پایان نامه بررسی گسیختگی پیشرونده در قاب های فولادی مهاربندی شده بر اساس ضوابط طراحی لرزه ای ایران

پایان نامه بررسی گسیختگی پیشرونده در قاب های فولادی مهاربندی شده بر اساس ضوابط طراحی لرزه ای ایران
پایان نامه کارشناسی ارشد
–

تعداد صفحه :121
چکیده
یکی از پدیده هایی که می تواند در هنگام طراحی، اجرا و بهره برداری ساختمان ها بوجود آید، پدیده گسیختگی پیش رونده می باشد. این پدیده به صورت گسترش خرابی در یک سازه از یک المان به المان دیگر به طوری که در نهایت منجر به خرابی کل سازه و با بخش عمده ای از آن می شود، تعریف می شود. یکی از روش های ارزیابی پتانسیل وقوع گسیختگی پیشرونده، روش APM است که از طریق سناریوی حذف ستون و به طور مستقیم با برداشتن یک یا تعداد بیشتری از ستون ها صورت می پذیرد. در این مطالعه به بررسی گسیختگی پیش رونده در قاب های فولادی طراحی شده بر اساس ضوابط طراحی لرزه ای ایران پرداخته شده است. بدین منظور پتانسیل گسیختگی پیشرونده سه ساختمان فولادی با سیستم دوگانه مهاربندی و قاب خمشی 4، 8 و 10 طبقه به کمک نرم افزار اجزای محدود ABAQUS به روش APM مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می دهد، ستون هایی که از طریق تیر به ستون محذوف متصل هستند بیشترین سهم را در بازتوزیع نیروها در سازه به خود اختصاص می دهند و در این میان تاثیر ستونهای مجاور نیز در مقایسه با سایر ستون ها بیشتر بوده و چنین برداشت می گردد که وجود اضافه ظرفیت در ستونهایی که در مجاورت ستون واقع هستند، نقش بسیار مهمی در جلوگیری از وقوع خرابی پیشرونده ایفا می کند.
واژه‌های کلیدی: گسیختگی پیشرونده- ساختمان فولادی- مهاربندی – قاب خمشی – بارهای غیر عادی

فهرست رئوس مطالب
شماره و عنوان مطالب صفحه
فصل اول: مقدمه و کلیات تحقیق
1-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………..2
1-2- اهمیت و اهداف پژوهش …………………………………………………………………………………………………..4
1-3- مروری بر حوادث منجر به گسیختگی پیشرونده ………………………………………………………………….5
1-3-1- مروری بر حوادث منجر به گسیختگی پیشرونده ……………………………………………………….6
1-3-2- گسیختگی ساختمان فدرال آلفرد مورا در اوکلاهاما……………………………………………………….7
1-3-3- گسیختگی پیشرونده در یک کارگاه پوشاک در بنگلادش………………………………………………..8
1-4- ساختار پایان نامه ……………………………………………………………………………………………………………..8
فصل دوم: مبانی گسیختگی پیشرونده و روش های تحلیل آن در سازه ها
2-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………11
2-2- تعریف گسیختگی پیشرونده………………………………………………………………………………………………..11
2-3- انواع گسیختگی پیشرونده……………………………………………………………………………………………………12
2-3-1- گسیختگی دومینویی………………………………………………………………………………………………..12
2-3-2- گسیختگی پن کیکی………………………………………………………………………………………………..13
2-3-3- گسیختگی زیپی………………………………………………………………………………………………………14
2-3-4- گسیختگی مقطعی……………………………………………………………………………………………………14
2-3-5- گسیختگی به علت ناپایداری…………………………………………………………………………………….14
2-3-6- گسیختگی ترکیبی……………………………………………………………………………………………………15
2-4- روش های طراحی در برابرگسیختگی پیشرونده……………………………………………………………………..16
2-4-1- روش کنترل حادثه…………………………………………………………………………………………………..17
2-4-2- روش طراحی غیر مستقیم………………………………………………………………………………………..17
2-4-3- روش طراحی مستقیم………………………………………………………………………………………………18
2-4-3-1- روش مقاوم سازی محلی ویژه……………………………………………………………………….18
2-4-3-2- روش مسیر جایگزین……………………………………………………………………………………19
2-5- روش های تحلیل خرابی پیشرونده……………………………………………………………………………………….21
2-5-1- تحلیل استاتیکی الاستیک خطی…………………………………………………………………………………21
2-5-2- تحلیل استاتیکی الاستیک غیر خطی…………………………………………………………………………..22
2-5-3- تحلیل دینامیکی الاستیک خطی…………………………………………………………………………………23
2-5-4- تحلیل دینامیکی الاستیک غیر خطی…………………………………………………………………………..24
فصل سوم: مروری بر مطالعات انجام شده در زمینه گسیختگی پیشرونده
3-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………26
3-2- سوکاگلو و همکاران ………………………………………………………………………………………………………….26
3-3- آستانه اصل و همکاران……………………………………………………………………………………………………….26
3-4- ویلیامسون و همکاران…………………………………………………………………………………………………………27
3-5- خاندل وال و همکاران………………………………………………………………………………………………………..27
3-6- پاول…………………………………………………………………………………………………………………………………28
3-7- گری ارسون و همکاران ……………………………………………………………………………………………………..28
3-8- روس و همکاران ………………………………………………………………………………………………………………28
3-9- جینکوکیم و تااِوا کیم ……………………………………………………………………………………………………….29
3-10- کیم و داوون …………………………………………………………………………………………………………………..29
3-11- ایزادین و همکاران………………………………………………………………………………………………………….30
3-12- جیان ……………………………………………………………………………………………………………………………..30
3-13- محمد و همکاران ……………………………………………………………………………………………………………31
3-14- خاندل وال و همکاران …………………………………………………………………………………………………….31
3-15- لی و همکاران ……………………………………………………………………………………………………………….32
3-16- یو و همکاران ………………………………………………………………………………………………………………..32
3-17- ایرانی و نجی…………………………………………………………………………………………………………………..32
3-18- باقری پوراصیل و همکاران………………………………………………………………………………………………..33
3-19- مین لیو ………………………………………………………………………………………………………………………….33
3-20- فو ………………………………………………………………………………………………………………………………..34
3-21- سانگ و همکاران ……………………………………………………………………………………………………………34
3-22- فنگ و همکاران …………………………………………………………………………………………………………….35
3-23- توکلی و کیاکجوری ………………………………………………………………………………………………………..36
فصل چهارم: مدلسازی
4-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………38
4-2- نرم افزار Abaqus …………………………………………………………………………………………………………..40
4-2-1- ABAQUS/Standard ………………………………………………………………………………………40
4-2-2- ABAQUS/Explicit ………………………………………………………………………………………..40
4-2-3- Abaqus/CFD …………………………………………………………………………………………………..41
4-2-4- Abaqus/CAE ………………………………………………………………………………………………….41
4-2-5- Abaqus/Viewer ……………………………………………………………………………………………..41
4-2-6- Abaqus/Aqua ………………………………………………………………………………………………….41
4-2-7- Abaqus/Design ………………………………………………………………………………………………42
4-2-8- Abaqus/AMS ………………………………………………………………………………………………….42
4-2-9- Abaqus/Foundation ………………………………………………………………………………………42
4-3- مدلسازی ………………………………………………………………………………………………………………………….42
4-3-1- مشخصات هندسی مدل های سازه ای……………………………………………………………………….43
4-3-2- مدلسازی اجزای محدود قاب ها ………………………………………………………………………………47
4-3-2-1- تعریف هندسه مدل به کمک ماژول Part ……………………………………………………………..48
4-3-2-2- تعریف مشخصات مصالح به کمک ماژولProperty …………………………………………….48
4-3-2-3- تعریف رفتار المان های مورد استفاده ……………………………………………………………………49
4-3-2-4- انتقال قطعات به دستگاه مختصات کلی به کمک ماژولAssembly…………………………49
4-3-2-5- تعریف روش تحلیل و خروجی های درخواستی به کمک ماژولStep………………………52
4-3-2-6- تعریف بارگذاری و اعمال شرایط مرزی به کمک ماژول Load………………………………53
4-3-2-7- مش بندی مدل ها به کمک ماژول Mesh …………………………………………………………….55
4-4- ارزیابی نتایج حاصل از تحلیل ها ………………………………………………………………………………………..56
4-4-1- ساختمان 4 طبقه …………………………………………………………………………………………………..57
4-4-1-1- حالت اول (بدون حذف ستون ها، قاب بیرونی) ……………………………………………………57
4-4-1-2- حالت دوم (حذف ستون D1 از قاب خارجی سازه) …………………………………………….59
4-4-1-3- حالت سوم (حذف ستون A1 از قاب خارجی سازه) ……………………………………………61
4-4-1-4- حالت چهارم (بدون حذف ستون ها، قاب داخلی) ………………………………………………..64
4-4-1-5- حالت پنجم (حذف ستون D2 از قاب داخلی سازه) …………………………………………….65
4-4-2- ساختمان 8 طبقه …………………………………………………………………………………………………..67
4-4-2-1- حالت اول (بدون حذف ستون ها، قاب بیرونی) ……………………………………………………67
4-4-2-2- حالت دوم (حذف ستون D1 از قاب خارجی سازه) …………………………………………….70
4-4-2-3- حالت سوم (حذف ستون A1 از قاب خارجی سازه) ……………………………………………72
4-4-2-4- حالت چهارم (بدون حذف ستون ها، قاب داخلی) ………………………………………………..75
4-4-2-5- حالت پنجم (حذف ستون D2 از قاب داخلی سازه) …………………………………………….76
4-4-3- ساختمان 10 طبقه ………………………………………………………………………………………………………..78
4-4-3-1- حالت اول (بدون حذف ستون ها، قاب بیرونی) ……………………………………………………78
4-4-3-2- حالت دوم (حذف ستون D1 از قاب خارجی سازه) …………………………………………….81
4-4-3-3- حالت سوم (حذف ستون A1 از قاب خارجی سازه) ……………………………………………83
4-4-3-4- حالت چهارم (بدون حذف ستون ها، قاب داخلی) ………………………………………………..86
4-4-3-5- حالت پنجم (حذف ستون D2 از قاب داخلی سازه) …………………………………………….87
4-5- تجزیه و تحلیل نتایج …………………………………………………………………………………………………89
4-5-1- معیار نیروی محوری……………………………………………………………………………………………….89
4-5-1-1- معیار نیروی محوری ستون ها ……………………………………………………………………………..89
4-5-1-2- معیار نیروی محوری بادبندها ………………………………………………………………………………92
4-5-2- معیار مقاومت ……………………………………………………………………………………………………….93
4-5-3- معیار جابجایی ………………………………………………………………………………………………………95
4-5-4- کنترل ضوابط تغییر شکل اعضاء……………………………………………………………………………….95

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات
5-1- مهم ترین نتایج بدست آمده ……………………………………………………………………………………………….98
5-2- پیشنهاداتی برای مطالعات آتی …………………………………………………………………………………………..100

فهرست منابع و مآخذ ……………………………………………………………………………………………………………….101

توجه :

عناوین پروژه های موجود در سایت فقط به عنوان معرفی در سایت قرار گرفته اند و هیچ گونه فروش و یا لینک دانلودی ندارند