عنوان پایان‌نامه
بررسی مشخصات مقاطع ستون های صلیبی شکل حول محورهای قوی و ضعیف تحت اثر بارهای ثقلی و جانبی ناشی از زلزله
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2053;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 68011
- تاریخ دفاع
- ۲۹ تیر ۱۳۹۳
- دانشجو
- بابک کیخسروکیانی
- استاد راهنما
- سیدرسول میرقادری
- چکیده
- گسترش روزافزون استفاده از ستون¬های با مقطع صلیبی¬شکل در قاب¬های خمشی در کشور و ناشناخته ماندن خصوصیات اصلی این اعضا، ضرورت بررسی دقیق¬تر ویژگی¬های این مقاطع برای استفاده در المان¬های تیر- ستون را بدیهی می¬سازد. در این تحقیق، ابتدا یک مدل پیشنهادی برای توزیع تنش¬های پسماند در مقاطع صلیبی بال¬دارِ ساخته شده از ورق ارائه شد. در ادامه مشخصات کمانش موضعی این مقاطع در ستون¬ها و تیرهای با مقطع صلیبی شکل به¬صورت جداگانه، توسط مدل¬های المان محدود ِراست آزمایی شده مورد بررسی قرار گرفت. در این بخش، همچنین اندرکنش لاغری بال و جان در ستون¬های تحت فشار خالص و اثر گرادیان لنگر بر پاسخ خمشی تیرهای صلیبی نیز مورد مطالعه قرار گرفت. در نهایت و با استفاده از نتایج قسمت قبل، مدل¬های تیر- ستون¬ کوتاه تحت بار محوری ثابت و لنگر خمشی چرخه¬ای جهت ارزیابی رفتار لرزه¬ای این مقاطع، تعیین حدود فشردگی لرزه¬ای جان، نحوه مشارکت دو جزء I شکل مقطع در باربری خمشی و همچنین میزان انرژی هیسترزیس تلف شده در این مقاطع ایجاد گردید. نتایح تحلیل¬های انجام¬شده بیانگر امکان افزایش لاغری مجاز جان این مقاطع در طراحی غیرلرزه¬ای، تا 70 درصد نسبت به مقاطع I شکل در فشارخالص و خمش می¬باشد. در این بخش، همچنین ارتباط موثری بین میزان گرادیان لنگر و افزایش شکل پذیری تیرهای با مقطع صلیبی مشاهده شد.گفتنی است طبق نتایج، حد فشردگی لرزه¬ای جان، به طور قابل ملاحظه¬ای نسبت به مقاطع I بهبود یافت. همچنین با کاهش سطح بار محوری، میزان مشارکت جزء I شکل محور ضعیف مقطع در باربری خمشی ، و همچنین شکل¬پذیری عضو فزایش چشمگیری را نشان دادند.
- Abstract
- The structural performance of flanged cruciform sections (FCSs), being considered as an appropriate alternative to use in moment-resisting frames, is relatively unexplored to date except for a few researches having done. In this study, a residual stress distribution model for welded FCSs is proposed and implemented in the experimentally verified, nonlinear finite element modeling techniques in order to identify the local buckling behavior of FCS in stub column, beam and beam-column models. A wide range of web and flange thicknesses are assigned to evaluate the current AISC slenderness limits, employed for I-shaped sections. The effect of moment gradient and lateral bracings in beams and web-flange interaction in stub-columns on the local buckling behavior of FCSs also has been investigated in details. Finally the beam- column models subjected to combined constant axial force and cyclic single-axis bending moment are designed to evaluate seismic compact limit of web plate, interaction of each I-shaped portion of FCSs, and energy dissipation capacity of section. The results indicate that although I-shaped section compact limits are applicable for FCSs members, the slender/non-slender limit for web of FCSs in pure compression and compact limit in bending can be safely increased by 70%. In addition, it can be observed that rotational and flexural capacity extremely decline as moment gradient decreases. In beams with slight gradient, flexural behavior is independent of plates’ thicknesses and the dominant failure mode in these beams would be lateral-torsional buckling. It was also found that the web width-to-thickness ratio and the axial force ratio have significant effects on the inelastic behavior for all the models, including the ultimate Strength, ductility factors as well as the energy dissipation capacity.
