عنوان پایان‌نامه
بهبود رفتار سیستم های مهاربندی همگرای ویژه فولادی از طریق ایجاد مهاربندهای متوازن
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1148.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 38653
- تاریخ دفاع
- ۱۷ تیر ۱۳۸۷
- دانشجو
- ساناز اهل حق
- استاد راهنما
- سیدرسول میرقادری
- چکیده
- قابهای مهاربندی شده همگرای ویژه به علت تامین سختی جانبی و مقاومت مورد نیاز و نیز کاهش تغییرمکان نسبی طبقات، به عنوان سیستم باربر جانبی کاربرد زیادی دارند. در این سیستمها شکلپذیری و جذب انرژی زلزله توسط رفتار غیر ارتجاعی مهاربندها صورت می گیرد. بدین ترتیب انتظار میرود که مهاربندها در زلزلههای شدید، وارد محدوده غیر ارتجاعی شوند، در حالیکه سایر اعضای سازه به صورت الاستیک باقی میمانند تا باربری ثقلی سازه مختل نشود. تلاشهای شکل پذیر در مهاربندها، تسلیم کششی و کمانش غیر ارتجاعی در فشار میباشند. رفتار متفاوت مهاربندها در کشش و فشار، افت مقاومت فشاری مهاربند پس از کمانش و منحنی هیسترزیس پیچیده مهاربندها، از جمله عواملی هستند که باعث شدهاند سیستمهای مهاربندی شده همگرا رفتار مناسبی در زلزله نداشته باشند. از طرف دیگر، ابعاد مقطع مهاربند بر اساس نیروی فشاری موجود در آنها تعیین می شوند که در اغلب اوقات بزرگتر از ابعاد لازم برای تحمل کشش موجود در مهاربند می باشد اما اتصال مهاربند به تیر یا ستون و یا تیر دهانه مهاربندی شده در سیستمهای مهاربندی شده 8 شکل، باید برای حداکثر ظرفیت کششی و یا اختلاف بین حداکثر ظرفیت کششی و حداقل ظرفیت فشاری طرح شوند. بنابراین ابعاد بدست آمده برای اعضای کنترل شونده توسط نیرو بسیار بزرگ میگردند. مهاربندهای متوازن برای بهبود رفتار سیستمهای مهاربندی از طریق کاهش اختلاف بین ظرفیت کششی و فشاری، قابل استفاده میباشند. در این مهاربندها با کاهش مساحت مقطع در قسمتی از طول مهاربند، ظرفیت تسلیم کششی یا فشاری کاهش مییابد در حالیکه با در نظر گرفتن جزئیات مناسب ظرفیت کمانشی مهاربند تغییر قابل ملاحظه ای نمینماید. به این ترتیب اختلاف بین ظرفیت کششی و کمانشی مهاربند کاهش مییابد و حتی در مواردی، با استفاده از ورق میانگذر کاهش یافته، کمانش فشاری مهاربند تا رسیدن به تغییرمکان طبقه به تاخیر افتاده و ظرفیت کششی و فشاری تقریبا مشابه هم میشوند. در این پایان نامه رفتار کششی، فشاری و کمانشی مهاربندهای متوازن، که می تواند به صورت کمانش کلی یا موضعی باشد، به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته و معیارهای طراحی آنها ارائه شده است.
- Abstract
- Energy dissipation in concentrically braced frames is achieved by successive cycles of inelastic buckling in compression and yielding in tension. Force controlled elements, such as beams, columns and connections should remain elastic to ensure the gravity load resistance of the frame. Unsymmetrical properties of braces in compression and tension, substantial strength deterioration in compression after buckling and complex hysteretic behavior lead to poor performance of braced frames. On the other hand, braces are usually designed for compression which results section areas that are larger than required by tension, while due to tension action of brace, the connections and other members should be designed for tensile strength of brace element. In chevron braced frames, the beam in bracing frame should possess adequate strength to resist the unbalanced vertical force due to unequal axial capacity of braces in tension and compression. This result in very big size beams, much stronger than would be required for other brace configurations. Balanced braces are introduced to improve the behavior of braced frames by reducing the difference between compressive and tensile capacity of the brace. In these braces, area of the brace section is reduced in specified parts of its length so that the tensile capacity decreases but the compressive capacity and the buckling load remain almost unchanged. Tensile yielding load is directly proportional to the reduced area, but the ultimate tensile capacity is dependant on both the amount of reduction in area and the length of reduced section. Therefore balanced braces use the optimum length of the reduced section in order to achieve tensile capacity reduction and eliminate unfavorable buckling modes in compression. Tensile, compressive and buckling behavior of different alternatives of balanced braces are studied in this thesis. By using through plates for connection of the brace to the gusset plate and using some special details, it is possible to defer buckling of the brace that result in braces with tensile and compressive yielding.
