عنوان پایان‌نامه
مقایسه شکل‌پذیری اتصالات گیردار ساخته شده از فولاد پر مقاومت ۵۲-ST با فولاد متداول ST- ۳۷ در سازه‌ها
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 36389;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1058
- تاریخ دفاع
- ۲۰ آذر ۱۳۸۶
- دانشجو
- مهدی افتخاری
- چکیده
- تولید فولادهای پرمقاومت با خواص مناسب مانند شکل پذیری مناسب و مقاومت بالا در طی 50 سال اخیر شدیداً توسعه یافته است. برای تولید این فولادها از مکانیزم هایی مانند تشکیل محلول جامد، ریز کردن دانه ها و ایجاد رسوبات با عناصر میکرو آلیاژی به طور توامان استفاده می شود. ولی به علت عدم شناخت مهندسین، استفاده از آنها در صنعت ساخت و ساز رشد قابل توجهی نیافته است. تا زمانی که مشخصات این فولادها به طور کامل ارزیابی نشود و عملکرد آنها در بارگذاری های لرزه ای مورد تحقیق و بررسی قرار نگیرد، استفاده از این فولادها که موجب اقتصادی شدن پروژه های ساخت و ساز می شوند، توسعه نخواهد یافت. از این رو در این پایان نامه سعی می شود تا با مدلسازی و تحلیل عددی اتصالات صلب ساخته شده از فولادهای پرمقاومت، کفایت لرزه¬ای و شکل پذیری این نوع اتصالات مورد بررسی قرار گیرد. روش تحلیل بر مبنای تحلیل استاتیکی غیرخطی تحت اثر بارهای افزاینده قرار دارد. در این تحقیق تعداد 4 نوع اتصال صلب مختلف ( اتصال گیردار با جوش نفوذی، اتصال با مقطع تیر RBS، اتصال با ورق میانگذر و اتصال با ماهیچه از پایین جوشی ) که همگی مورد تایید آیین نامه های لرزه ای FEMA-350 و AISC Seismic Provision 2002 هستند، مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین از چهار نوع فولاد ساختمانی نرمه و پرمقاومت آیین نامه DIN نیز برای مدلسازی مصالح استفاده شده است. منحنی های هیسترزیس لنگر- دوران استخراج شده از نتایج تحلیل این اتصالات، نشان دهنده رفتار قابل قبول لرز ه ای برای این نوع مصالح می باشد. همچنین مقادیر شکل پذیری و میرایی ویسکوز معادل برای آنها محاسبه شده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش مقدار تنش تسلیم فولاد، از میزان شکل پذیری و میرایی اتصال و مفاصل پلاستیک کاسته می شود. ولی با این وجود اظهار نظر در مورد اقتصادی بودن استفاده از فولاد پرمقاومت در صنعت ساختمان احتیاج به بررسی بیشتری دارد. زیرا مقدار مصرف فولاد در ساختمان به عوامل دیگری همچون ضریب رفتار این نوع سازه ها (R) نیز بستگی دارد و در نهایت ممکن است به کاهش وزن مصرفی فولاد منجر شود، که خود باعث صرفه جویی در هزینه های ساخت، مصالح و منابع طبیعی می شود. همچنین کاربرد فولاد پرمقاومت در کشش بیشتر از فشار می باشد. زیرا در فشار مسائل کمانشی حکمفرما بوده و اگر مقاطع خیلی از حد طبیعی کوچکتر شوند، طرح توجیه اقتصادی خود را از دست می¬دهد. درحالیکه در اعضای کششی که براساس حداکثر لاغری مجاز کششی انتخاب نشده اند، انتخاب فولاد پرمقاومت می تواند مقرون به صرفه می باشد. در نهایت می توان نتیجه گرفت که استفاده از فولادهای پرمقاومت الزاماً موجب صرفه جویی اقتصادی نشده و نوع سازه، معیارهای حاکم بر آن، نسبت قیمت فولاد پرمقاومت به فولاد معمولی و امکان تهیه آن در مدت زمان اجرای پروژه از عوامل موثر در تصمیم¬گیری و انتخاب نوع فولاد مصرفی می باشد.
- Abstract
- Production of high strength steel with sufficient ductility has been developed in last 50 years. Different mechanisms can be used for production of this kind of steel such as solid solution formation, grain-size refinement and adding micro-alloy elements simultaneously. But with poor knowledge of internal structural engineers, their application has not been outreached yet. As long as their characteristics are not evaluated and their seismic performance is not studied, their application which reduces the constructional cost will not develop. So in this thesis, ductility and cyclic behavior of rigid connections made of high strength steel has been investigated with the aid of the finite element method. This study is based on nonlinear static analysis under cyclic loading. In this research, four types of rigid connection (ordinary rigid connection, RBS, rigid connection with through plate and bottom haunch connection) which all of them are confirmed by Fema-350 and AISC Seismic Provision 2002 will be investigated. Also four different types of structural steel according to DIN 17001 have been used. The moment-rotation diagram of these connections implies that they have sufficient rotation capacity. The results indicate that ductility and viscous damping will reduce by increasing of steel yield stress. Nevertheless, assessment about economy benefits of high strength steel in constructional industry needs more research. Because consumption of steel is depended on other factors like behavior factor and finally may lead to frugality in steel weight and reduce earthquake loads. Also using of high strength steel in tension is more than in compression. Because in compression buckling is dominant, and if the section is too small, the design will not be economical. Whereas, if the section is not chosen according to maximum tension slenderness, using high strength steel can be useful. At last it is derived that using high strength steel obligatory may not lead to economical frugality and type of structure, relative price of HSS to mild steel and etc. govern choosing type of steels.
