دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
این فایل در قالب ورد و قابل ویرایش در 151 صفحه می باشد.
همراه با عکس و نمودار
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد عمران (M.Sc) گرایش :سازه
مقدمه
به طور کلی رفتار سازه های فلزی به عوامل متعددی بستگی دارد که اثرات متقابل ابن عوامل ،رفتار را نمایان می سازد. بطور خلاصه این عوامل را می توان طبق (نمودار1-1) نشان داد. همانطور که دیده می شود،یکی از این عوامل رفتار اتصالات می باشد که در رفتار کلی قاب مؤثر است.
نمودار1-1 – عوامل شکل دهنده رفتار قاب
یکی از مشخصه های مهم اتصالات شکل منحنی لنگر- چرخش اتصال تیر به ستون می- باشد.
زلزله 17 ژانویه سال 1994 نورث ریج که در 20 مایلی شمال غرب لس آنجلس اتفاق افتاد اولین زلزله ای بود که به تعداد زیادی از ساختمانهای مقاوم خمشی در آمریکا آسیب سازه- ای رساند. اگر چه شدت زلزله 8/6 در مقیاس ریشتر بود که بر اساس مقدار انرژی ایی که رها کرد یک زلزله متوسط در نظر گرفته می شد، تعداد زیادی از اتصالات تیر به ستون ساختمانهای مقاوم خمشی در آن زلزله به شدت آسیب دیدند. این اتصالات در آیین نامه ی (Uniform Building Code) UBC مورد تأیید قرار گرفته بودند و تصور می شد که ظرفیت کافی دارند تا تیر در خمش به حد تسلیم برسد و یا ناحیه ی چشمه ی اتصال ستون دچار تسلیم برشی گردد. اما بر خلاف انتظار، اکثریت اتصالات به دلایل مختلفی که ذکر خواهد شد بصورت ترد گسیخته شدند و در موارد کمی رفتار آنها شکل پذیر بود.
یکسال بعد از زمین لرزه نورث ریج،درست در 17 ژانویه 1995 زلزله ای به بزرگی 9/6 در مقیاس ریشتر شهر کوبه در ژاپن را لرزاند که در این زلزله بسیاری از اتصالات قابهای خمشی آسیب دیدند و حتی بعضی از ساختمانها با قاب خمشی فرو ریختند.
کشف آسیب های جدی در ساختمان های فولادی با قابهای خمشی جوشی در زلزله های دیگر نیز تاییدی بر آسیب های اتفاق افتاده در قابهای خمشی نورث ریج بود و این نشان دهنده ی این مطلب بود که آسیب ها فقط به خصوصیات لرزه ای در زلزله نورث ریج مربوط نمی شود و نقص از خود اتصالات آسیب دیده می باشد.]9[
با توجه به مطالب بالا به نظر می رسد که بررسی رفتار اتصال صلب با ورق بالائی و پایینی توصیه شده در آئین نامه 2800 زلزله ایران (مشهور به اتصالات کله گاوی ) که به عنوان اتصال صلب در سازه های فولادی ایران کاربرد وافری دارد، ضروری می باشد.
به دنبال زلزله 17 ژانویه 1994 در منطقه نورث ریج واقع در ایالات کالیفرنیای آمریکا به دلیل تحولاتی که در روند طراحی و ساخت اتصالات گیردار جوشی در سازه های فولادی ایجاد کرد نقطه ای عطفی در تاریخ اتصالات سازه های فولادی محسوب می شود. تعدادی از ساختمانهای فولادی جوشی با قابهای خمشی (WSMF) ، در ناحیه اتصال تیر به ستون دچار شکست شدند. ساختمانهای آسیب دیده طیف وسیعی از ساختمانها را از نظر ارتفاع و عمر شامل می شدند. ساختمانهای با ارتفاع یک تا 26 طیقه ، و سازه هایی که درست در زمان زلزله بر پا شده بودند تا ساختمانهایی با عمر بیش از 30 سال،آسیب دیدند. علاوه بر این سازه های آسیب دیده در منطقه جغراقیایی وسیعی پراکنده شده بودند. این آسیب دیدگی ها حتی در مناطقی که نکان های متوسط زلزله را تجربه کرده بودند، مشاهده می- شدند.]16[
کشف آسیب در ساختمانها هشدار دهنده بود.کشف این آسیب ها این اندیشه را تقویت کرد که در زلزله های قبلی هم، آسیب هایی بوجود آمده است،که مخفی مانده اند. تحقیقات بعدی به درستی تأیید کرد که چنین آسیب هایی در زلزله 1992 «لندرز بیگ بیر» و زلزله 1989 «لوماپریتا» اتفاق افتاده است.
سازه های فولادی جوشی با قابهای خمشی به طور معمول در ایالات متحده و جهان،مخصوصاً برای ساخت سازه های متوسط تا بلند، مورد استفاده قرار می گیرند. قبل از زلزله نورث ریج چنین تصور می شد که این نوع ساختمانها بسیار شکل پذیرند و از آسیب هایی که ظرفیت سازه را کاهش می دهد مصون اند،چرا که آسیب های بسیار جدی به این نوع سازه ها در زلزله های گذشته به ندرت گزارش شده بود وحتی هیچگونه گزارشی از فروریختن چنین سازه هایی وجود نداشت. کشف شکست ترد در تعدادی از ساختمانها تحت اثر زلزله نورث ریج، نیاز آزمایش مجدد این نوع اتصال را مسجل ساخت.
به هر حال ساختمانها آن طوری که انتظار می رفت رفتار نکردند و به دلیل آسیب های اتصالات ضررهای اقتصادی قابل ملاحظه ای به وجود آمد. این ضررها را می توان به دوقسمت هزینه های مستقیم، شامل تحقیقات و تعمیرات این گونه اتصالات و همچنین هزینه های غیر مستقیم،مربوط به عدم استفاده موقت و یا در بعضی موارد طولانی مدت از فضای داخل این ساختمانها تقسیم بندی کرد.
ساختمانهای فولادی جوشی با قابهای مقاوم خمشی، برای مقابله با تکانهای زمین لرزه، بر این اساس طراحی می شوند که بدون از دست دادن مقاومت، قابلیت تسلیم و تغییر شکل خمیری زیادی را دارا باشند. تغییر شکل خمیری مورد نظر، دورانهای پلاستیک درون تیرها در محل اتصالاتشان به ستون ها را شامل می شود، که از نظر تئوری انرژی داده شده به ساختمانها را جذب می کند. بدین ترتیب انتظار می رود آسیب هایی مثل تسلیم و کمانش ها ی موضعی در المانهای فولادی اتفاق بیفتد، نه اینکه اتصال دچار شکست تردشود. بر اساس این رفتار مورد انتظار، آئین نامه های ساختمانی اجازه می دادند که سازه های فولادی جوشی با قابهای خمشی برای قسمتی از مقاومت لازم برای پاسخ به تکانهای زمین لرزه حد طراحی،در محدوده پلاستیک طرح شوند. مشاهده آسیب های بوجود آمده در زلزله نورث ریج مشخص می سازد که در بسیاری از موارد، شکست های ترد اتصالات در محدوده های پائین خمیری بوده اند و در بعضی موارد در حالی اتفاق افتاده اند که ساختمان هنوز در حد الاستیک بوده است.
2-2) انواع قابهای ساختمانی در مبحـث دهـم مقـررات ملی ساختمـان ایـران ( طـرح و اجرای ساختمانهـای فولادی )]4[ و نیز آیین نامه سازه‌های فولادیAISC ]3[, سه نوع قاب ساختمانی به همراه مفروضات محاسباتی مربـوط به آنهـا مـلاک طرح ومـحاسبة سـازه های فولادی قـرارگرفته اسـت و هـریک از آنـها با مشخصـاتی مختـص به خود تعیـن کننده ابعاد اعضای سـازه و نـوع و مقاومت اتصـالات مربوط , می باشد .
