عنوان پایان‌نامه
اندرکنش لوله و سازه تکیه گاهی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1495;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 48331
- تاریخ دفاع
- ۰۴ اسفند ۱۳۸۹
- دانشجو
- اکبر شهیدی تبار
- استاد راهنما
- سیدرسول میرقادری
- چکیده
- سازه لوله و سازه تکیه¬گاهی آن دسته¬ای از سازه¬ها می¬باشند که، در آیین¬نامه¬های طراحی، بخشی مجزا را به خود اختصاص داده¬اند. نحوه طراحی هر یک از این دو سازه به شکل مجزا، به نحو کامل در آیین-نامه¬ها بیان شده است. ولی لحاظ کردن اندرکنش این دو سازه به طور کلی مطرح شده و به جزئیات پرداخته نشده است. آیین¬نامه ASCE7، بیان می¬کند که اندرکنش لوله و سازه بایستی لحاظ گردد و در آیین¬نامه ASME بیان شده است که بایستی لوله¬ها در هنگام انبساط، آزادی لازم جهت آزادسازی تنش¬ها را داشته باشند. لذا در اکثر نقاط لوله¬ها را به شکل نشیمنی روی سازه قرار می¬دهند، که در این نقاط لوله و سازه دارای اصطکاک می¬باشند. در روش¬های فعلی طراحی لوله که، برگرفته از کلیات مطرح شده در آیین¬نامه¬ها می¬باشد، سازه لوله جدا طراحی شده، سپس نیروهای تکیه¬گاهی لوله روی سازه تکیه¬گاهی اعمال می¬گردد و سازه تکیه¬گاهی بر اساس این نیروها طراحی می¬گردد. در این شکل طراحی، سازه لوله و سختی آن، در طراحی سازه تکیه¬گاهی مدل نمی¬گردد، لذا باعث ابهامات وایراداتی به شرح زیر در سازه می¬شود: 1) لوله با تشکیل یک دیافراگم صلب به همراه سازه تکیه¬گاهی در انتقال بارهای حرارتی، لرزه¬ای، ثقلی و هر نوع بارگذاری موجود روی سازه نقش خواهند داشت، که این مسئله لحاظ نشده است. 2) برخی از نقاط تکیه¬گاهی سازه که به لوله جوش شده است، دارای تغییرمکان¬های مرتبط می¬باشند. این تغییر مکان¬های مرتبط در طراحی سازه تکیه¬گاهی نادیده گرفته شده¬اند. 3) سازه تکیه¬گاهی بدون توجه به محل اتصال لوله به آن طراحی شده است، لذا مسیر انتقال نیروی زلزله، مسیر مشخص و مطمئنی نخواهد بود. هدف از این تحقیق ارائه روش طراحی¬ای می¬باشد که جایگزین روش فوق باشد و کلیه ایرادات مذکور را برطرف نماید. لذا در روش پیشنهادی لوله در همه نقاط تکیه¬گاهی به سازه مقید می¬گردد و لوله و سازه تکیه¬گاهی به شکل همزمان مدل¬سازی شوند. سختی خمشی تیر تکیه¬گاهی در برابر سختی محوری لوله مقدار ناچیزی می¬باشد، لذا در پیشنهاد مذکور مشکلی برای لوله در هنگام انبساط پیش نخواهد آمد و لوله به عنوان عضو سازه¬ای عمل خواهد کرد. البته روش پیشنهادی دارای محاسن ومعایبی می¬باشد که به تفصیل بیان شده است. در ادامه روش پیشنهادی با ساخت مدل¬های در نرم¬افزارهای Sap و Caesar تحت بررسی قرار گرفته است و محاسن و معایب این روش در قالب اعداد و ارقام بیان گردیده است. نتایج حاصله عبارتند از: 1) از سازه¬های منقطع یکدهانه به جای سازه پیوسته استفاده می¬شود. 2) مسیر نیروی زلزله، مسیر مشخص و مطمئن خواهد بود. 3) میزان مصالح استفاده شده حدود 20% کاهش خواهد یافت.
- Abstract
- The designing of pipe and pipe rack are discussed separately in the code. Their interaction has not been discussed in details in literature. According to ASCE7: the pip and pipe rack interaction should be considered in pipe rack designing and according to ASME b31.3 code: pipe must be able to release it’s stress during expansion. According to common designing method; pipe is designed separately, then external forces of pipe supports are imposed on pipe rack to which pipe rack is designed according to addressed loading. In this method, pipe stiffness is neglected in pipe rack designing that lead to vague results. In other words, pipe with big section will cause: 1: pipe will be in cooperation with the pipe rack by forming a rigid diaphragm in the transmission of the thermal, gravity, quake loads or any other existing loads. 2: some points of the pipe rack which is welded to the pipe, have related displacements. These relative displacements seem to be neglected in design of pipe rack. 3: there is no reliable and safe pass of quake load transition, because pipe to pipe rack connection are designed regardless of lateral load resisting system position. This paper is aimed to suggest a substitute method of considering interaction of pip and pipe rack. According to the current method, pipe should be constraint to pipe rack in all supporting points and pipe and pipe rack could be modeled simultaneously. Since beam flexural stiffness is small in comparison with pipe axial stiffness; pipe constraining to pipe rack will not cause to an increase in stress of expansion in pipe. The proposed designing method has been studied by analytical models in this paper; which leads to the following results: 1: single span moment frames is suggested to be used instead of continuous in pipe rack. 2: quake transition path in proposed designing method is hoped to be safe and reliable. 3: in proposed designing method; pipe acts as a structural element. 4: designing of pipe rack in proposed method causes to %24 decrease in consuming steel in comparison whit the designing of pipe rack in common method.
