدون تقویتی
ـــ اتصال جوشی با ماهیچه تحتانی
ـــ اتصال جوشی با ماهیچه تحتانی و فوقانی
ـ معیارهای طرح لرزه‌ای سازه‌های فولادی خمشی جوشی جدید
ــ استانداردها و آیین‌نامه‌های مورد استفاده
ـ ـ انتخاب سیستم
ـــ ترکیب و مسیر بار
ـــ نوع اتصال
ـــ انتخاب نوع قاب خمشی
ــ تحلیل و طراحی سازه‌ای
ــ چند نوع اتصال جوشی از قبل تایید شده
) بال جوشی تقویت نشده
) بال‌های جوش شده با ورقهای پوششی
) تیر با مقطع ضعیف شده (RBS)
) ماهیچه جوشی تک
) ماهیچه جوشی دوبل
) صفحه کناری
) شکاف جان
ـ تقویت اتصالات فولادی گیردار با ورقهای پوششی
ــ مقدمه
ــ تقویت اتصالات گیردار
ــ اطلاعات آزمایش اتصالات با ورقهای پوششی
ـــ نمونه‌های مورد آزمایش
ـــ جوشکاری و جزئیات ساخت
ـــ نتایج آزمایش
ـــ علل زوال
ــ نتیجه‌گیری و بحث