شماره تماس مدرس جهت مشاوره و پشتیبانی آموزشی 09378825252-09155519509

چکیده

با توجه به خواصی که کابلها دارند، استفاده از آنها در سازههایی مانند پلهای کابلی و معلق، سقفهای معلق، برجها و دکلهای مهار شده و … رایج است. کابلها با سطح مقطع کوچك و وزن کم دارای مقاومت کششی بسیار بالایی بوده و مقاومت خوبی در برابر خوردگی، سایش و خستگی دارند. این مزایای باعث شدهاند که محققین علم سازه اخیراً به فكر استفاده از آنها در مقاوم سازی ساختمانها بیافتند. از جمله مزایایی که میتوان برای سیستم مهاربند کابلی برشمرد، عبارتاند از: 3- افزایش ایمنی با افزایش قابل ملاحظه سختی جانبی 2- حفظ کارایی سیستم پس از تحمل تغییر شكلهای رفت و برگشتی ناشی از زلزله 1- سطح مقطع کوچك و وزن کم کابل در مقابل مقاطع دیگر (دیوارهای برشی بتنی و فولادی و مهاربندیهای فلزی )که علاوه بر کاهش هزینه سازه نسبت به سایر سیستمهای مقاوم سازی، به دلیل ارتباط نیروهای زلزله با وزن سازه، باعث کاهش نیروهای اعمالی نیز میشود 4- عدم نیاز به نگهداری در مورد خود کابل و نگهداری راحت میراگرهای موجود در این سیستم با توجه به تعداد کم آنها در کل سازه 5- سهولت و سرعت بالای اجرا 6- مقاومت بالای کابل در برابر خوردگی، سایش و خستگی.

در این پایان نامه چهار نوع از قاب فولادی مورد بررسی قرار گرفته است؛ که شامل قاب فولادی بااتصال صلب، قاب فولادی بااتصال ساده، قاب فولادی بااتصال صلب به همراه مهاربند کابلی و قاب فولادی بااتصال ساده به همراه مهاربند کابلی میباشد. کلیه قابها در ارتفاع 1، 4 متری و در دهانه 1، 4و 5 متری مدل شدهاند. قابهای مورد بررسی که تحت اثر نیروی جانبی با دامنه افزایش یابنده میباشند در نرم افزار آباکوس مدل سازی و منحنی هیسترزیس آنها گرفته شده است. رفتار مصالح و کابل فولادی در محدوده غیرخطی و تحلیل انجام شده استاتیك غیرخطی میباشد. هدف از بررسی قابها، مقایسه قابهای مورد نظر و به دست آوردن بهترین نوع سیستم مقاوم در برابر بار جانبی میباشد و همچنین بررسی رفتار لرزهای قاب مهاربندی شده توسط کابل میباشد. نتایج این تحقیق نشان میدهد که استفاده از مهاربند کابلی باعث افزایش سختی اولیه ساز و افزایش جذب انرژی میشود.

 

نتایج تحقیق

با توجه به بحثهای انجام شده در فصل های گذشته و بررسیهای به عمل آمده در فصل چهارم نتایج و برداشتهای زیر را میتوان داشت.

1-در قاب مقاوم سازی شده با کابل ضربدری، کابلها از مراحل اولیه بارگذاری به کشش کار نموده و سختی اولیه قاب را در مقایسه با سختی قاب خمشی افزایش میدهند .در این حالت بار نهائی افزایش و تغییر مکان خرابی کاهش مییابد. در این شیوه از مقاوم سازی تقویت لازم برای ستونها و پی قابل توجه است.

4- در قابهای فولادی بدون مهاربند کابلی در حالت اتصال گیردار و مفصلی، افزایش یا کاهش ارتفاع ستون تأثیر زیادی در مقدار انرژی جذب توسط قاب دارد، هر چه ارتفاع ستونها افزایش یابد مقدار انرژی جذب کاهش بیشتری پیدا میکند که در حالت گیردار و مفصلی با افزایش ارتفاع از 3 به 4 متری به ترتیب 35%و 33% میباشد و افزایش یا کاهش اندازه طول تیر قاب تأثیر کمی بر تغییرات مقدار انرژی جذب شده توسط سیستم دارد که تقریباً برابر 1% میباشد. البته لازم به ذکر است که این نتیجه فقط برای نیروی زلزله یا بار جانبی میباشد و تأثیر بار قائم یا بار مرده و زنده در نظر گرفته نشده است.

3-    در قابهای فولادی مهاربندی شده توسط کابل فولادی با افزایش ارتفاع مقدار جذب نیروی جانبی در حالت گیر دار و مفصلی با افزایش ارتفاع از 3 به 4 متری به ترتیب 45% و 43% کاهش مییابد و با افزایش طول دهانه قاب فولادی به دلیل کاهش شیب مهاربند مقدار جذب انرژی 13% افزایش مییابد. البته افزایش جذب انرژی در مقایسه با افزایش ارتفاع کمتر میباشد. یعنی تغییرات ارتفاع تأثیر بیشتری در مقدار انرژی جذب شده در مقایسه با تغییرات طول دهانه دارد. تغییرات انرژی جذب شده در اثر افزایش طول در قابهای مهاربندی شده محسوستر از قابهای بدون مهاربند شده میباشد.

4-    با توجه به بررسیهای انجام شده در قابهای فولادی مهاربندی شده در حالت مفصلی و مقایسه نسبت به قاب فولادی بدون مهاربندی در حالت گیردار نظیر خودش:

الف( در قاب با ارتفاع 3 متری سختی اولیه قاب تقریباً 6/3 برابر و نسبت حداکثر بار نهایی 3/3 شده است.

ب( در قاب با ارتفاع 4 متری سختی اولیه قاب تقریباً 4/5 برابر و نسبت حداکثر بار نهایی 18/4 شده است.

5-    با توجه به بررسیهای انجام شده در قابهای فولادی مهاربندی شده در حالت گیردار و مقایسه نسبت به قاب فولادی بدون مهاربندی در حالت گیردار نظیر خودش:

الف( در قاب با ارتفاع 3 متری سختی اولیه قاب تقریباً 8/3 برابر و نسبت حداکثر بار نهایی 3/4 شده است.

ب( در قاب با ارتفاع 4 متری سختی اولیه قاب تقریباً 9/4 برابر و نسبت حداکثر بار نهایی 8/4 شده است.

6-    با توجه به منحنی هیسترزیس قاب فولادی مهاربندی شده بااتصال گیردار و مفصلی به علت ثابت بودن شیب نمودار در چرخههای متوالی بارگذاری نشان دهنده عدم کاهش سختی قاب میباشد و با توجه به افزایش ارتفاع نمودار در سیکلهای متوالی بارگذاری نشان دهنده افزایش مقاومت قاب مورد نظر میباشد .

7-    با توجه به منحنی هیسترزیس قابهای فولادی مهاربندی شده بااتصال گیردار و مفصلی، در حالت گیردار به علت تقارن نمودار هیسترزیس میتوان گفت رفتار سازه در بارهای رفت و برگشتی یکسان میباشد. و در حالت اتصال مفصلی نمودار هیسترزیس از تقارن کمتری نسبت به حالت گیردار مشاهده میشود و نشان میدهد که قابهای مهاربندی بااتصال مفصلی نسبت به حالت گیردار دارای رفتار یکسان کمتری در بارهای رفت و برگشتی میباشد.

8-    با توجه به منحنی انرژی جذب شده و منحنی انرژی کرنشی قابها با ارتفاع و دهانه 3 متری ،بیشترین انرژی جذب شده توسط قاب با مهاربند کابلی میباشد که نشان میدهد که در صورت استفاده از مهاربند کابلی باعث افزایش جذب انرژی قاب فولادی میشود و همچنین قاب فولادی به همراه اتصال گیردار نسبت به قاب فولادی بااتصال مفصلی توانایی جذب بیشتر انرژی را دارا میباشند.

 

برای دریافت این مقاله و مقالات دیگر باید پکیج طلایی آموزش نرم افزار ABAQUS را دریافت نمایید.
پس از خرید در پشتیبانی پیغام بگذارید تا همکاران ما اکانت شما را برای دریافت محتوا های ویژه پکیج طلایی فعال نمایند.

دریافت پکیج طلایی