عنوان پایان‌نامه
تعیین مسیر گردش نیروی لرزه ای در گره مهاربندی شده در قاب های با تیر پیوسته و ستون
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2024;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 67108
- تاریخ دفاع
- ۰۱ بهمن ۱۳۹۳
- دانشجو
- آزاد دائی جواد
- استاد راهنما
- سیدرسول میرقادری
- چکیده
- یکی از سیستم¬های باربر سازه¬ای فولادی، ستون¬ و تیر پیوسته است که در آن تیر با استفاده از اتصال نشیمن ساده به ستون متصل می¬شود و اجرای ساده¬ای دارند.. به علاوه، با ایجاد لنگر منفی و مثبت در برابر بار ثقلی، تقاضاهای لنگر خمشی روی تیر را بازتوزیع کرده و در نتیجه مقطع کوچک می¬شود. اما به دلیل اتصال ساده¬ی تیر و ستون و در نتیجه عدم گیرداری بین اعضا و نداشتن سختی در برابر نیروی جانبی، این سیستم¬ مقاومتی برای تحمل بارهای جانبی و لرزه¬ای ندارد. برای رفع این ضعف، باید قاب را در برابر این نیروها مقاوم نمود که جهت دستیابی به این هدف، دو راه وجود دارد. اولین راه، اتصال تیر به ستون با استفاده از ورق¬های قائم متصل شده به بال¬های فوقانی و تحتانی تیر در یک طرف و وجه ستون در طرف دیگر است. در این روش، صلب کردن اتصال موجب بسیج شدن همه ظرفیت قاب برای انتقال بارهای جانبی از تیر به ستون می¬شود. راه دوم مقید کردن قاب به کمک مهاربند¬ها است که با توجه به سختی بیشتر آن¬ها در برابر بارهای رفت و برگشتی ناشی از بکارگیری ظرفیت محوری مهاربند، نسبت به قاب-های خمشی رفتار مقاوم¬تر و سخت¬تری از خود نشان می¬دهد. در مقایسه با قاب¬های مهاربندی متعارف، در قاب¬های با ستون و تیر پیوسته، جان تیر و ورق گاست در یک صفحه قرار ندارند و مسیر گردش نیرو مشخص نیست. این مسأله با قرارگیری ستون قوطی به جای ستون H بدتر نیز می¬شود. در نتیجه مسیر انتقال نیرو دچار عدم پیوستگی شده و عملاً نمی¬توان مسیری منظم و داخل صفحه¬ای را برای آن تعیین کرد. در این پایان¬نامه، پس از بررسی مدل¬های موجود برای ستون و تیر پیوسته، مدل پیشنهادی بر اساس تغییر پارامتریک نوع ستون بررسی و با مدل¬های متعارف مقایسه گردیده است. با در نظر گرفتن شرایط اجرایی و عملکرد، مدل¬هایی برای حل این موضوع معرفی شده است. در قاب¬هایی با ستون H ورق گاست در میان دو تیر ادامه داده شده است و با ورق¬هایی به بال بالایی و پایینی تیر متصل می¬شود. همچنین در قاب-هایی ستون قوطی ورق گاست از میان ستون عبور کرده و به بالهای ستون جوش می¬شود. نتایج نشان می¬دهد که مدل¬های معرفی شده در مقایسه با مدل¬های معمول سختی، مقاومت و شکل-پذیری بیشتری دارند و نیروها با رفتار برشی در محل¬های جوش شده به بال¬های ستون و ورق متصل شده به تیر منتقل می¬شود. این مدل اتصال مهاربندی به تیر پیوسته و ستون¬های قوطی شکل جزئیات¬بندی شده و بدین ترتیب، انتقال نیرو از تیر به ورق گاست و در نهایت ستون بهبود یافته است.
- Abstract
- Frames with continuous beams and columns are one of the structural load bearing systems in which the beams connect to the columns by simple seating connections and construction of these frames is simple. In addition, capability of these frames to develop positive and negative moments under gravity loads leads to redistribution of bending moment demands on beams and reduction of profile sections in size. On the other hand, because of semi-rigidity of connections between members and lack of stiffness under lateral loads, they cannot resist to lateral and seismic loads. There are two kinds of solutions for solving this problem. The first solution is connecting beam to column by implementing two vertical plates which are placed next to the column flanges and welded to the column flanges’ edges and beam flanges were used in order to connect the two beams to column. In this method, rigidifying the connection leads to mobilize frame’s capacity for transmitting the lateral loads from beam to column. The second solution is tying up the frame by using braces; axial capacity of braces results in more resistance and stiffer behavior of structure under cyclic loads in comparison to bending moment frames. In contrast to the standard bracing frames, in frames with continuous beams and H columns the web of beams and gusset plate aren’t in-plane and loading path is not determined. This problem would be worse by placement of box column instead of H column. Thus, because of non-continuity determining a practical path for transmitting of force is impossible. In this thesis, after investigating the existing models of column and continuous beam, we examined the proposed model based on the parametric change in type of column and compared them with standard models. By considering the performance and constructional conditions we have introduced models to solve this problem. In frames with H columns, gusset plate has been continued through beams and connected to upper and lower flanges of beams by using plates. Also, in frames with box columns, gusset plate has continued through box column and welded to flanges of column. Analytical models show introduced models have more stiffness, resistance and ductility in comparison with practice models and forces transmit by shear behavior in welded place of gusset plate to flanges of column and connected plates to beams. This model of bracing connection to continuous beam and column has been detailed and force transmitting has been improved from beam to gusset plate and finally to column.
