سامان باقری، استادیار، دانشکده فنی و مهندسی عمران، دانشگاه تبریز؛ 

وحیده بابازاده

وحیده بابازاده، دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی زلزله، دانشکده فنی و مهندسی عمران، دانشگاه تبریز

کارشناس واحد طرح و توسعه شرکت پارس ساختار

چكيده

فرض رایج براي اتصالات مهاربندها حالت مفصلی مي‌باشد، ولی در عمل با توجه به جزئیات اتصال ممکن است اندکی گیرداری حاصل شود. هم‌چنین بار کمانشی مهاربند متأثر از ضریب طول مؤثر کمانشی می‌باشد كه اين ضریب نیز به شرایط انتهایی مهاربند بستگی دارد. از این‌رو تغییر شرایط اتصال مهاربند بر روی ظرفيت کمانشی آن تأثیر می‌گذارد. در این مقاله قاب‌های ساده سه و پنج‌دهانه با تعداد طبقات سه، پنج و ده، با لحاظ کردن شرایط مختلف اتصال مهاربندهاي 8 شكل، مورد مطالعه قرار گرفته‌اند تا حساسیت رفتار آنها به شرایط اتصال مهاربندها ارزیابی شود. اثرات غيرخطي مصالح از طريق اعمال مفاصل پلاستیک به اعضا و نيز اثرات غيرخطي هندسي  P-Delta در تحليل‌هاي غيرخطي انجام گرفته در نظر گرفته شده است. نتايج تحلیل‌هاي استاتیکی خطی نشان مي‌دهد که تغییر شرایط اتصال مهاربند بر رفتار قاب‌ها تأثیر قابل‌ملاحظه‌ای ندارددرحاليكه درتحلیل‌هاي‌ استاتیکی غیرخطی تغيير شرايط اتصال از طريق تغيير ضريب طول موثر مهاربندها بر رفتار قاب تاثير مي‌گذارد

کلیدواژه‌ها: قاب فولادی، مهاربند 8، اتصال، تحلیل غیرخطی، تحلیل لرزه‌ای

. مقدمه  وجزئیات مدلسازی

مهاربندهای 8 شکل به همراه مهاربندهای ضربدری از جمله متداولترین سیستم‌های مهاربندی همگرا در قاب‌های فولادی می‌باشند. این نوع مهاربندها برخلاف قاب‌های خمشی، با سختی ارتجاعی بسیار بالا در برابر بارهای جانبی مقاومت می‌کنند. این سختی ارتجاعی بالا معمولاً با معرفی اعضای محوری در سیستم‌های مهاربندی تأمین می‌شود.

این اعضای محوری و همچنین اتصالات آنها در واقع هسته‌های اصلی یک سیستم‌ مهاربندی همگرا می‌باشد [1].

هدف از تحقیق حاضر بررسی رفتار قاب‌های فولادی با قیدهای مختلف اتصال مهاربندهای 8 شکل و ضریب طول مؤثر کمانشی متناسب با  قیدهای اتصال است تا با مقایسه مدل‌های مختلف، حساسیت رفتار قاب‌های ساختمانی فولادی به شرایط مختلف اتصال مهاربندها ارزیابی شود.

با توجه به شرایط اتصال مهاربندها که شامل قیدهای اتصال و ضرایب طول مؤثر آنهاست، سه حالت مختلف مدل‌سازی برای مهاربندها درنظرگرفته شده است که با نمادهای (a)، (b1) و (b2) نام‌‌گذاری شده‌اند.

(a): حالت رایج مدل‌سازی اتصال مهاربند است که فرض می‌شود، اتصال مهاربند به قاب در هر دو انتها مفصلی است و ضریب طول مؤثر کمانشی درون صفحه و برون صفحه برابر 1 است.

سایر مدل‌ها در تحلیل‌ها با این مدل مرجع مقایسه خواهند شد.

(b1): اتصال مهاربند هم به قاب و هم به تیر به‌صورت صلب درنظرگرفته شده است.

برای این‌که فقط تأثیر قید اتصال بررسی شود، ضریب طول مؤثر در هر دو صفحه مشابه حالت (a) برابر 1 فرض شده است. تفاوت این مدل با مدل (a) فقط در قید اتصال مهاربندها می‌باشد.

هر دو صفحه مشابه حالت (a) برابر 1 فرض شده است. تفاوت این مدل با مدل (a) فقط در قید اتصال مهاربندها می‌باشد.

(b2): در این مدل نیز اتصال مهاربند به قاب و تیر به‌صورت صلب مدل‌سازی شده است. با توجه به این‌که ضریب طول مؤثر کمانشی عضو دو سر صلب برابر 65/0 می‌باشد، مقدار این پارامتر در هر دو صفحه برابر 65/0 درنظرگرفته شده است.

 

2.بارگذاری و طراحی اعضای قاب

 

برای انجام تحلیل‌ها، قاب‌های دو بعدی سه‌دهانه با تعداد طبقات سه، پنج و ده و همچنین قاب‌های دو بعدی پنج‌دهانه سه‌طبقه با مهاربندهای 8 درنظرگرفته شده است. ارتفاع هر طبقه 5/3 متر و طول هر دهانه 5 متر است. تکیه‌گاه‌ها به‌صورت ساده و اتصالات تیر به ستون مفصلی است.

بعد از تحلیل استاتیکی خطی، اعضای قاب‌ها در نرم‌افزار SAP2000 [2] طراحی شدند [3]. برای تیرها، ستون‌ها و مهاربندها به‌ترتیب از مقاطع IPE، HEB و Box استفاده شده است.

3. نتایج تحلیل‌های استاتیکی غیرخطی

نمودارهای برش‌پایه- جابجایی بام قاب‌های سه‌دهانه

 سه، پنج و ده طبقه به‌ترتیب در اشکال (1) تا (3)

 نشان داده شده است

4. نتیجه‌گیری

برای بررسی تأثیر شرایط مختلف اتصال مهاربندهای 8 شكل که شامل تفاوت در قیدهای اتصال و به‌دنبال آن تفاوت در ضرایب طول مؤثر کمانشی مهاربندها است.

مدل‌های مختلف قاب‌های ساده مهاربندی شده سه،‌ پنج و ده طبقه با تعداد دهانه‌های سه و پنج‌ تحت تحلیل‌های استاتیکی خطی، استاتیکی غیرخطی و تاریخچه زمانی غیرخطی قرار گرفتند. خلاصه نتایج به‌شرح زیر است:

1. با تحلیل استاتیکی خطی مشخص شد که تغییر شرایط مختلف اتصال مهاربندهای 8 شكل تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر زمان تناوب اصلی، سختی و نیروهای داخلی قاب‌ها ندارد.

2. در تحلیل استاتیکی غیرخطی نیز تا زمانی‌که قاب‌ها وارد حوزه غیرخطی نشده‌اند، رفتار نیرو- جابجایی مدل‌های مختلف قاب‌ها بر هم منطبق است.

3. با توجه به این‌که ظرفیت فشاری مهاربندها علاوه بر سطح مقطع و جنس مصالح به ضریب طول مؤثر کمانشی آنها نیز وابسته است و مدل‌های مختلف به‌دلیل متفاوت بودن قیدهای اتصال، دارای ضریب طول مؤثر کمانشی متفاوتی هستند، بنابراین نقطه تسلیم مدل‌های مختلف، متفاوت است.

در بین مدل‌های مختلف تمامی قاب‌ها، مدل (b2) بیشترین نقطه تسلیم و ظرفیت برشی را دارا است و مدل (a) و (b1) دارای نقطه تسلیم و ظرفیت برشی تقریباً برابری هستند، بنابراین ضریب طول مؤثر کمانشی عمده‌ترین تأثیر را در نقطه تسلیم و ظرفیت برشی قاب‌ها در تحلیل استاتیکی غیرخطی دارد. با افزايش تعداد طبقات قاب‌ها، تفاوت در نتايج حاصل از  مدل‌هاي مختلف كم  مي‌شود.

4. در عمل که تحلیل‌های غیرخطی در نرم‌افزارها با فرض مفصلی بودن مهاربندها صورت می‌گیرد، بایستی توجه شود که در ارزیابی غیرخطی، نتایج می‌تواند متفاوت از حالت‌های واقعی باشد. تأثیر ضریب طول مؤثر که آیین‌نامه مشخص می‌کند، بیشتر از تأثیر قیدهای اتصال مهاربندها می‌باشد؛ گرچه در حوزه رفتار خطی این تفاوت‌ها مشهود نیست

5. مراجع

 

1. Bruneau, M., Uang, C.M. and Whittaker, A.S. (1998). Ductile design of steel structures, McGraw-Hill, New York.

2. SAP2000. (2005). Integrated structural analysis and design software, Computers and Structures Inc. Berkeley (CA).

* منبع: مجله ی “ پژوهشنامه زلزله شناسی و مهندسی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، پژوهشگاه بین الملی زلزله شناسی و مهندسی زلزله”

سال شانزدهم شماره 3، صفحات 66-55، پاییز 1392

ارزیابی رفتار لرزه‌ای قاب‌هاي فولادي با شرايط متفاوت اتصال مهاربندهای 8 شكل

شنبه 27 مهر 1398


شماره هفتم | مهرماه 98 | 6007.pdf              ایران دارای رتبه سوم دنیا در تدوین استانداردهای نانو است | مدیرکل نظارت بر اجرای استاندارد معیارهای مصرف انرژی و محیط زیست سازمان ملی استاندارد گفت: با تلاش جوانان با استعداد کشور توانستیم در زمینه نانو رتبه سوم از نظر تدوین استانداردها و رتبه چهارم دنیا از نظر فناوری‌های نانو را کسب کنیم.              روحانی: بهترین راه برای اصلاح جامعه وحاکمیت افکار به حق مردم، صندوق رای است | رئیس ‌جمهوری با انتشار توئیتی گفت: بهترین راه برای شکستن افراط، اصلاح جامعه و حاکمیت افکار به حق مردم، صندوق رای است.              ۲هزار واحد راکد مطلق به چرخه تولید بازگشت | وزیر صنعت معدن و تجارت گفت: یکی از برنامه های مهم این وزارتخانه علاوه بر حفظ وضع موجود و فعال سازی ظرفیت های خالی فعالسازی ۲هزار واحد راکد مطلق است که در شش ماه نخست امسال این امر محقق شد.              

×

پایگاه اطلاع رسانی پانار

وابسته به گروه صنعتی پارس ساختار

×

پایگاه اطلاع رسانی پانار

وابسته به گروه صنعتی پارس ساختار

آخرین خبر ها

یادداشت ها