تحلیل تاریخچه زمانی ستونهای CFT در سازه های بلند مرتبه
فرمت pdf
چکیده
ستونهای لوله ای پر شده با بتن Concrete-filled Tube که به CFT موسوم هستند، به دلیل بهره مندی از خواص سودمند مصالح فولاد و بتن از قابلیت و کارایی قابل ملاحظهای برخوردار می باشند. فولاد، بتن را محصور میکند و به طورقابل توجهی سختی و مقاومت را افزایش میدهد و همچنین بتن پر شده شکل پذیری را افزایش میدهد. ستونهای CFT به طور گسترده در سازه های قاب خمشی فولادی واقع در مناطق غیرلرزهای و یا مناطق لرزه ای با خطر پذیری بالا مورد استفاده قرار میگیرند . در این مقاله به بررسی تاثیر استفاده از این نوع ستون ها در رفتار تاریخچه زمانی ساختمان های بلند مرتبه پرداخته شده است.
واژههای کلیدی: مقاطع CFT ، هندسه مقطع ، تحلیل تاریخچه زمانی
دانلود گزارش کارآموزی رشته عمران ستونهای یک ساختمان بافرمت ورد وقابل ویرایش تعدادصفحات 55
گزارش کارآموزی آماده,دانلود کارآموزی,گزارش کارآموزی,گزارش کارورزی
این پروژه کارآموزی بسیار دقیق و کامل طراحی شده و جهت ارائه واحد درسی کارآموزی میباشد
ستونها
ستونهای یک ساختمان، نیروهای قائم اعمال شده از طریق طبقات را به فونداسیون منتقل میکنند، ستونها میتواند هم در فشار و هم در کشش عمل کنند. گیردار کردن ستونها و همچنین اعمال بارهای خارج از مرکز باعث بوجود آمدن لنگر خمشی در ستونها میشود، ولی گیرداریهای اتفاقی و خروج از مرکزیت های جزئی تنشهای اندکی در اعضا بوجود میآورند که در طراحی لحاظ نمیشوند. ستونهای بر اساس معیار کمانش طراحی میشوند. در صورتیکه کمانش در دو جهت رخ دهد، جهتی که دارای سختی کمتر است، باید مور توجه قرار گیرد. اقتصادیترین مقطع برای ستونها، آنهایی هستند که دارای ممان اینرسی مساوی در دو جهت میباشند. مقاطع خیلی لاغر در صورتی میتوانند در طراحی مورد استفاده قرار گیرند که در مرحله ساخت، بتوان آنها را در فاصله بین کفهای ساختمان، به طور مناسب مهاربندی کرد. 3-1-1 انواع مقاطع مناسب به عنوان ستون نیمرخهای بسیار متنوعی در ساخت ستونها مورد استفاده قرار میگیرند. ظرفیت باربری ستون به ابعاد و مشخصات مقطع و نوع فولاد مصرفی بستگی دارد. ستونهای فولادی گاهی بصورت اعضای مرکب ساخته میشوند. ستون مرکب به شکلی ساخته میشود که باعث افزایش مقاومت ستون در برابر کمانش میشود. اعضایی که تحت اثر نیروی کششی قرار دارند، نیازی به تقویت در برابر کمانش ندارند. بهتر است به سبب سهولت نصب تجهیزات داخلی ساختمان و عملیات نازککاری مانند پوشش ستونها، دیوارهای جدا کننده و سقفهای کاذب، ستونها در طبقات مختلف، با ابعاد خارجی ثابت طراحی شوند. به کار بردن مقاطع لولهای و یا قوطی شکل با ضخامت ورق متغیر و یا استفاده از فولادها با مقاومت مختلف، می تواند راه حل مناسبی جهت این مسئله باشد. در ادامه نمونههای مقاطع مناسب برای ستون آورده شده است. 3-1-2 مقاطع I شکل این مقاطع پرمصرف ترین شکل برای ستونها میباشد. مقاطع I شکل جهت اتصال تیرها در هر دو جهت بسیار مناسب است. مقاطع IPE برای بارهای سبک،مقاطع IPB برای بارهای سنگین،مقاطع نورد شده می تواند، بوسیله ورقهای جوش شده در دو طرف بالها تقویت شود (مقاطع مرکب). برای بارهای بسیار سنگین می توان از ستونهای مرکب ساخته شده بوسیله ورق استفاده کرده، ضخامت این ورقها متناسب با بار اعمال شده به ستون میباشد. 3-1-3 مقاطع سازهای چهارگوش این مقاطع برای انتفال بارهای سنگین و یا ستونهای با خمش دو محوره و طولهای بلند مناسب است. همچنین این مقاطع دارای ظاهر مناسبی در نما می باشند یکی از این مقطعها مقطع IPB می باشد.مقطع IPB میتواند با ورقهای جوش شده به بالها بصورت یک مقطع قوطی شکل تبدیل شود. مقاطع قوطی شکل میتواند بوسیله ورق ساخته شود که در طبقات مختلف ضخامت ورقها قابل تغییر است. از دیگر این مقاطع می توان به ستونهای فولادی مربعی و مستطیلی توپر اشاره کرد که ستونهای فولادی مربعی و مستطیلی توپر، دارای حداقل هزینه ساخت بوده و فضای بسیار کمی را اشغال میکنند و موجب استفاده بهینه از فضای ساختمان میشود. همچنین از مقاطع قوطی شکل ساخته شده از دو ناودانی نیز استفاده می شود که این مقطع برای استفاده در ستونهای فرعی مناسب است، زیرا سطح مقاطع آنها قابل تغییر نیست و جوش دادن ورقهای تقویتی داخلی برای تغیر سطح مقطع نسبتا دشوار است. 3-1-4 ستونهای صلیبی شکل از ستون شامل چهار عدد مقطع نبشی که گاهی برای حفظ زیبایی ظاهری انتخاب میشوند و برای ستونهایی که در محل تقاطع دیوارههای جدا کننده قرار دارند، بسیار مناسب است. جهت تقویت این ستونها میتوان در بین نبشیها از ورقههای فولادی با ضخامتهای متغیر استفاده کرد. جهت انتقال بارهای نسبتاً بزرگ دو جهته میتوان از مقاطع حاصل از دو مقطع I شکل متعامد استفاده کرد. 3-1-5 مقاطع توخالی مقاطع قوطی شکل نورد شدة ساختمانی مستطیلی یا مربعی،مقاطع لولهای که از لحاظ سازهای بسیار مناسب هستند: زیرا در تمام جهات ممان اینرسی مساوی دارند. با تغییر سطح مقطع و ضخامت لوله، میتوان سطح مقطع مناسبی جهت نیروی موجود در ستون بدست آورد. 3-1-6 ستونهای مرکب با بست موازی چنین مقاطع جهت ستونهای ساختمانهای صنعتی و همچنین ستونهای ساختمانهایی که تیر باید به بالهای ستون متصل شود (اتصال خورجینی) بسیار مناسب است. همچنین عبور تأسیسات از داخل این ستونها مقدور میباشد. اجزاء ستون باید در فواصل مناسب بوسیله ورق به یکدیگر متصل شوند تا از کمانش آنها جلوگیری شود. الف) ستون شامل دو ناودانی با بست موازی ب) ستون شامل دو مقطع I شکل با بست موازی ج) ستون شامل چهار مقطع نبشی، که برای انتقال بارهای سبک مناسب است 3-2 ستونگذاری ستونهائی که در اسکلت کار گذاشته شدهاند همگی از نوع Box میباشند، توسط جوش سرتاسری تهیه شده اند در محل تغییر. مقطع ستونها توسط ورقهای اتصال و همچنین با خم کردن ورقها اختلاف مقطع در محل اتصال پر شده است تمامی جوشکاری توسط الکترود Exa6o انجام شده سپس در طول ستون توسط نبشیها و خال جوش پله کانی برای بالا رفتن از ستون جهت انجام جوشکاری و یا تیرریزی در ارتفاع تعبیه شده برای ستونگذاری با استفاده از جرثقیل 70 تن، با طول دکل 54 متر عملیات آغاز شد کلیه ستونها طبق نقشههای اجرای روی بدنشان توسط رنگ و شماره مشخصی مثل و غیره نوشته شده و طبق نقشهها در محل خود قرار داده شد. قبل از بلند کردن ستونها با استفاده از گونیا هم مرکز بودن انتهای ستونها و کاملاً افقی بودن آنها اندازهگیری شد و در مواردی با استفاده از ورق آغشته به رنگ که در ته ستونی فشرده می شد که اگر تمام مقطع ستون یکنواخت رنگ میگرفت ستون تراز افقی بود این امر تعیین میشد. اگر تراز ستون تأئید نمی شد توسط برش گاز انتهای آن بریده میشود تا به حالت همسطح برسد. برای ستونگذاری ابتدا از ستونهای کناری شروع گردید تا هم حائلی برای دیوار مجاور باشد و هم فضا برای تخلیه ستونها در وسط محیط کارگاه باقی بماند در داخل Box ستونها قطعه ای جهت اتصال زنجیر و قلاب جرثقیل قرار داده شده بودکه با اتصال زنجیر ستون برای بلند کردن از سر به وسیله جرثقیل آماده میشد . برای شروع کار ابتدا جرثقیل در محل مناسبی قرار گرفت به گونهای که دسترسی به تمامی نقاط کارگاه بخصص محل قرارگیری ستونها را داشته باشد و سپس توسط جکهای هیدرولیکی مخصوص ،ماشین در جای خود ثابت شد و جرثقیل کار خود را شروع کرد. توسط تکنیسین آن که به راننده با علامت فرمان میداد قلاب و زنجیر به ستونها یکی یکی متصل شده و آن را بلند میکرد در محل قرارگیری ستونها با گچ، محل دقیق قرارگیری ستون روی بیس پلیت مشخص گردیده و پس از قرارگیری ستونها در محل خود دور تا دور پای ستون به صفحه ستون جوش میشد. قبل از عمل جوشکاری با شاقول گیری از تراز بودن ستون اطمینان بعمل می آمد در پایان جوشکاری کارگر جوشکار توسط پله کان درست شده در دیوار ستونها که با استفاده از نبشیها تهیه شده بود خود را به بالاترین نقطه رسانیده در زنجیر و قلاب جرثقیل را آزاد می کرد و با آویزان شدن به آن به زمین میرسید این عمل برای تمام ستونهای موجود به دقت انجام شد و پس از پایان کار جوش نبشی ها و سخت کنندههای پای ستونها مطابق نقشههای اجرائی در محل دقیق آنها انجام شد تا پایداری ستونها در جای خود کامل شود. بوم و چرثقیل بهنگام بلند کردن ستونها ممکن است که قوس بردارد و این بخاطر این است که جرثقیل تحت زاویه مشخصی میتواند مقدار بار مشخص را بلند کند و اگر بار بیشتری بر دارد باعث واژگونی آن میشود. 3-2-1 اجرای ستونهای کناری- خاکبرداری و مهار دیوار همسایه در این مرحله برای اجرای ستونهای کناری باید خاکهای باقیمانده در کنار دیوار شمالی برداشته شود ولی برای اطمینان از عدم ریزش دیوار همسایه، ابتدا توسط کارگران تونلها در محل قرارگیری ستونهای کنده شده پس از دسترسی صفحه به ستونها و اجرای ستونهای کناری و اتصال تیرهای اصلی جهت استحکام قاب خاکهای باقیمانده بین دو ستون توسط کارگران کنده و از محل خارج شد. پس از اجرای قاب تصمیم بر آن شد که قسمتهای بالائی دیواره هم توسط پشت بندهای فلزی مهار شود که برای اینکار از پروفیل آهن استفاده شد که به الوارهای چوبی که به دیوار تکیه داده شده بود متصل شد و در سوی دیگر به تیرهای اصلی قاب سازه جوش داده شد. البته شیوه دقیق و صحیح اینکار اینست که بلافاصله پس اجرای ستونها الوارهای دایرهای توسط گوههای چوبی به جهت عمود بر امتداد ستونهای دیوار همسایه را در حد فاصل دو ستون مجاور ساختمان همسایه حفظ کند و یا در صورت استفاده از پشتبند باید در محل اتصال آن به ستونهای ساختمان همسایه مشخص شود و وزن سازة همسایه از آن نقطه به بالا محاسبه شده و پروفیل پشت بند برای آن نیرو مثل ستون طرح شود و سوی دیگر آن روی خاک رها نشود بلکه با اجرای پی کوچک بتنی زیر هر کدام پایه آن محکم باشد .
بخشی از متن اصلی :
خلاصه :
هفت نمونه ستون I شکل و سه نمونه ستون مشبک با بست موازی در آزمایشگاه تحت بارهای فشاری و تغییر مکان جانبی قرار گرفته که نتایج بصورت عکس و دیاگرام نیرو - تغییر مکان (منحنی های هیسترزیس) موجود است. سپس با علم به نتایج آزمایشگاهی هفت ستون I شکل با همانند سازی شرایط آزمایش اعم از تکیهگاهها، نوع مواد و بارگذاری و اتصال اجزاء تشکیل دهنده آنها با کمک از نرم افزار المان محدود ABAQUS نتایج مطلوبی بدست آمد و نتایج آن نیز بصورت دیاگرام نیرو تغییر مکان (منحنیهای هیسترزیس) قابل مقایسه با نتایج آزمایشگاهی به تصویر کشیده شده است .
همچنین همانند سازی بین نمونة شماره سه از ستونهای I شکل که ایجاد مفصل پلاستیک کامل در انتهای تست از آن مشاهده گردید ومقطع معادل ستون بست دار آن که از لحاظ سطح مقطع ، ممان اینرسی تاریخچة بارگذاری و شرایط نگهداری در هر دو جهت بامقطع ناودانی کاملاً همسان است انجام شد به نظر می رسد مقطع با ستون بست دار هم از لحاظ باربرری و شکل پذیری از مقطع I شکل معادل ضعیف تر است.
رفتار هیسترزیس نسبت به لاغری جان از لاغری بال حساس تر بوده و افزایش ضخامت جان رفتار هیسترزیس بهتری به ما ارائه می دهد.
فهرست مطالب
فصل اول
خلاصه
مقدمه
رفتار خمیری ( پلاستیک)
1-1- مقدمه
1-2- آزمایشهای مبنائی
1-2-1- آزمایش کشش
1-2-2- نمودار تنش حقیقی- کرنش حقیقی
1-2-4- اثرات نرخ کرنش و دما
1-2-5- اثر فشار هیدرواستاتیک عدم قابلیت تراکم
1-2-6- فرضی نمودن نمودارهای تنش و کرنش مدلهای
دینامیکی و سینماتیکی
1-2-7- معادلات فرضی برای منحنیهای تنش و کرنش
1-3- معیار برای تسلیم
1-3-1-مقدمه
1-3-2- مثالهائی از معیارهای تسلیم.
1-3-3- سطح تسلیم - فضای تنشها یک وسترگارد
1-3-4- پارامتر تنش لود – اثبات عملی معیارهای تسلیم
1-3-5- سطوح تسلیم ثانوی- بارگزاری و باربرداری
فصل دوم
خلاصه ای از نرم افزار ABAQUS
2-2- آشنایی با نرم افزار ABAQUS
2-2-1-مقدمه:
2-2-3- Abaqus/ CAE
2-2-4- ایجاد یک مدل آنالیز ساده
2-2-5- بررسی انواع مسائل غیر خطی در نرم افزار ABAQUS
2-2-6- تحلیل غیرخطی در ABAQUS
فصل سوم
رفتار هیسترزیس ستونهایI شکل
3-1-اصول فلسفه طراحی لرزاه ای
3-1-1- مقدمه:
3-1-2- تحقیقات قبلی بر روی تیر ستونهای فولادی
3-1-3- مشخصه هائی که بر شکل پذیری تیر ستون موثرند
3-2- طراحی ستونهای نمونه:
3-2-1-توصیفات عمومی
ا3-2-2- شکل پذیری مورد نیاز در ستونها
3-2-3- مقادیر که توسط گروه تحقیقاتی NZNSEE پیشنهاد میگردد
3-2-4- محدودیت لاغری بال و جان که بوسیله NZNSEE پیشنهاد میگردد.
3-2-5- محدودیت لاغری بال و جان که توسط LRFD،AISC پیشنهاد میگردد.
3-2-6- جزئیات مقاطع ستونها
3-3- فرآیند آزمایش
3-3-1 نیرو و تغییر مکان
3-3-2- آزمایش ستونها
3-4- مشاهدات آزمایشگاهی و نتایج تجربی
3-4-1-مقدمه
3-4-2- مشاهدات پژوهش
3-4-3- عملکرد ستون نمونه اول
3-4-4-عملکرد ستون دوم
3-4-5- عملکرد ستون شماره سوم
3-4-6- عملکرد ستون شماره چهارم
3-4-7- عملکرد ستون شماره پنجم
3-4-8- عملکرد ستون ششم
3-4-9- عملکرد ستون هفتم
3-5- بحث در مورد نتایج آزمایشگاهی
3-5-1- جنبه های مباحثه در مورد نمونه های آزمایشگاهی و نتایج آنها
فصل چهارم
رفتارهیسترزیس ستون بست دار
4-1 تیرستونهای مشبک تحت بارهای متناوب
4-1-1 مقدمه
4-1-2 نمونه های آزمایش
4-1-3 عضو مشبک بست دار مرسوم
4-1-4 ستونهای مشبک با مقطع های دوبل ناودانی اصلاح شده
4-1-6 ستاپ آزمایش و تاریخچه بارگذاری
4-1-7 تاریخچه بارگذاری به صورت تعییرمکان
4-2 رفتار کلی نمونه ها
4-2-1 نمونه DC1C
4-2-2 نمونه DC1M
4-2-3 نمونه DC2M
4-2-4 نمونه DC1MB
4-2-5 نمونه DC2MB
4-3 نتایج آزمایش
4-3-1 پاسخ نیروی جانبی – تغییر مکان جانبی
4-4- مقایسه رفتار هیسترزیس نمونه ستون I شکل سوم با ستون بست دار معادل آن
فصل پنجم
نتیجه گیری
این فایل به همراه چکیده، فهرست مطالب، متن اصلی و منابع تحقیق با فرمت word و قابل ویرایش در اختیار شما قرار
می گیرد.
تعداد صفحات : 170