منابع پایان نامه ارشد درباره روش تحلیلی و بهره بردار

دانلود پایان نامه

‏‏‏


شکل 2-4 نیروهای وارد بر تیر ها وستون ها
‏‏ در دیوارهای برشی فولادی گرچه ورق فولادی بعد از ورود به حالت پس کمانش، کمانش می نماید ولی این مطلب به منزله ناپایداری سیستم تلقی نمی گردد ‏زیرا همانطور که در مباحث قبل اشاره ‏گرد‏ید، در حالت پس کمانش با تشکیل میدان کششی د‏ر ورق فولاد‏ی صرفا نوع باربری ورق مذکور تغییر می نماید.
برای جلوگیری ازکمانش ورق فولاد‏ی برای بارهای سرویس می توان با استفاده ‏از تقویت کننده ها، همانطور که د‏ر شکل نشان داده شده است، صفحه را به تعداد‏ی صفحات کوچکتر که آنها را زیر صفحه می نامند، تقسیم نمود.
تحقیقات نشان می دهد برای دستیابی به منحنی های هیسترزیس دوکی شکل بجای S ‏شکل در دیوارهای برشی فولادی تقویت شده، بهتر است برای جلو گیری ازکمانش کلی صفحه فولادی، سخت کننده ها دارای استحکام کافی بوده و در دو طرف ورق بکار برده شوند.
شکل 2-5 دیوار برشی تقویت شده
2-5-تحلیل دیوار برشی
در این بخش به روش های تحلیل دیوارهای برشی و تعیین نیروهای اعضای آن از قبیل ورق پرکننده دیوار، اجزای مرزی افقی (HBE)، اجزای مرزی قائم (VBE‏) و اتصالات پرداخته می شود. تحلیل دیوار برشی و اجزای آن از دو جنبه قابل اهمیت است.
در طراحی لرزه ای دیوارهای برشی فولادی، ورق جان نقش فیوز (عضو شکل پذیر) را داشته و نیروی کششی آن به عنوان مؤلفه شکل پذیر قلمداد می شود. اعضای مرزی HBE و VBE و اتصال فرمانبردار نیروهای ورق جان هستند و به عنوان اعضای غیرشکل پذیر لازم است رفتار آن ها در محدوده ارتجاعی باقی بماند. نیرو های طراحی ورق جان براساس نیرو های زلزله کاهش یافته با منظور نمودن ضریب رفتار R ‏محاسبه می شود. هر چند نیرو های طراحی اعضای مرزی و اتصالات را می توان براساس ظرفیت مورد انتظار ورق پرکننده دیوار تعیین کرد، لیکن کلیه اعضای سیستم دیوار برشی فولادی شامل اعضای شکل پذیر و غیر شکل پذیر باید قادر باشند نیروی حاصل از زلزله را تحمل نمایند. بنابراین تعیین نیرو های داخلی کلیه اعضا با یک روش تحلیلی مناسب ضروری است.
برای تعیین تغییر مکان جانبی سازه نیاز به تحلیل سیستم دیوار برشی فولادی می باشد. تغییر مکان جانبی نسبی طبقات و افزایش آن براساس پدیده ‏ ممکن است بهره برداری سازه را دچار مشکل کند. چون از طرفی در بعضی موارد در طراحی دیوارهای برشی فولادی ممکن است سختی سیستم و تغییر مکان جانبی آن تعیین کننده باشد، لذا تحلیل سیستم باربرجانبی برای تعیین تغییرمکانها ضروری است. روش های گوناگونی براساس مدل های مختلف برای تحلیل دیوارهای برشی فولادی توسط پژوهشگران ارائه و پیشنهاد شده است. در این بخش مطابق دستورالعمل طراحی شماره20 ‏ آئین نامه AISC ‏به سه روش مدل سازی از قرار مدل نواری، مدل اجزای محدود با جزء غشاء ارتوتروپیک و تحلیل غیرخطی اشاره می شود.
2-5-1- مدل نواری
یکی از مدل های رایج در تحلیل دیوار برشی فولادی استفاده از مدل نواری است مطابق شکل 2-6. در این روش ورق جان توسط یک سری اعضای قطری موازی که فقط به کشش کار می کنند مدل می شود. روش مدل نواری نتایج قابل قبولی در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی از خود نشان داده است. در آئین نامه طراحی دیوارهای برشی فولادی کانادا (CAS2001)، مدل نواری به عنوان یک روش مناسب تحلیل سیستم توصیه شده است. در این مدل باید حداقل از 10 ‏المان نواری در هر پانل استفاده شود.
شکل 6-2 نمونه مدل نواری برای تحلیل سازه
همان گونه که در شکل ملاحظه می شود، انطباق تلاقی نوارها در یک نقطه در بالا و پایین المان مرزی افقی (HBE) ضروری نیست و تقسیم بندی تیر به المان های خمشی قاب بر اساس تعداد تقسیم بندی نوارها تعیین می شود. به عنوان مثال تیر طبقه میانی شکل فوق ‏به 16 قطعه تقسیم شده است.
برای ساده سازی مدل می توان از میانگین زوایای میدان کششی پانل های دیوار برشی برای تمام ارتفاع سیستم استفاده کرد. در این صورت طول هر قطعه از تیر برای n نوار چنین است:
(2-2)
= طول قطعه تیر بین گره ها
L = عرض پانل
h = ارتفاع پانل
n = تعداد نوار ها
موقعیت گره ها در ستون براساس موقعیت گره ها در تیر تعیین می شود.
مساحت معادل نوار چنین محاسبه می شود:
(2-3)
به دلیل وابستگی مدل نواری به زاویه ، چرخه های تکراری سعی و خطا برای تعیین پارامترها ممکن است طولانی و بعضا خسته کننده باشد. اصلاح ابعاد ستون در هر مرحله باعث تغییر زاویه و در نتیجه تغییر در موقعیت گره های تیر و دگرگونی در کمیت های طراحی خواهد شد. استفاده از زاویه میدان کشش میانگین برای پانل ها در کلیه طبقات می تواند تا حدودی این مشکل را برطرف کند. در هر حال در صورتی که انحراف زاویه میدان کشش طبقات از 5 ‏درجه تجاوز کند استفاده از زاویه میانگین میدان کششی می تواند منجر به کاهش دقت نتایج شود.
2-5-2- مدل غشایی ارتوتروپیک