عنوان پایان‌نامه
ارزیابی رفتار لرزه ای و تعیین مسیر انتقال نیرو دراتصال صلب با ستونهای دوبل مندرج در مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1215;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40358
- تاریخ دفاع
- ۲۹ بهمن ۱۳۸۷
- دانشجو
- مریم ابوصابر
- استاد راهنما
- سیدرسول میرقادری
- چکیده
- وقوع شکست های ترد گسترده در اتصالات سازه های فولادی جوشی در زلزله های گذشته و به ویژه زلزله های نورتریج و کوبه نشان داده است که شکل پذیری بالای فولاد ساختمانی به تنهایی نمی تواند متضمن رفتار لرزه ای مطلوب این سازه ها باشد و برای دستیابی به رفتار شکل پذیر باید شرایطی که شکست ترد به دنبال دارد را شناسایی و از وقوع آن جلوگیری کرد و روش های طراحی مناسبی را برای ایجاد مکانیزم استهلاک انرژی پایدار و قابل اطمینان اتخاذ نمود.این امر موجب آغاز مطالعات آزمایشگاهی و تحلیلی گسترده ای بر روی اتصالات قاب های خمشی فولادی جوشی گردید. در نتیجه این تحقیقات آیین نامه های طراحی لرزه ای سازه های فولادی تنها استفاده از اتصالات تایید صلاحیت شده را در قاب هایی که از آن ها انتظار رفتار شکل پذیر می رود مجاز دانستند. اتصالات تایید صلاحیت شده اتصالاتی هستندکه عملکرد لرزه ای مناسب آن ها از طریق مطالعات تحلیلی و آزمایشگاهی کافی مورد تایید قرار گرفته و اطلاعات کافی برای طراحی و اجرای آن ها ارائه شده است. قرارگرفتن کشورمان در منطقه زلزله خیز و استفاده گسترده از قاب های خمشی فولادی جوشی توجه ویژه به اتصالات این سازه ها را ایجاب می کند. تحقیق حاضر به بررسی تحلیلی اتصال صلب تیر به ستون I شکل دوبل ارائه شده در مبحث دهم مقررات ملی ایران می پردازد. اتصال مورد نظربراساس ضوبط فیما و مبحث دهم مقررات ملی ایران طراحی شده و پارامترهای مجهول آن تعیین شده اند. در گام بعد این اتصال در دو جهت محور قوی و ضعیف با استفاده از نرم افزار آباکوس مدلسازی شده و تاثیر پارامترهای فوق بر عملکرد اتصال از لحاظ صلبیت، مقاومت و شکل پذیری مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به منحنی لنگر انحناء اتصال و محاسبه ضریب صلبیت محدوده مناسب پارامترهای مجهول برای تامین عملکرد صلب اتصال در جهت محور قوی تعیین و برای تامین صلبیت اتصال در جهت محور ضعیف نیز راهکارهایی ارائه شده است. بررسی شکل پذیری اتصال با توجه به مقاومت نسبی تیر و ناحیه پانلی و تاثیر تغییرشکل زیاد ناحیه پانلی بر افزایش پتانسیل شکست ترد در جوش ها انجام شده است. نتایج نشان داده است که در اتصال مورد بررسی ناحیه پانلی نه در جان ستون بلکه درورق سخت کننده اتصال رخ می دهد و ضخامت ناکافی این عضو با جلوگیری موجب تغییرشکل بیش از حد آن شده و احتمال وقوع شکست ترد در اتصال را افزایش می دهد. در جهت محور ضعیف تسلیم جان ستون در اثر نیروی ناشی از بال تیر موجب کاهش صلبیت اتصال می شود وتامین صلبیت در این جهت مستلزم تقویت جان ستون و جلوگیری از تسلیم آن تحت بار سرویس است. به علت عملکرد پانلی بال ستون در سیکل های بالای بارگذاری بخشی از ستون وارد محدوده پلاستیک می شود. قرار گرفتن اتصال تحت خمش دو محوره در این حالت می تواند علیرغم تامین شرط تیرضعیف و ستون قوی ، وقوع مفصل پلاستیک در ستون را به دنبال داشته باشد. باتوجه به ضوابط آیین نامهAISC مبنی بر استفاده از اتصالات تایید صلاحیت شده در قاب های خمشی متوسط و ویژه، پیشنهاد می شود که آزمایشات تایید صلاحیت برروی اتصال مورد نظر انجام شده و یا این اتصال در قاب های با شکل پذیری کم مورد استفاده قرار گیرد.
- Abstract
- Widespread report of Structural Damage to welded –steel moment constructions in past earthquakes, specially in Northridge and Kobe, revealed that high ductility of structural steel can't gurantee the ideal behaviour of these structures. to assure seismic performance of welded-steel moment structures, one must recognize and prevent conditions that lead to brittle failures and choose a design procedure to attain a stable and reliable energy dissipation characterisitic. this is done through extensive analytical and experimental studies on welded –steel moment structures. As a result of these studies, only prequalified connections are permitted by structural steel building codes . Prequlified connections are those connections for wich sufficient analytical and experimental studies have been performed to clearly define their seismic behavior and to identify the appropriate design and construction parameters. Iran is placed on a seismically active area and widespread use of welded-steel moment constructions in such a region, calls for special care in connstruction of these structures. This research evaluates the moment resisting beam to built-up columns (comprising of two I shapes) recommended in the Iranian national code Part 10. This connection has been designed based on FEMA and Iranian national code and all of design parameter (including the ones for which there are no code provision) have been identified. Effect of these parameter on rigidity, ductility and strenght of the connection is studied through 3D nonlinear finite-element analyses of the connection subassemblies by Abaqus software. Moment–rotation curves were determined for the connection and rigidity cofficient was calculated. In strong axes direction, the limitation of those design parameters that there are no code provision for them on connection rigidity were determined, and recommenation are made for improvement of the connection rigidity in the week axes direction. Connection ductility has been studied with respect to relative strength of beam and panel zone and the effect of excessive panel zone distortion on the potential for brittle failure of welds. Results show that shear yielding of the connection start at the stiffner plate not at the column web. Therefore Insufficient thickness of this plate lead to excessive deformation and increase in probability of brittle failure. Because of Shear yielding of column flanges, a section of column in high cycles of loading is plastified. If this connection works in two axial bending, plastic hinge may occure in columns though if beam to column strenght limitation are approprierly followed. Therefore, this research recommends prequalifying test of the connection, as a requirment to satisfy the AISC seismic provision for structural steel building
