جدید No picture مشاهده عکس بزرگتر

بررسی تعیین مقاومت نهایی و ضریب رفتار دیوار برشی بتنی سبک باقاب های فولادی سرد نورد شدهLSF با استفاده از نرم افزار ANSYS

پايان نامه جهت دريافت درجه کارشناسی ارشد رشته مهندسی عمران

جدید

14,900 تومان

توضیحات

چکیده :

مقابله با نیروهای جانبی ازجمله زلزله یکی از مهمترین رسالت های مهندسین عمران می باشد. که برای رسیدن به این مهم می توان سیستم قاب سبک فلزی که دارای مزایایی مانند امکان تولید صنعتی،پیش ساختگی وسبکی،فرم پذیری درساخت است را میتواند جایگزینی مناسب برای سیستم های سنتی دانست. پانلهای دیوار برشی متشکل از قاب فولادی سرد نورد شده و پوشش پیچ شده به آن از متداول ترین سیستم های باربر جانبی در این سازه هاست. عملکرد لرزه ای سازه ها نیاز مند روشی تحلیلی ست که یک روش المان محدود همراه با آنالیز غیر خطی می باشد البته در راستای این می بایست از دیواره های برشی مناسب برای مهار نیرو های جانی استفاده نمود. در این پایان نامه پانل های دیوار برشی قاب های ما به کمک بتن های سبک (لیکا وفوم بتن) به جای ورق های فولادی و یا بادندهای ورقه ای جا نمایی و به وسیله نرم افزار المان محدود Ansysتحلیل شدکه برروی نمونه های با مقیاس 120×240 سانتیمتر ارزیابی شد. ضخامت های مختلفی از دیواره­های برشی تحلیل شده وعملکرد جانبی آن­­­­­­ها به وسیله اعمال بارگذاری چرخه­ای روی شش دیوار مورد بررسی قرار گرفت. تمرکز اصلی این پایان نامه روی ظرفیت باربری جانبی حداکثر جانی و حداکثر مقاوت نهایی مورد تحمل دیوار ها و برآورد منطقی از ضریب رفتار (R) قاب ها با دیوار برشی (shear wall Bracing) و همچنین نحوه خرابی آنها می باشد. برای این منظور شش قاب CFS باضخامت ورق یک میلیمتربه صورت تک استاد کناری وتک استاد میانی وتک تراک بالاوپایین قاب ها ودر یک سری از نمونه ها با یک ناگین تک تسمه ای همراه با بتن سبک برای کلیه نمونه ها در نرم افزار مدل وقاب های مدل شده با بتن پر شده و تا لبه قاب ها به ضخامت یک سانتیمتر تسطیح شدند. نمونه ها تحت رژیم بار گذاری چرخه ای جانبی خاص که براساس روش B استاندارد (38)ASTM E2126-07 مورد بررسی قرار گرفت برای هر دیوار منحنی پوش اعمال شده رسم گردید. سپس پرامترهای محاسبه شدند. ودر نهایت فاکتور R ارزیابی وهم چنین در پی آن نتایج آزمایشگاهی با نتایج نر م افزاری در حالت نمونه شده با بتن وهمچنین نتایج نرم افزاری دیوار ها با بتن با نتایج نرم افزاری دیواره ها با ورق مورد مقایسه قرار گرفت.

 

کلمات کلیدی: پانل های دیوار برشی، آنالیز غیرخطی، فولاد سرد ساخت، بتن سبک لیکاوفوم بتن

                                                                                                                                            

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                           صفحه

چکیده :1

فصل اول : کلیات

مقدمه. 2

1-1تاریخچه. 3

1-1-1تاریخچه و دلایل به کارگیری سیستم های(LSF)3

2-1-1تاریخچه و دلایل به کارگیری بتن های سبک... 6

بخش اول فولاد سبک... 8

1-2 مزایای فولاد سرد ساخت... 8

1-2- 1انعطاف پذیری.. 8

1-2-2 قابلیت بازیافت و حفظ محیط زیست... 8

1-2-4 وزن سبک وحمل ونقل آسان. 8

1-2-5 مقاومت وسختی بالا. 9

1-2-6 مقاوم در برابر آتش سوزی.. 9

1-2-7 ثبات در ابعاد. 9

1-2-8 قابلیت تغییر شکل پذیری.. 9

1-2-9 سرعت در ساختمان. 9

1-2-10 مقاومت در برابر زلزله. 9

1-2-11 عایق بودن. 10

1- 3 مزایای سیستم LSFدر ساخت و ساز. 10

1-3-1 برای طراحان و مهندسان. 10

1-3-1-1 انعطاف در طرح:10

1-3-1-2 استرکچر مناسب جهت عرشه ها وسایر اعضا11

1-3-2 برای سازندگان وسرمایه گذاران. 11

1-3-2-1 سرعت در اجرای سیستم:11

1-3-2-2 عدم وجود تاخیر های آب وهوایی:11

1-3-2-3 سهولت در نصب سیستم های تاسیساتی:11

1-3-3 برای ساکنین و بهره برداران. 11

1-3-3-1هزینه نگهداری کم:12

1-3-3برای زلزله ونیروی جانبی:12

1-4 تعریف فولاد سرد ساخت... 12

1-4-1 دهانههای باربر به چهار روش ایجاد می شود که عبارتند از :14

1- 5 انواع مقاطع سرد نورده شده و کاربرد های آنها:16

1-5-1 اعضای قابی سازه ای منفرد. 16

1-5-2پانل ها وعرشه ها16

1-5-2-1 پانل ها سازه های LSF به صورت پانل تولید شده و اجزایهر پانل عبارتند از:17

1-5-3 طراحی:17

1-5-4 نقشه ها به گروه های مختلف به شرح ذیل تقسیم می شوند:17

1-5-4-1سازه های سبک فلزی:18

1-5-4-2سازه های قائم (STUD)18

1-5-4-3 سازه های تقلیل دهنده صدا(resillentchanne)18

1-5-4-4 سازه های کلاهک (hat channel)18

1-5-4-5 ناودانیهای باربر. 19

1-5-4-6سازه های تقویتی کنجها(corner beand)19

1-5-4-7سازه های تقویتی حاشیه (j Bead)19

1-5-4-8-سازه های تقویتی در انبساط (control joint)19

1- 6 روش اجرا سیستم LSF.. 19

1- 6-1پی یا شالوده20

1-6-1-1- طراحی پی:20

1-6-1-2-کف کاذب:21

1-6-1-3-سازه کف:21

1- 6-2 دیوار. 21

1- 6-3 سقف... 23

1-6-3-1 سقف کامپوزیتی:23

1-6-3-2: سقف کامپوزیت عرشه فولادی.. 24

1-6-3-3سقفهایخرپاییشیبدار. 27

1- 6-4 اتصالات... 28

1-6-4-1مشخصات پانل ها28

1-6-4-2پیچها29

1- 6-5 شیوه نما سازی خارجی.. 29

1- 7خصوصیات فولاد سرد ساخت... 30

1- 7-1استانداردهای فولاد سرد ساخت... 30

1- 7-2 ظرفیت باربری و سختی.. 31

1- 7-3 طراحی پلاستیک... 31

1- 7-4منحنی های نوعی تنش-کرنش... 31

1- 7-5افزایش تنش تسلیم متاثر از شکل دهی سرد. 32

1- 7-6روش محاسبه خطی خواص مقاطع. 32

1- 7-7فرم منحنی خستگی.. 32

1- 7-9خستگی.. 33

1- 7-10خواص مکانیکال و اثر فرم دادن سرد به فلز. 33

1-8 معایب فولاد سرد ساخت... 33

بخش دوم بتن.. 34

1-2 معرفی بتن های سبک سازه ای:34

1-2-1شرح توضیح مزایا ومعایب بتن سبک... 34

1-2-1-1 :سبک بودن. 35

1-2-1-2:عایق گرما35

1-2-1-3- :عایق صوتی.. 36

1-2-1-4- : قابلیت برش... 36

1-2- 2انواع بتن سبک... 36

1-2-2-1بتن سبک سبکدانه. 36

1-2-2-2بتن سبک ليكا37

1-2-2-3بتن سبک پرلیتی.. 39

1-2-2-4بتن های سبک متخلخل یا سلولی.. 39

1-2-2-5بتن سبک گازی.. 39

1-2-3کاربردهای سازه ای.. 42

1-2-4 بتن های وروند استفاده در قاب های LSFسازه ای در این پروژه43

1-3- متغير هاي مساله :43

1-4 فرضیه ها (هر فرضیه به صورت یک جمله خبری نوشته شود.)44

1- 5 اهداف تحقیق (شامل اهداف علمی، کاربردی وضرورت‌ های خاص انجام تحقیق)44

1-5-1هدف اصلی: طراحی سازه هایی بااسکلت فولادی سرد نورد شده مقاوم در برابر بار های.. 44

1-5-2- اهداف فرعي:45

فصل دوم : آئین نامه ها ومطالعات قبلی

2-1 مروری بر تحقیقات گذشته. 46

2-2مروری بر آئین نامه ها50

2-2-1 (FEMA 450) NEHRP.. 50

2-2-2 TI 809-07. 51

2-2-3 AISIو ASCE7. 52

2-2-4 UBC 97و IBC 2000. 53

2-2-5 Australian /New Zealand Standard , AS/NZS 4600. 53

فصل سوم: مواد وروش ها وبیان مسئله

مقدمه:55

3-1 ضریب رفتار :57

3-2  روشطیفظرفیتفریمن :60

3-3 ضریب شکل پذیری یانگ :61

3-4  روش نیو مارک و هال :62

3-5 ضریب کاهش شکل پذیری، ... 64

3-2-2 ضریب مقاومت افزون ، ... 64

3-6 بیان مسئله :66

      3-6-1 جزییات مقاطع....................................................................................................................................................67

3-7- مشخصات بتن وفولاد. 68

3-8تئوری حل مسأله:69

3-9 مدل اجزا محدود مسأله :70

3-9 نمونه های آزمایش شده در تحقیق:70

3-10- آماده سازی جهت انجام آزمایش... 71

3-10-1مراحل انجام کار در آزمایشگاه71

3-11 رژیم بارگذاری :77

3-12 جدولی از استانداردهای مختلف در روش ASTM... 80

فصل چهارم: درباره نرم افزار ansys و روند مدل سازی در نرم افزار

مقدمه :83

4-1- آشنایی با روش اجزا محدود:85

4-1-1-روش تحلیل دقیق (Exact Solution)85

4-1-2-روش عددی (Numerical Solution)85

4-1-3-روش تجربی (Experimental Method)85

4-2-روش اجزا محدود:86

4-3-انواع المان ها در Ansysو قابلیت های آنها:86

4-3-1-المان –combin 7 :86

4-3-2-المان –combin 14 :86

4-3-3-المان –Link 1 :87

4-3-4-المان –BEAM3 :87

4-3-5-المان –PLANE 42 :87

4-3-6-المان- BEAM 54 :87

4-3-7-المان –pipe 16 :87

4-3-8-المان –solid 45:87

4-3-9-المان –combin 40 :87

4-4-10- المان- SHELL 93 :88

4-4-11-المان –SHELL22 :88

4-4-12-المان- PLANE 2 :88

4-4-13-المان –SHELL91 :88

4-4-14- المان- contact 12:88

4-5-15-المان- PLANE55 :88

4-4-16-المان – BEAM 189 :89

4-4-17-المان- BEAM188 :89

4-4-18-المان – SOLID92 :89

4-4-19-المان- SOLID95:89

4-4-20-المان –PLANE 82 :89

4-4-21-المان- PLANE145:89

4-4-22-المان – Link10:90

4-4-24-المان – SOLID 82:90

4-4- المان مورد استفاده در این تحقیق:90

4-5-انواع آنالیزها در نرم افزار Ansys:90

4-5-1آنالیز استاتیکی خطی (Static Analysis)90

4-6-2-آنالیز مودال (Modal Analysis)90

4-6-3-آنالیز هارمونیک (Harmonic Analysis)90

4-6-4-آنالیز دینامیکی گذرا (Transient Dynamic Analysis)90

4-6-5-آنالیزغیرخطی مادی     ( Material nonlinearity )90

4-5-1-آنالیز استاتیکی خطی:91

4-6-1-1- مدول الاستیسیته. 91

4-6-1-2- بارگذاری اینرسی.. 91

4-6-1-3- بارگذاری حرارتی.. 91

4-5-2- آنالیز مودال:91

4-5-3-آنالیز هارمونیک:91

4-5-4-آنالیز دینامیکی گذرا:92

4-5-5-آنالیز غیر خطی مادی :92

4-6- انتخاب نوع تحلیل در این تحقیق:92

4-7- تحلیل پلاستیک دارای 3 رکن اساسی می باشد:93

4-8-1- مدل های تنش- کرنش و معیار تسلیم:93

4-8-2-قانون جریان:94

4-8-3-قانون سخت شوندگی:95

4-8-3-1-سخت شوندگی ایزوتروپیک: (isotropic hardening)95

4-8-3-2-سخت شوندگی کینماتیک: (kinematic hardening)95

4-9-مدل سازی مقاطع در نرم افزار:97

4-10-اتصالات... 100

4-11-مش بندی :101

4-12- اعمال شرایط تکیه گاهی :104

4-12 آماده سازی مدل برای تحلیل :106

4-13 بارگذاری :107

فصل پنجم: نتایج مطالعات و پیشنهادات

مقدمه :109

5-1 انجام آنالیز و مشاهده خرابی ها :109

5-1 مقایسه قاب پرشده با بتن باقاب تقویت شده باورق در محیط نرم افزار  ansys:110

5-2- بررسی قابها و مشاهده خرابی ها116

5-3 منحنی پوش قاب ها :120

5-3-1 منحنی پوش قاب های نمونه های تست نرم افزاری با ورق تقویتی.. 120

5-3-2 منحنی های پوش آزمایشگاهی قاب های پر شده با بتن :122

5-3-3 منحنی پوش قاب های نمونه های تست نرم افزاری با بتن:122

5-4 محاسبه ضریب رفتار :125

5-5 منحنی های دو خطی نمونه ها129

5-5-1 منحنی های دو خطی نمونه نرم افزاری با ورق.. 129

5-5-2 منحنی های دو خطی با بتن.. 130

5-6 نتیجه گیری وپشنهاد  :133

      فهرست منابع..........................................................................................................................136

Abstract............................................................................................................................................................................143

نقد و بررسی کاربران

هیچ نقدی هم اکنون وجود ندارد

سبد خرید 0 محصول محصول‌ها (خالی)    

سبد خرید من

هیچ محصولی وجود ندارد

ارسال رایگان! ارسال
0 تومان مجموع

پرداخت مشاهده

خانه

محصولات جدید

خبرنامه