پروژه دانشجویی مقاله قاب‌های CBF تحت word دارای 21 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد پروژه دانشجویی مقاله قاب‌های CBF تحت word کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی پروژه دانشجویی مقاله قاب‌های CBF تحت word ،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن پروژه دانشجویی مقاله قاب‌های CBF تحت word :
قاب‌های CBF, EBF و MBF
مقدمه
نخستین گام در طراحی ساختمان‌های فولادی در مناطق زلزله‌خیر، رسیدن به درک روشنی از رفتار لرزه‌ای سیستم‌ها و شناخت رفتار کلی آنها می‌باشد. در طراحی هر ساختمان شناخت و برآورد بارهای موثر و احتمال اثر یک نوع بار خاص در طول طول عمر مفید ساختمان می‌باشد. از ویژگی‌های نیروی زلزله، آن است که مقدار آن به چگونگی رفتار مصالح، رفتار لرزه‌ای سازه، نوع زلزله و شدت آن و شرایط ژئوتکنیکی محل، احداث ساختمان وابسته است. برای آیین‌نامه‌ها به این صورت نتیجه‌گیری می‌شود که در هنگام طراحی بر اساس یک آیین‌نامه خاص باید اهداف کلی آن آیین‌نامه تامین گردد و نیروها و ضوابط موجود در آیین‌نامه باید به عنوان حداقل مدنظر قرار گیرد.
در رفتار ارتجاعی اعضاء تحت زلزله‌های شدید و متوسط اعضاء باید در حالت الاستیک باقی بمانند، یعنی تنش بحرانی کوچکتر از تنش تسلیم باشد.
بیانگر میزان ورود سازه به ناحیه‌ی غیرخطی با یک درجه‌ی آزادی M
M: ضریب شکست‌پذیری
m: تغییر مکان جانبی حداکثر
y: تغییر مکان جانبی تسلیم
معیار خسارت تحمیل شده بر سازه:
بر حسب خسارت بوجود آمده در عضو یا در کل سازه اندیس خراب موضعی و کلی معرفی شده است.
اندیس خرابی موضعی: بر مبنای تغییر شکل عضو، بر مبنای انرژی جذب شده و بر مبنای هر دو ایده بالا تعریف شده است.
اندیس خرابی کل: به دو عامل اندازه و توزیع خرابی‌های موضعی آن بستگی دارد. بنابراین از روش کلی میانگین‌گیری وزنی از همه اعضاء و اندازه‌گیری مستقیم پارامتر D محاسبه میگردد.
D0 سازه منهدم شده است
D=0 سازه ندیده است
0<D<0.1 سازه خسارت نسبی دیده است (برای محدوده‌های مختلف مقدار خسارت برآورد می‌شود)
وقتی سازه‌ها به صورت ارتجاعی و خطی در برابر زلزله واکنش می‌دهند، حداکثر نیروی بیشتری متحمل می‌شوند، در نتیجه مقاومت سازه جهت پایداری، نسبت به حالتی که وارد مرحله غیرارتجاعی می‌شود، زیادتر خواهد بود که این هزینه‌های زیادی را متقبل می‌شوند. بنابراین با توجه به اصل ساده‌سازی، آیین‌نامه‌های طراحی در برابر زلزله با بهره‌گیری از ظرفیت استهلاک انرژی در اثر رفتار غیرخطی، نیروی زلزله موثر و در نتیجه مقاومت موردنیاز سازه را کاهش می‌دهند.
ضریب کاهشی مقاومت به علت رفتار چرخه‌ای سازه به صورت
(مقاومت موردنیاز حالت غیرارتجاعی/مقاومت موردنیاز حالت ارتجاعی)
می‌باشد که نوع یک سیستم بیشترین تاثیر را در مقدار ضریب بالا دارد.
min مقاومت حد تسلیم برای جلوگیری از تسلیم خاص
مقاومت حد تسلیم که در آن شکل‌پذیر برابر Mi باشد.
همچنین یک ضریب اضافه مقاومت (Rs) به خاطر اینکه مقاومت جانبی واقعی یک سازه معمولاً ببشتر از مقاومت جانبی طراحی آن سازه بیشتر می‌باشد، مطرح شد. اهمیت ضریب اضافه مقاومت در ساختمان‌های با زمان تناوب کم بیشتر است که در اثر این ضریب در ساختمان‌های کوتاه مرتبه، بیشتر است.
تخمین یک بار موثر ناشی از زلزله بر پایه تحلیل‌های الاستیک خطی قرار دارد. این نیروها به علت اینکه سازه رفتار غیرخطی دارد با استفاده از این ضرایب تصحیح می‌شوند.
جهت ایجاد یک طرح اقتصادی و کاهش نیروی زلزله از طریق جذب و استهلاک انرژی در ناحیه پلاستیک باید مقدار شکل‌پذیری را تا مقدار موردنیاز افزایش داد. حرکات زلزله به صورت رفت و برگشتی بوده و چون شکل‌پذیری به رفتار غیرخطی سازه ارتباط دارد، بحث شکل‌پذیری را در مرحله تعیین مقدار نیروی وارده به سازه با تقسیم نیروی زلزله به عددی مانند R [ضریب رفتار ساختمان]، بسته به نوع سیستم درنظر می‌گیرند.
در مرحله کنترل سازه نیز به حالت کنترل شکل‌پذیری موردنیاز، تغییر مکان‌ها و یا نیروی داخلی اعضاء کنترل میگردد. به همین دلیل اکثر مهندسین جهت کنترل سازه سعی در سخت کردن آن دارند، در حالی که همیشه سیستم مطلوب یک سیستم سخت نیست و طبق منحنی طیف غیرخطی هرچه سیستم سخت‌تر باشد، مقدار نیروی وارده به سازه بیشتر است و ممکن است باعث کاهش مقاومت نیز گردد یا هرچه سیستم سخت‌تر باشد، نیاز شکل‌پذیری آن بیشتر است.
چشمه اتصال که در ناحیه‌ای از جان ستون که به تیر اتصال دارد، واسطه انتقال لنگر تیرها به ستون‌ها می‌باشد و در صورت ضعف آن یک دوران نسبی ایجاد می‌شود که دوران تیر و ستون یکسان نخواهد بود. چشمه اتصال می‌تواند به طور موثر در شکل‌پذیری مشارکت کند، ولی یک چشمه اتصال ضعیف می‌تواند باعث ایجاد پتانسیل بیشتری برای گسیختگی ترد در دوران‌های پلاستیک بالا گردد.
تحقیقات نشان می‌دهد پس از زلزله، ترک‌ها عموماً از نزدیک جوش بال پایین‌تر به ستون شروع و در جهات مختلف توسعه می‌یابد. بنابراین فاکتورهایی نظیر عمق تیر، طول و ضخامت بال تیر اتصال، جهت قرارگیری ستون، جاری شدن چشمه اتصال اثرات قابل توجهی در رفتار لرزه‌ای یک اتصال خمشی دارند.
معرفی قاب‌هاب EBF, MRF, CBF
قاب CBF یا هم‌مرکز و یا همگرا
سیستم مهاربندی همگرا (CBF)
از متداولترین سیستم‌های باربر جانبی هستند. سیستم‌های مهاربندی همگرا که معروف‌ترین نوع آن، سیستم مهاربندی ضربدری یا x شکل هستند، از مفیدترین سیستم‌ها برای کنترل تغییر مکان ایجاد شده در برابر بارهای جانبی هستند. به علت پیکربندی خرپا گونه، صلبیت جانبی این سیستم‌ها بسیار زیاد است، به طوری که یک سیستم قاب فولادی با بادبندی همگرا (CBF) از نوع ضربدری در مقایسه با سیستم قاب خمشی (MRF) نظیر آن، می‌تواند تا 10 برابر سخت‌تر باشد. این سیستم‌ها در مسیر تکمیل سیستم‌های سازه‌ای فولادی جهت مقابله با نیروهای باد ابداع گردیده‌اند. از مشکلات عمده این سیستم‌ها، شکل‌پذیری و جذب انرژی کم عمدتاً به دلیل کمانش موضعی یا کلی عضو و فشاری بادبند و تا حدی هم ضعف و عملکرد نامناسب اتصالات آن می‌باشد. ظرفیت انرژی جذب شده توسط بادبندهای همگرای ضربدری در حقیقت به طور کامل وابسته به رفتار چرخه‌ای غیرخطی بادبند قطری، تحت بارهای متناوب کشش و فشار می‌باشد.
اعضای بادبندی درسیستم مهاربندی همگرا، وظیفه تامین سختی، شکل‌پذیری و مقاومت را برعهده دارند. بادبندها به طور متناوب و به طور کششی جاری شده و در فشار کمانش می‌نمایند. کمانش غیرالاستیک بادبند و مفاصل کششی ایجاد شده به عنوان عوامل اصلی جذب انرژی توسعه مفاصل پلاستیک در سایر نقاط سازه را نتیجه می‌دهند.
تعداد مفصل‌های ایجاد شده ارتباط مستقیم به وضعیت اتصالات انتهایی بادبند دارد. اگر مهاربندی تحت اثر بارهای تکرای با دامنه تغییر مکان ثابت قرار گیرد که منجر به تغییر طول پلاستیک جدید نشود، اتلاف انرژی هم روی نخواهد داد. از این رو ظرفیت اتلاف انرژی سیستم مهاربندی همگرای فقط کششی اولاً کم بود، ثانیاً به شدت دارای حالت تنزلی است. در این سیستم شکل‌پذیری قاب از طریق تسلیم تیر پیوند تامین و از خسارت وارد بر سایر اعضای سازه‌ای جلوگیری می‌شود. بدین ترتیب تیر پیوند می‌تواند شکل‌پذیری سازه را بدون خسارت به سایر اعضای سازه تامین کند.
مزایا و معایب این قاب‌ها:
قاب با مهاربندی هم مرکز (CBF)
1. از لحاظ اقتصادی برای دهانه‌های بسیار کوچک مقرون به صرفه‌تر است.
2 خط محور تیر ـ ستون و مهاربندی همدیگر را در یک نقطه مشترک قطع می‌کنند.
3 سختی خوب در برابر بارهای جانبی، ساده بدون اتصالات و سرعت بالای اجرای ان.
4 مقاومت و سختی زیاد در برابر بارهای استاتیکی و باد، ولی به علت عدم شکل‌پذیری مناسب از لحاظ جذب انرژی ضعیف عمل می‌کنند.
5 در مناطق با زلزله خیزی بالا استفاده از این نوع قاب‌های بطور گسترده پیشنهاد نمی‌شود. چون عناصر فشاری نظیر بادبند و ستون در بارهای تناوبی ضعیف عمل کرده و بعد از چند سیکل تا حدود 50درصد مقاومت خود را از دست می‌دهد.
6 به علت کمانش مهارها، قدرت جذب انرژی و رفتار غیرارتجاعی آن ضعیف می‌باشد.
ضوابط قاب‌های مهاربند همگرا (CBF)
ضوابط لرزه‌ای بر اساس روش ضرایب بار و مقاومت
1 گستره: قاب‌های CBF سیستم‌هایی هستند که بادبندهای آنها همدیگر را در یک نقطه قطع می‌کنند. هرگاه بادبندها همدیگر را در عرض مقطع هم قطع کنند و باعث ایجاد یک خروج از مرکزیت فرعی شوند، در صورتی که این خروج از مرکزیت در طراحی درنظر گرفته شده باشد، بلامانع است.
2 لاغری: رابطه‌ی باید توسط مهاربندها ارضا شود.
توزیع نیروی جانبی
در امتداد هر یک از خطوط بادبند، بادبندها باید به گونه‌ای در جهت عکس آن امتداد توزیع شوند که در جهت اعمال بار (موازی بادبند) از کل نیروی افقی زلزله حداقل 30درصد و حداکثر 70درصد نیروی زلزله توسط بادبندهای کششی تحمل شود. منظور از خط بادبند یک یا چند خط موازی می‌باشد که فاصله آنها در پلان از 10درصد بعد ساختمان در جهت عمود بر خط بادبند کمتر باشد. مقاومت فشاری، طراحی یک عضو مهاربند در فشار محوری نباید به مقدار 08cPn برسد.
: ضریب مقاومت ستون‌های فشاری
Pn: مقاومت محوری اسمی یک ستون
نسبت‌های عرض به ضخامت:
بادبندها باید فشرده باشند، اما نباید لاغر باشند. در مقاطع لوله‌ای نسبت قطر خارج به ضخامت دیواره نباید از بیشتر شود.
توزیع نیروهای جانبی (بر اساس روش تنش مجاز)
نیروهای جانبی یک خط مهاربندی باید به نحوی بین اعضای آن تقسیم شوند که جمع نیروی اعضایی که به صورت کششی عمل می‌کنند و یا جمع نیروی اعضایی که به صورت فشاری عمل کنند. از 70درصد کل نیروی جانبی تجاوز نکنند. استثنائاً هنگامی که مهاربند فشاری به تنهایی با صرف‌نظر از ضریب B دارای مقاومت کافی برای مقابله با o برابر نیروی زلزله باشد، نیازی به درنظر گرفتن توزیع ذکر شده بالا نمی‌باشد. در این ضابطه منظور از خط بادبندی، یک محور سازه که دارای بادبند است و یا محورهایی که حداکثر به اندازه 10درصد بعد ساختمان در جهت عمود بر زلزله با یکدیگر فاصله دارند، می‌باشد.
قاب MRF یا ممان بر
1 اتصالات آن در برابر ممان یا لنگر مقاوم است.
2 دارای خاصیت جنب انرژی فوق‌العاده‌ای است، ولی نسبتاً انعطاف‌پذیر می‌باشد.
3 دارای سختی نسبتاً کمی است و چنانچه سختی زیادی لازم باشد، اقتصادی نخواهد بود.
4 مقاومت زیادی از مقاومت و سختی قاب صرف مقابله با لنگرهای ناشی از آن می‌شود.
مزایا و معایب این قاب
1 به طور گسترده‌ای در ساختمان‌های فلزی مناطق زلزله‌خیز کاربرد دارد.
2 عدم تداخل تعبیه بازشوها که برای همه دهانه‌ها آزاد هستند و فراهم آوردن بازشوهای بزرگ جهت طراحی‌های معماری.
3 فلسفه‌ی طراحی تیر ضعیف و ستون قوی، یعنی ستون‌ها باید طوری طراحی شوند که به صورت ارتجاعی باقی بمانند و تیرها برای جذب و استهلاک انرژی به حداکثر شکل‌پذیری خود برسند و تسلیم فقط محدود به انتهای تیر می‌باشد. یعنی تناسب بین سختی تیرها و ستون‌ها طوری رعایت شود که تغییرشکل غیرارتجاعی و مفصل‌های پلاستیک درتیرها ایجاد شود و درستون‌ها مفصل پلاستیک ایجاد نشود تا به این طریق از تمرکز تغییرشکل دریک طبقه خاص جلوگیری شود.
4 شکل‌پذیری و یکپارچگی خیلی خوب آن.
5 اجرای اتصالات آن مشکل است و هزینه بالای این اتصالات و به علت نرمی زیاد سختی جانبی کمی را دارا می‌باشد و در برابر بارهای جانبی دچار ضعف می‌باشد.
6 برای تقویت این سیستم نیاز است که از مقاطع بزرگتر استفاده شود که باعث وزن سازه و غیراقتصادی شدن طرح خواهد شد.
7 روابط بار تغییر مکان افقی قاب‌های خمشی چند طبقه وابسته به بارقائم می‌باشد که مقاومت یک بارخمشی با افزایش بارقائم بدلیل اثر (که نقش قابل توجهی درافزایش تغییر مکان‌های جانبی قاب خمشی ایفا می‌کند) کاهش می‌یابد که درآیین نامه‌های جدید به جای کنترل تغییر مکان الاستیک، تغییر مکان غیرالاستیک کنترل می‌شود.
سیستم مهاربندی واگرا (EBF)
هزینه اجرای قاب واگرا کمی بیشتر از هزینه اجرای قاب همگرا می‌باشد، ولی عواملی چون کاهش تغییر مکان جانبی در مقایسه با قاب‌های خمشی کاهش نیروهای تکیه‌گاهی و لنگر به منظور کاهش ابعادی، امکان تعبیه بازشو در مقایسه با قاب مهاربندی همگرا، کاهش اثر P- در مقایسه با سیستم قاب خمشی و در ساختمان‌های با ارتفاع زیاد استفاده از قاب مهاربندی هم محور مجاز نمی‌باشد، استفاده از آن را توجیه می‌کند.
قاب‌های EBF یا قاب خارج از مرکز
1 از ترکیب مقاومت و سختی قاب مهاربندی شده هم‌مرکز (CBF) و با رفتار غیرارتجاعی و قدرت جذب انرژی قاب ممان بر (MRF) است.
2 بین اتصال مهار و تیر تعمداً خروج از مرکزیت ایجاد میگردد.
3 وجود خروج از مرکزیت این امکان را می‌دهد که نیروهای بادبندی را از طریق خود به ستون یا بادبندهای دیگر انتقال دهد و نهایتاً نیروهای متعادلی را به بادبند وارد سازد.
رفتار سیستم EBF
رفتار سیستم EBF چه در ناحیه خطی و چه در ناحیه غیرخطی کاملاً متاثر از طول تیر پیوند می‌باشد. تحت یک زلزله شدید، مفصل‌های خمیری در سیستم ایجاد می‌شوند که نوع این مفصل‌ها بیانگر رفتار خمشی یا برشی می‌باشد. دوران پلاستیک تیرهای پیوند با استفاده از مکانیسم‌های جذب انرژی تخمین زده می‌شود و ممکن است 5 تا 10 برابر بزرگتر از دوران پلاستیک یک تیر قاب خمشی باشد. فراهم آوردن این دوران‌های پلاستیک و متمرکز نمودن عمکلکرد غیرخطی قاب در تیر پیوند معیاری مهم در طراحی بادبندهای واگرا است.
مزایا و معایب این قاب
1 شکل‌پذیری خوب و توانایی ایجاد سختی مناسب در ناحیه‌ی غیرخطی برای مقابله با زلزله‌های شدید.
2 هرچه قدر طول پیوند (تیر پیوند مابین یک بادبند و یک ستون و یا مابین دو بادبند قرار می‌گیرد) بلندتر باشد، رفتار پیوند به پیوند خمشی نزدیکتر می‌شود.
3 هنگام وقوع یکم زلزله‌ی شدید تغییر شکل غیرارتجاعی محدود به تیر پیوند شده و نهایتاً این جزء تیر باید طوری طراحی شود که بتواند تغییر شکل‌های بزرگ غیرارتجاعی را بدون از دست دادن مقاومت تحمل کند.
4 بطور کلی قاب‌های EBF دارای سه ویژگی اساسی هستند: الف) سختی مناسب ب) شکل‌پذیری بالا و ج) جذب انرژی زیاد.
