پایان نامه بررسی تعیین مقاومت نهایی و ضریب رفتار دیوار برشی بتنی سبک باقاب های فولادی سرد نورد شده LSF با استفاده از نرم افزار ANSYS
رشته : ارشد عمران
فرمت : word
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 Ansys تحلیل شدکه برروی نمونه های با مقیاس ۱۲۰×۲۴۰ سانتیمتر ارزیابی شد. ضخامت های مختلفی از دیواره-های برشی تحلیل شده وعملکرد جانبی آن¬¬¬¬¬¬ها به وسیله اعمال بارگذاری چرخه¬ای 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 (۳۸)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 لیکا و فوم بتن
فهرست :
چکیده : ۱
فصل اول : کلیات
مقدمه ۲
۱-۱تاریخچه ۳
۱-۱-۱تاریخچه و دلایل به کارگیری سیستم های(LSF) ۳
۲-۱-۱تاریخچه و دلایل به کارگیری بتن های سبک ۶
بخش اول فولاد سبک ۸
۱-۲ مزایای فولاد سرد ساخت ۸
۱-۲- ۱انعطاف پذیری ۸
۱-۲-۲ قابلیت بازیافت و حفظ محیط زیست ۸
۱-۲-۴ وزن سبک وحمل ونقل آسان ۸
۱-۲-۵ مقاومت وسختی بالا ۹
۱-۲-۶ مقاوم در برابر آتش سوزی ۹
۱-۲-۷ ثبات در ابعاد ۹
۱-۲-۸ قابلیت تغییر شکل پذیری ۹
۱-۲-۹ سرعت در ساختمان ۹
۱-۲-۱۰ مقاومت در برابر زلزله ۹
۱-۲-۱۱ عایق بودن ۱۰
۱- ۳ مزایای سیستم LSF در ساخت و ساز ۱۰
۱-۳-۱ برای طراحان و مهندسان ۱۰
۱-۳-۱-۱ انعطاف در طرح: ۱۰
۱-۳-۱-۲ استرکچر مناسب جهت عرشه ها وسایر اعضا ۱۱
۱-۳-۲ برای سازندگان وسرمایه گذاران ۱۱
۱-۳-۲-۱ سرعت در اجرای سیستم: ۱۱
۱-۳-۲-۲ عدم وجود تاخیر های آب وهوایی: ۱۱
۱-۳-۲-۳ سهولت در نصب سیستم های تاسیساتی: ۱۱
۱-۳-۳ برای ساکنین و بهره برداران ۱۱
۱-۳-۳-۱هزینه نگهداری کم: ۱۲
۱-۳-۳برای زلزله ونیروی جانبی: ۱۲
۱-۴ تعریف فولاد سرد ساخت ۱۲
۱-۴-۱ دهانههای باربر به چهار روش ایجاد می شود که عبارتند از : ۱۴
۱- ۵ انواع مقاطع سرد نورده شده و کاربرد های آنها: ۱۶
۱-۵-۱ اعضای قابی سازه ای منفرد ۱۶
۱-۵-۲پانل ها وعرشه ها ۱۶
۱-۵-۲-۱ پانل ها سازه های LSF به صورت پانل تولید شده و اجزای هر پانل عبارتند از: ۱۷
۱-۵-۳ طراحی: ۱۷
۱-۵-۴ نقشه ها به گروه های مختلف به شرح ذیل تقسیم می شوند: ۱۷
۱-۵-۴-۱ سازه های سبک فلزی: ۱۸
۱-۵-۴-۲ سازه های قائم (STUD) ۱۸
۱-۵-۴-۳ سازه های تقلیل دهنده صدا(resillentchanne) ۱۸
۱-۵-۴-۴ سازه های کلاهک (hat channel) ۱۸
۱-۵-۴-۵ ناودانیهای باربر ۱۹
۱-۵-۴-۶سازه های تقویتی کنجها(corner beand) ۱۹
۱-۵-۴-۷ سازه های تقویتی حاشیه (j Bead) ۱۹
۱-۵-۴-۸- سازه های تقویتی در انبساط (control joint) ۱۹
۱- ۶ روش اجرا سیستم LSF ۱۹
۱- ۶-۱پی یا شالوده ۲۰
۱-۶-۱-۱- طراحی پی: ۲۰
۱-۶-۱-۲-کف کاذب: ۲۱
۱-۶-۱-۳-سازه کف: ۲۱
۱- ۶-۲ دیوار ۲۱
۱- ۶-۳ سقف ۲۳
۱-۶-۳-۱ سقف کامپوزیتی: ۲۳
۱-۶-۳-۲: سقف کامپوزیت عرشه فولادی ۲۴
۱-۶-۳-۳سقفهایخرپاییشیبدار ۲۷
۱- ۶-۴ اتصالات ۲۸
۱-۶-۴-۱مشخصات پانل ها ۲۸
۱-۶-۴-۲پیچها ۲۹
۱- ۶-۵ شیوه نما سازی خارجی ۲۹
۱- ۷خصوصیات فولاد سرد ساخت ۳۰
۱- ۷-۱استانداردهای فولاد سرد ساخت ۳۰
۱- ۷-۲ ظرفیت باربری و سختی ۳۱
۱- ۷-۳ طراحی پلاستیک ۳۱
۱- ۷-۴منحنی های نوعی تنش-کرنش ۳۱
۱- ۷-۵افزایش تنش تسلیم متاثر از شکل دهی سرد ۳۲
۱- ۷-۶ روش محاسبه خطی خواص مقاطع ۳۲
۱- ۷-۷ فرم منحنی خستگی ۳۲
۱- ۷-۹ خستگی ۳۳
۱- ۷-۱۰ خواص مکانیکال و اثر فرم دادن سرد به فلز ۳۳
۱-۸ معایب فولاد سرد ساخت ۳۳
بخش دوم بتن ۳۴
۱-۲ معرفی بتن های سبک سازه ای: ۳۴
۱-۲-۱شرح توضیح مزایا ومعایب بتن سبک ۳۴
۱-۲-۱-۱ :سبک بودن ۳۵
۱-۲-۱-۲:عایق گرما ۳۵
۱-۲-۱-۳- :عایق صوتی ۳۶
۱-۲-۱-۴- : قابلیت برش ۳۶
۱-۲- ۲انواع بتن سبک ۳۶
۱-۲-۲-۱بتن سبک سبکدانه ۳۶
۱-۲-۲-۲بتن سبک لیکا ۳۷
۱-۲-۲-۳بتن سبک پرلیتی ۳۹
۱-۲-۲-۴بتن های سبک متخلخل یا سلولی ۳۹
۱-۲-۲-۵بتن سبک گازی ۳۹
۱-۲-۳کاربردهای سازه ای ۴۲
۱-۲-۴ بتن های وروند استفاده در قاب های LSF سازه ای در این پروژه ۴۳
۱-۳- متغیر های مساله : ۴۳
۱-۴ فرضیه ها (هر فرضیه به صورت یک جمله خبری نوشته شود.) ۴۴
۱- ۵ اهداف تحقیق (شامل اهداف علمی، کاربردی وضرورت های خاص انجام تحقیق) ۴۴
۱-۵-۱هدف اصلی: طراحی سازه هایی بااسکلت فولادی سرد نورد شده مقاوم در برابر بار های ۴۴
۱-۵-۲- اهداف فرعی: ۴۵
فصل دوم : آئین نامه ها ومطالعات قبلی
۲-۱ مروری بر تحقیقات گذشته ۴۶
۲-۲مروری بر آئین نامه ها ۵۰
۲-۲-۱ (FEMA 450) NEHRP ۵۰
۲-۲-۲ TI 809-07 ۵۱
۲-۲-۳ AISI و ASCE7 ۵۲
۲-۲-۴ UBC 97 و IBC 2000 ۵۳
۲-۲-۵ Australian /New Zealand Standard , AS/NZS 4600 ۵۳
فصل سوم: مواد وروش ها وبیان مسئله
مقدمه: ۵۵
۳-۱ ضریب رفتار : ۵۷
۳-۲ روش طیف ظرفیت فریمن : ۶۰
۳-۳ ضریب شکل پذیری یانگ : ۶۱
۳-۴ روش نیو مارک و هال : ۶۲
۳-۵ ضریب کاهش شکل پذیری، ۶۴
۳-۲-۲ ضریب مقاومت افزون ، ۶۴
۳-۶ بیان مسئله : ۶۶
۳-۶-۱ جزییات مقاطع۶۷
۳-۷- مشخصات بتن وفولاد ۶۸
۳-۸تئوری حل مسأله: ۶۹
۳-۹ مدل اجزا محدود مسأله : ۷۰
۳-۹ نمونه های آزمایش شده در تحقیق: ۷۰
۳-۱۰- آماده سازی جهت انجام آزمایش ۷۱
۳-۱۰-۱مراحل انجام کار در آزمایشگاه ۷۱
۳-۱۱ رژیم بارگذاری : ۷۷
۳-۱۲ جدولی از استانداردهای مختلف در روش ASTM ۸۰
فصل چهارم: درباره نرم افزار ansys و روند مدل سازی در نرم افزار
مقدمه : ۸۳
۴-۱- آشنایی با روش اجزا محدود: ۸۵
۴-۱-۱-روش تحلیل دقیق (Exact Solution) ۸۵
۴-۱-۲-روش عددی (Numerical Solution) ۸۵
۴-۱-۳-روش تجربی (Experimental Method) ۸۵
۴-۲-روش اجزا محدود: ۸۶
۴-۳-انواع المان ها در Ansys و قابلیت های آنها: ۸۶
۴-۳-۱-المان – combin 7 : ۸۶
۴-۳-۲-المان – combin 14 : ۸۶
۴-۳-۳-المان – Link 1 : ۸۷
۴-۳-۴-المان – BEAM3 : ۸۷
۴-۳-۵-المان – PLANE 42 : ۸۷
۴-۳-۶-المان- BEAM 54 : ۸۷
۴-۳-۷-المان – pipe 16 : ۸۷
۴-۳-۸-المان – solid 45: ۸۷
۴-۳-۹-المان –combin 40 : ۸۷
۴-۴-۱۰- المان- SHELL 93 : ۸۸
۴-۴-۱۱-المان –SHELL22 : ۸۸
۴-۴-۱۲-المان- PLANE 2 : ۸۸
۴-۴-۱۳-المان – SHELL91 : ۸۸
۴-۴-۱۴- المان- contact 12: ۸۸
۴-۵-۱۵-المان- PLANE55 : ۸۸
۴-۴-۱۶-المان – BEAM 189 : ۸۹
۴-۴-۱۷-المان- BEAM188 : ۸۹
۴-۴-۱۸-المان – SOLID92 : ۸۹
۴-۴-۱۹-المان- SOLID95: ۸۹
۴-۴-۲۰-المان –PLANE 82 : ۸۹
۴-۴-۲۱-المان- PLANE145: ۸۹
۴-۴-۲۲-المان – Link10: ۹۰
۴-۴-۲۴-المان – SOLID 82: ۹۰
۴-۴- المان مورد استفاده در این تحقیق: ۹۰
۴-۵-انواع آنالیزها در نرم افزار Ansys: ۹۰
۴-۵-۱آنالیز استاتیکی خطی (Static Analysis) ۹۰
۴-۶-۲-آنالیز مودال (Modal Analysis) ۹۰
۴-۶-۳-آنالیز هارمونیک (Harmonic Analysis) ۹۰
۴-۶-۴-آنالیز دینامیکی گذرا (Transient Dynamic Analysis) ۹۰
۴-۶-۵-آنالیزغیرخطی مادی ( Material nonlinearity ) ۹۰
۴-۵-۱-آنالیز استاتیکی خطی: ۹۱
۴-۶-۱-۱- مدول الاستیسیته ۹۱
۴-۶-۱-۲- بارگذاری اینرسی ۹۱
۴-۶-۱-۳- بارگذاری حرارتی ۹۱
۴-۵-۲- آنالیز مودال: ۹۱
۴-۵-۳-آنالیز هارمونیک: ۹۱
۴-۵-۴-آنالیز دینامیکی گذرا: ۹۲
۴-۵-۵-آنالیز غیر خطی مادی : ۹۲
۴-۶- انتخاب نوع تحلیل در این تحقیق: ۹۲
۴-۷- تحلیل پلاستیک دارای ۳ رکن اساسی می باشد: ۹۳
۴-۸-۱- مدل های تنش- کرنش و معیار تسلیم: ۹۳
۴-۸-۲-قانون جریان: ۹۴
۴-۸-۳-قانون سخت شوندگی: ۹۵
۴-۸-۳-۱-سخت شوندگی ایزوتروپیک: (isotropic hardening) ۹۵
۴-۸-۳-۲-سخت شوندگی کینماتیک: (kinematic hardening) ۹۵
۴-۹-مدل سازی مقاطع در نرم افزار: ۹۷
۴-۱۰-اتصالات ۱۰۰
۴-۱۱-مش بندی : ۱۰۱
۴-۱۲- اعمال شرایط تکیه گاهی : ۱۰۴
۴-۱۲ آماده سازی مدل برای تحلیل : ۱۰۶
۴-۱۳ بارگذاری : ۱۰۷
فصل پنجم: نتایج مطالعات و پیشنهادات
مقدمه : ۱۰۹
۵-۱ انجام آنالیز و مشاهده خرابی ها : ۱۰۹
۵-۱ مقایسه قاب پرشده با بتن باقاب تقویت شده باورق در محیط نرم افزار ansys: ۱۱۰
۵-۲- بررسی قابها و مشاهده خرابی ها ۱۱۶
۵-۳ منحنی پوش قاب ها : ۱۲۰
۵-۳-۱ منحنی پوش قاب های نمونه های تست نرم افزاری با ورق تقویتی ۱۲۰
۵-۳-۲ منحنی های پوش آزمایشگاهی قاب های پر شده با بتن : ۱۲۲
۵-۳-۳ منحنی پوش قاب های نمونه های تست نرم افزاری با بتن: ۱۲۲
۵-۴ محاسبه ضریب رفتار : ۱۲۵
۵-۵ منحنی های دو خطی نمونه ها ۱۲۹
۵-۵-۱ منحنی های دو خطی نمونه نرم افزاری با ورق ۱۲۹
۵-۵-۲ منحنی های دو خطی با بتن ۱۳۰
۵-۶ نتیجه گیری وپشنهاد : ۱۳۳
فهرست منابع ۱۳۶
Abstract………
این پروژه به عنوان کمک آموزشی و در راستای تکمیل مطالعات شما ، در وبسایت قرار گرفته است .
لطفا از این پروژه به عنوان پایان نامه و یا پروژه تخصصی استفاده ننمایید .
- فاقد لینک دانلود و فروش. این پروژه فقط جهت معرفی در سایت قرار گرفته است. [purchase_link id=”6485″ text=”اضافه‌کردن به سبدخرید” style=”button” color=”green”]
