عنوان پایان‌نامه
بررسی لرزه ای تیرهای با مقطع دوبل ناودانی مقایسه عملکردی آن با مقطع I شکل
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2257;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76276
- تاریخ دفاع
- ۱۵ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- محمد توماج
- استاد راهنما
- سیدرسول میرقادری
- چکیده
- طراحی لرزه‌ای سازه‌ها بر اساس سه سطح عملکردی شامل صلبیت (سختی)، مقاومت و شکلپذیری صورت می‌گیرد. تمرکز تحقیق حاضر بر روی معیار شکلپذیری، آن هم مطابق با تعاریف آیین‌نامه AISC و مبحث دهم از مقررات ملی ساختمان ایران خواهد بود. نگاه موسوم به شکلپذیری در مهندسی سازه، از تراز مصالح تا کل سازه بوده که در این تحقیق به شکلپذیری در تراز سطح مقطع و عضو پرداخته شده است. پارامتر اصلی تاثیرگذار بر روی شکلپذیری در تراز سطح مقطع، کمانش‌های موضعی شامل کمانش بال، کمانش جان و یا اندرکنش دو مُد کمانشی بال و جان و در تراز عضو، کمانش کلی خواهد بود. در این تحقیق روش مناسبی برای بررسی شکلپذیری اعضا ارائه گردید. با استفاده از این روش مطالعه بر روی هر مقطع جدیدی، امکان‌پذیر خواهد بود. همچنین با استفاده از این روش به صورت موردی به بررسی معیارهای شکلپذیری تیرهای مرکب خمشی با مقطع دوبل ناودانی به دلیل مطلوبیت‌های اجرایی که در برخی اتصالات نوین دارد، از همین نگاه شکلپذیری و البته مقایسه آن با I شکل معادلش پرداخته شده است. برای مقطع مرکب دوبل ناودانی آرایش مناسب لقمه‌ها و همچنین فاصله مناسب آنها معرفی گردید. کمانش موضعی بال و جان و تعیین محدوده‌های فشردگی لرزه‌ای بدون در نظر گرفتن اندرکنش بال و جان، مورد بررسی قرار گرفت. تیر دوبل ناودانی در محدوده شکلپذیری متوسط عملکرد مناسب و تقریبا همانند تیر I شکل داشته، اما در محدوده شکلپذیری بالا عملکرد ضعیف‌تری نشان داده است. همچنین اعداد به دست آمده برای دوبل ناودانی نسبت به اعداد آیین‌نامه کمی غیر محافظه‌کارانه بوده است. اما در نظر گرفتن اندرکنش کمانش‌های بال و جان ضروری می‌باشد. برای محدوده‌های فشرده لرزه‌ای در دو حالت شکلپذیری متوسط و بالا روابط اندرکنشی اثرات بال و جان هم بر حسب لاغری‌ها و هم بر حسب ضریب µ برای مقایسه بهتر با آیین‌نامه پیشنهاد شده است. در نظر گرفتن اندرکنش بین بال و جان، طرح را اقتصادی‌تر کرده و طراح محدوده لاغری وسیع‌تری برای انتخاب تناسب‌بندی مقطع خواهد داشت. در مورد کمانش جانبی-پیچشی نیز اگر مرزهای لاغری عضو توصیه شده در آیین‌نامه AISC آمریکا و مبحث دهم از مقررات ملی ساختمان ایران را به صورت E/Fy?? در نظر بگیریم، مقدار ?? در آیین‌نامه برای شکل‌پذیری‌های متوسط و بالا به ترتیب برابر 0.17 و 0.086 و برای تیرهای I شکل و همچنین دوبل ناودانی به ترتیب برابر 0.0737 و 0.0401 به دست آمده است. لذا مقادیر آیین‌نامه غیرمحافظه‌کارانه می‌باشد. برای تعیین محدوده‌های لاغری در تراز عضو برای تیرهای دوبل ناودانی بایستی به جای استفاده از پارامتر لاغری کل مقطع، از لاغری تک‌پروفیل استفاده کرد.
- Abstract
- Seismic design of structures is based on three performance levels including rigidity, strength and ductility. This study is focused on the level of ‘ductility’ on the basis of definition given by AISC and article 10 of Iranian national construction rules. Ductility is introduced for a wide range from material to structure. This study is aimed to investigate cross-section and element level. Flange and web local buckling modes along with the interaction between these two modes and global buckling are the main causes of erosion in the level of cross-section and element respectively. In this study a suitable procedure was presented for investigating beam ductility which can be used for studying any new cross section beam. Using this procedure, the ductility criteria of double-Channel beams was investigated due to its facilitation in construction. Then, double-Channel was compared with equivalent I beam. Appropriate configuration and distances of fasteners were proposed for double-Channel beams. Furthermore, local flange and web buckling were investigated neglecting their interaction with each other. It was observed that double-Channel beams behave similarly to I beams in medium ductility range but were found to have worse performance in comparison with it in high ductility range. Flange buckling results of double-Channel were non-conservative compered with AISC’s ranges. However, taking the interaction between two local buckling into account is necessary. Some relationships considering web-flange interaction based on element slenderness and coefficient “µ” were introduced for seismic ranges (medium and high ductility) to compare with AISC more feasibly. Taking interaction into consideration makes designs economical and allows designers to have more choices for section proportioning. In lateral-torsional buckling, considering the recommended boundaries of element slenderness as ??E/Fy in AISC and article 10 of Iranian national construction rules, ?? value would be 0.17 and 0.086 for medium and high ductility respectively. However, in this study, it was found to be 0.0737 and 0.0401 for I beams and double-Channel beams. Therefore, the recommended boundary in AISC is non-conservative. In addition, instead of using whole double-Channel section ry, single channel ry was used in definition of element slenderness.
