تحقیق بررسی مکان‏یابی دیوار برشی در پلان بر پایه تحلیل‏های ارتجایی 14 ص

تحقیق بررسی مکان‏یابی دیوار برشی در پلان بر پایه تحلیل‏های ارتجایی 14 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 22 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏بررسی ‏مکان‏‏‏یابی‏ دیوار برشی ‏در پلان بر پایه تحلیل‏‏‏های‏ ارتجایی‏ استاتیکی و دینامیکی
‏چک‏یده ‏یکی از عوامل موثر در بهبود رفتار سازه‏ها ‏طرز ‏قرارگیری سیستم مقاوم جانبی در مکانهای مناسب می‏‏‏باشد. این امر به نحو موثری در پایداری و اندرکنش قاب خمشی و سیستم باربر ‏جان‏بی ‏که عموما مهاربندی‏‏‏ها‏ و دیوار‏های‏ برشی ‏ه‏ست‏ند‏ تاثیرگذار می‏باشد.‏ بمنظور تعیین محل مناسب دیوارهای برشی ‏در این مقاله یک ساختمان 23 طبقه با و بدون دیوار برشی تحت آنالیز استاتیکی معادل، دینامیکی طیفی و دینامیکی تاریخچه زمانی قرار گرفته است. سپس ‏با جابجایی دیوار برشی در پلان‏،‏ برش جذب شده در هر طبقه، تغییر مکانها، دورانها و دیگر پارامترهای مهم سازه‏ای نسبت به یکدیگر‏ ‏تحت تحلیلهای ‏مختلف ‏استاتیکی معادل و دینامیکی سنجیده شد‏ه است‏.‏ با بررسی نتایج بیان شده مناسب‏‏‏ترین مکان برای دیوار برشی روی پلان ساختمان تعیین شده و ‏در انتها نتا‏ی‏ج حاصل از دو آنال‏یز‏ د‏ینامیکی ‏ط‏ی‏فی و استات‏ی‏کی معادل ‏نیز ‏با ‏ی‏کد‏ی‏گر مقا‏ی‏سه ‏گردیده‏‏‏اند‏.
‏واژه‏های کلیدی‏ دیوار برشی‏،‏ ‏مکان یابی،‏تحلیل استاتیکی،‏ ‏تحل‏ی‏ل د‏ی‏نام‏ی‏کی‏ طیفی،‏ تحل‏ی‏ل د‏ی‏نام‏ی‏کی‏ تاریخچه زمانی‏،
‏3
‏مقدمه
‏یکی از عوامل موثر در رفتار لرزه‏‏‏ای سیستمهای ساختمانی، علاوه بر نوع سیستم مقاوم جانبی، طرز قرارگیری آن در پلان ساختمان می‏‏‏باشد. این امر به نحو موثری در رفتار سیستم و نحوه توزیع نیروهای جانبی در بین اجزای سازه‏‏‏ای موثر می‏‏‏باشد. در این ‏م‏ق‏اله‏ سعی شده است با جابجایی دیوار برشی در ‏هر ‏یک ‏از ‏سازه‏‏‏ها‏ بعضی از مهمترین پارامترها مورد بررسی قرار گیرند. همچنین بخاطر اینکه نتایج برداشت شده تنها ناشی از یک تحلیل خاص نبوده و بتوان به نتایج قابل استنادتری دست یافت سازه‏‏‏های مورد بررسی تحت آنالیزهای استاتیکی معادل، دینامیکی طیفی و زمانی قرار گرفت‏ه است‏.‏ جهت بررسی تاثیر محل دیوار برشی‏ در رفتار سازه‏،‏ دو سازه 23 طبقه که یکی دارای پلان منظم و دیگری دارای پلان ‏با شکستگی ‏می‏باشد در نظر گرفته شده است. سازه‏های مورد نظر تحت سه نوع آنالیز‏ د‏ی‏نام‏ی‏کی‏ تاریخچه زمانی،‏ د‏ی‏نام‏ی‏کی‏ طیف‏ی‏ و استاتیکی معادل قرار گرفته و نتایج‏ حاصل از آنال‏ی‏زهای د‏ی‏نام‏ی‏کی‏ بر اساس روش CQC‏ ]‏1[‏ ‏ب‏رای 69 مد سازه‏‏‏های‏ 23 طبقه مورد نظر با یکدیگر ترکیب شده‏اند.‏ ‏آ‏ن‏الیز ‏د‏ی‏نام‏ی‏کی ‏طیف‏ی‏ ‏(Response-Spectrum‏)‏ بر اساس طیف‏ طرح استاندارد معرفی شده در آیین نامه‏2‏800 ‏و ‏آنالیز‏ ‏دینامیکی تاریخچه زمانی‏ ‏(Time-History‏)‏ تحت زلزله ال‏سنترو‏، بوسیله نرم افزار ETABS‏ ‏انجام گرفت‏ه است ]‏2[‏. سپس برش پایه در آنالیزهای دینامیکی، برحسب برش بدست آمده از آنالیز استاتیکی معادل مطابق‏ ضوابط‏ آیین نامه 2800 همپایه گردید‏ه است ]‏3[‏. بعنوان مثال برای سازه خمشی بدون دیوار برشی که ‏با‏ 25% نیروی جانبی مورد‏ نظر‏ تحت‏ ‏تجزیه و تحلیل قرار گرفت‏ه،‏ ضریب برش پایه برای تحلیل طیفی بعد از دو سیکل برابر 637/0 بدست ‏می‏‏‏آ‏ی‏د.
‏برای طراحی سازه مورد نظر بار مرده و زنده وارد بر سازه به ترتیب 1000و300 کیلوگرم بر سانتی متر مربع انتخاب شد. همچنین مقاومت فشاری بتن و فولاد به ترتیب 280 و 4000 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع فرض گردید. سپس
‏3
‏قاب خمشی مورد نظر بر اساس آیین نامه ACI‏به گونه ای طراحی شد که قاب به تنهایی قادر به تحمل 25% نیروهای جانبی باشد. ‏در نهایت مقاطع نهایی اجزای سازه بصورت زیر بدست آمد.
‏ستونها :
‏طبقات 1-6 : 70*70
‏طبقات 7-12 : 60*60
‏طبقات 13-18 : 50*‏50
‏طبقات 19-23 : 40*40
‏برای تیرها مقاطع 35*40 انتخاب گشت.
‏همانطوریکه ذکر شد، ‏سه نوع تحلیل ‏جهت‏ بررسی نتایج انتخاب شد‏ه‏ تا نتایج تنها بر گرفته از یک آنالیز خاص نباشد و با مقایسه نتایج حاصله از‏ ‏هر سه نوع تحلیل بتوان به نتایج قابل استنادتری دست یافت. همچنین ‏ن‏ی‏روها‏ ‏و‏ ‏تغ‏یی‏رمکانهای ‏حاصله در‏ ‏تحلیلهای دینامیکی با روش CQC‏ با یکدیگر ترکیب شد‏ه‏‏‏ا‏ند تا اثر اندرکنش مدها بطور کامل بصورت سه بعدی در نظر گرفته شود.‏ ‏در‏ ‏این‏ ‏روش مدهای نزدیک بهم با استفاده از ‏مقدار ‏میرایی ‏فرض‏ شده با یکدیگر ترکیب می‌شوند و هرچه مقدار میرایی مدی بیشتر شود مقدار اندرکنش مدها با یکدیگر نیز ‏افزا‏ی‏ش می ‏ی‏ابد‏ ]‏4[‏. در ابتدا سازه قاب خمشی تحت 25‏%‏ نیروی جانبی تحلیل گ‏ردیده ‏و‏ ‏سپس ‏با توجه به ارتفاع آن که شامل 23 طبقه سه متری می‏‏‏باشد ‏تحت ضوابط مربوط به قاب خمشی بتنی متوسط بعلاوه دیوارهای برشی بتنی متوسط طراحی گردید‏ه است ]‏5[‏.
‏دو پلان جهت بررسی ‏نتایج در نظر گرفته شده است، ‏یکی ‏پلان نوع b‏ که سازه ای منظم و بدون بریدگی است‏ و‏ دیگری نوع s‏، که در آن یکی از دهانه‏‏‏های گوشه حذف شده است،‏ ‏هر دو پلان مذ‏ک‏ور از 6 دهانه 4 متری در راستای x‏ و 5 دهانه 3 متری در راستای y‏ تشکیل شده است‏.‏ ‏توجه شود ‏ که سازه نوع s‏ نیز طبق ضوابط آیین نامه جزو سازه های منظم ‏می باشد.‏ این نوع سازه از آن جهت مورد بررسی قرار گرفته که بتوان اثرات پیچش را نیز در پارامترهای مورد بررسی مد نظر قرار داد.‏ ‏در هر دو پلان ‏با جا‏ی‏گذاری دیوارهای برشی یکسان در مکانهای ‏مختلف‏ ‏مطابق ‏شکل 1 سازه‏های ‏متعدد تولید و مورد آ‏نالیز‏ قرار گرفته‏‏‏اند‏.
‏در قسمت اول تحقیق‏،‏ دیوارهای ‏برشی ‏در راستای ‏طولی پلان شامل 2 دهانه می باشند که به صورت متقارن نسبت به مرکز سازه جاگذاری شده‏‏‏اند. بنابراین در مجموع برای هر نوع سازه 3 تیپ حالت قرارگیری دیوار برشی با توجه به جابجائی آنها در امتداد عرضی پلان در نظر گرفته شده است (‏شکل 1‏). در جهت عرضی تنها 6 دهانه (3 حالت) در نظر گرفته شده است. زیرا که در اکثر کارهای عملی مهندسی، طراحان معمولا تنها سه انتخاب برای جاگذاری دیوارهای برشی را مد نظر قرار می‏‏‏دهند، که اکثرا این انتخابها به میانه، کناره های سازه و حدفاصل بین این دو محدود می شود.
‏4
‏پس ا‏ز ‏اتمام این مرحله از تحقیق یعنی تعیین‏ محل بهینه دیوار برشی در ‏را‏ستای‏ عرضی‏، دیوارهای برشی ‏حالت ‏بهینه‏ در قسمت قبل‏ را که شامل دو دهانه می‏ باشد‏، در راستای ‏طولی نیز‏ جابجا ‏شد‏ تا اثر پخش دیوارها در ‏این‏ راستا نیز بر روی پارامترهای مورد بررسی سنجیده شود. در آخرین قسمت این تحقیق نیز نتایج حاصل از دو تحلیل دینامیکی طیفی و استاتیکی معادل با یکدیگر مقایسه شده است.
‏تیپ b2
‏تیپ b3
‏تیپ s3
‏تیپ s1
‏تیپ s2
‏تیپ b1
‏شکل 1 تیپهای مختلف ‏سازه‏‏‏های b‏ ‏و s‏ با تغییر محل دیوار برشی ‏در پلان
‏
‏14
‏بررسی تغییرمکان ‏عرض‏ی‏ دیوار برشی
‏ب‏ر‏ا‏ی‏ بررسی تغییر مکان جانبی ‏هر دو ‏ساز‏ة‏ نوع b‏ و s‏ در ‏هر ‏سه حالت‏ مختلف‏ قرارگیری دیوار برشی مطابق شکل 1 ‏و همچنین ‏در ‏حالت بدون دیوار برشی (b0‏ و s0‏) ب‏ا ‏تمامی روشها (‏استاتیکی‏،‏ د‏ی‏نام‏ی‏کی‏ طیف‏ی‏ و تاریخچه زمانی‏)‏ در راستای دیوارهای برشی ‏ مورد ‏تحلیل‏ قرار گرفته است. ‏نتیجه ‏این که ‏سازه‏‏‏های ‏ت‏ی‏پ 2 ‏دارای کمترین تغییرمکان جانبی نسبت به سازه‏های نوع ‏1‏ و ‏3‏ ‏و نیز بدون دیوار برشی نشان ‏می‏د‏هد‏. یعنی حالتی که دیوار برشی بین مرکز صلبیت و پیرامون سازه قرار گرفته است سازه دارای تغییرمکان جانبی کمتری است که به تبع آن ستونها در قابهای خمشی نیروی کمتری را تحمل می‏‏‏کنند‏.‏ از دلایل ‏کاهش تغ‏یی‏ر مکان جانبی ‏در ‏سازه‏‏‏های تیپ‏ ‏2‏ ‏قرارگیری دیوار برشی در قسمت میانی پلان و ‏درگ‏ی‏ر بودن د‏ی‏وار ‏با قابهای بیشتر می‏‏‏باشد.
‏در‏ مقایسه بین سازه‏‏‏های‏ ت‏ی‏پ‏ ‏1‏ و ‏3‏ در حالت استاتیکی و طیفی سازه ‏تیپ‏ ‏3‏ دارای تغییرمکانهای بیشتری نسبت به ‏تیپ‏ ‏1‏ است. البته در سازه نوع s‏ جابجایی‏ها در حالتهای مختلف تفاوت بیشتری با یکدیگر دارند که نشان دهنده این است که وجود شکستگی در پلان موقعیت قرارگیری دیوار برشی را حساس‏‏‏تر می‏‏‏کند. همچنین نتایج گرفته شده از آنالیز تاریخچه زمانی نیز تا‏ئ‏یدی بر نتایج گرفته شده از دو آنالیز دیگر می
‏14
‏ ‏باشد.‏ در این تحقیق تغییر مکان نسبی طبقات نیز مورد بررسی قرار گرفت که نتایج آن مشابه نتایج حاصل از تغییر مکان مطلق طبقات بود.‏ همچنین ‏ با توجه به اینکه در اکثر موارد نتایج برداشت شده از سازه ‏های نوع s‏وb‏ بسیار به یکدیگر نزدیک می‏‏‏باشد تنها نمودارهای مربوط به‏ سازه نوع b‏ در ‏اشکال 2 تا 4‏ ‏آورده شده است‏.
‏چرخش در تراز طبقات
‏در ‏این ‏مرحله ‏از‏ تحقیق تنها سازه نوع s‏ که دارای شکستگی‏ ‏در‏ ‏پلان می‏‏‏باشد مورد بررسی قرار گرفت‏ه است‏. همانطوری که انتظار می‏رفت ‏از‏ نتایج حاصل ‏شده ‏از آنالیز استاتیکی ‏در ‏شکل 5 ‏ملاحظه می‏‏‏شود که ‏با دور شدن دیوارهای برشی از مرکز صلبیت و بزرگ شدن بازوهای لنگر مقاوم که همان نیروهای ایجاد شده در دیوار برشی می‏‏‏باشند چرخشهای ایجاد شده در مرکز جرم هر طبقه کاهش می‏یابد.
‏7
‏شکل‏2 ‏ جابجایی جانبی در‏ ‏تراز طبقات ‏با‏ آنالیز استاتیکی معادل برای سازه‏‏‏های‏ تیپ b
‏شکل‏3‏ جابجایی جانبی در تراز طبقات ‏با‏ آنالیز دینامیکی طیفی برای سازه‏‏‏های‏ تیپ b
‏14

 

دانلود مقاله در مورد دیوارهای برشی کنسولی وعملکرد آنها 13 ص

دانلود مقاله در مورد دیوارهای برشی کنسولی وعملکرد آنها 13 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 15 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏دیوارهای برشی کنسولی وعملکرد آنها
‏برای تحلیل هر سازه لازم است مقاومت آنرا در مقابل نیروهای ثقلی وجانبی بررسی نمود
‏وهمانطور که میدانید بانیروهای جانبی مؤثر بر سازه (بسته به موقعیت واهمیت سازه) با راههای مختلفی
‏ می توان مقابله کرد . این راهها در عمل توانسته تاحدودی ضررهای مالی وجانی راکاهش دهند که به عنوان نمونه میتوان از سیستم های قاب خمشی ـدیوار برشی ـسیستم لوله ای ـ سیستم های مرکب نام برد.
‏آنچه در این مقاله مورد بحث قرار میگیرد در باب دیوارهای برشی کنسولی ومقاومت خمشی وبرشی وطراحی آنهاوبدست آوردن درصد آرماتورها با استفاده از نمودارهای اندرکنش میباشد که از یک مرجع اصلی ترجمه شده وپس از تحقیق مواردی بدان افزوده گردیده است.
‏1-دیوارهای برشی کنسولی
‏میتوان انتظار داشت که یک دیوار برشی کنسولی منفرد مانند یک عضو خمشی عمل کند البته به شرطی که نسبت ارتفاع به عمق بزرگتر از2باشد، آئین نامه ACI‏نیز فقط درشرایطی که نسبت ارتفاع به عمق 5/0یا کمتر باشد دیوارهای برشی بلند را از عریض تفکیک می دهد.برخی از تمایزات بین دو نوع دیوار برشی در ادامه آورده شده است.
‏با بدست آوردن نیروی محوری نهائی طرح Nu‏ ،گشتاور زاویه ای Mu‏ونیروی برشی Vu‏برای یک دیوار مفروض،معمولا ابتدا اندازه دیوار وآرماتور را برای مقاومت خمشی آزمایش نموده و پس از اطمینان حاصل می نمائیم که خاصیت تغییر شکل پذیری آن کافی بوده و قدرت برشی دیوار بیشتر از مقاومت خمشی آن است. با ملاحظه برش ها بایستی مطمئن شد که حداکثر ایمنی اعمال شده بر تنش برشی هرگز از مقدار مذکور تجاوز نکرده واتصالات ساختمانی تا حد کافی مسلح شده باشند باشند.
‏1-2-مقاومت خمشی دیوارهای برشی کنسولی
‏دیوارهای مستطیلی :‏ به هنگام طراحی دیوارهای مستطیلی در گشتاورهای خمشی کوچک، طراح ممکن است بخواهد از یک توزیع یکنواخت فولاد عمودی برای دیوارها در مناطق غیر زلزلهای استفاده کند اما میتوان طبق اصول اولیه نشان داد که با این تغییر شکل پذیری ،آرایش فولاد بر اثر افزایش محتوای خودش کاهش می پذیرد.
‏هنگامیکه نیروی واردبر فولاد خمشی اضافه شود باید فولاد خمشی بیشتری را درنزدیکی دورترین تار قرار داده ودر عین حال حداقل 25درصد فولاد عمودی رادر مابقی دیوار حفظ کرد . جدا از مقاومت خمشی مؤثر این آرایش فولاد به نحو قابل توجهی قادر است شکل پذیری چرخشی را تقویت نماید. در دیوارهای برشی مستطیلی که در آنها آرماتورها بیشترین تجمع را در انتها دارند، مقاومت ‏خمشی‏ را میتوان بر اساس اصول اولیه وطبق آئین نامه پذیرفته شده در عمل محاسبه کرد ویا چارت های طراحی ستون را که معمولا در دسترس اند تهیه نمود.از آنجا که چارت های طراحی برای اعضای یکنواخت تقویت شده به سهولت قابل استفاده نیست، مقاومت خمشی آنها در زیر مورد بحث قرار می گیرد.
‏مقاومت خمشی یک دیوار برشی مستطیلی که به طور یکنواخت مسلح شده اند(نسبت ارتفاع به عمق بزرگتر از یک)طبق مفروضات آئین نامه
ACI‏ ومحاسبات کاردناس وهمکارانش به صورت ذیل می باشد:
Mu=0.5AsFyh(1+Nu/(AsFy))*(1-c/h) ‏در این فرمول داریم :
C/h=[(a+b)/(2b+0.85b1)] : a=(1.2*A*Fy)/(bhFcu) b=(1.2Nu)/(bhFcu)
Mu‏ : گشتاور نهائی مقاومت طرح (Nmm)
As‏ : مساحت کل آرماتور عمودی mm^2
Fy‏ :مقامت کششی آرماتور عمودی (N/mm^2)
‏ h‏ : طول افقی دیوار برشی (mm)
‏ c‏ : فاصله دورترین تار از محور خنثی (mm)
Nu‏ : بار محور طراحی (نهائی) مثبت در صورتیکه فشاری باشد (N)
Fcu‏ :تنش فشاری بتن مکعبی (N/mm^2)
‏ b1‏ : 0.58‏ مقاومت برای Fcu‏ تا3275 N/mm^2 ‏ وکاهش آن بانسبت 0.05‏ و برای هر مقاومت 8N/mm^2‏ تا حد 32.5N/mm^2
‏در ضمن قدرت خمشی دیوارهای مستطیلی که به طور یکنواخت مسلح شده اند را می توان از تئوری تابع غیر خطی به صورتی که ((سیلز)) و ((فیشل)) مورد بحث قرار داده اند پیش بینی کرد.
‏منحنی های تداخلی با بار گشتاور محوری در ‏شکل الف‏ نشان داده شده است .
‏شکل الف-اثر متقابل گشتاور بار محوری منحنی ها برای میلگرد های یکسان قائم دیوارهای برشی
‏دیوارهای برشی لبه دار بخاطر تغییر شکل پذیری ومقاومت خمشی زیادشان مرغوب هستندو به شکلهای I‏ یا خط مانند (کانال)نشان داده می شوند وممکن است مانند استوانه های بلند با هم جفت شوند . برای دیوارهای برشی مستطیلی با توجه به اثر متقابل منحنی های بار محوری وخمشی همچنین قوانین اولیه وبا کمک گرفتن از یک کامپیوتر کوچک به این نتیجه می رسیم که کارکردن آسانتر ازدیوارهای برشی لبه دار است.
‏اثرات رفتاری ازقرار دادن میلگردهای مختلف همانطور که در ‏شکل ب ‏دیده می شود نشانگر اثر متقابل منحنی ها و لنگر-بار محوری برای شکلهای I‏ وقسمتهای خطی (کانالی) است که از فرظیه غیر خطی بودن تیر استنتاج شده است. منحنی ها برای مقادیر b ‏وh‏ کلی هستند وجان میلگرد ها در تمام موارد بجز منحنی(1) 25درصد است . باید توجه شود که منحنی های (1)و (3) نشان دهنده قسمتهائی است که شامل 3درصد فولاد در بالها (لبه ها) می باشند .