بررسی خرابی پیشرونده در سازه های فولادی با قاب خمشی
Abstract
هدف این پایان نامه، بررسی رفتار سازه های فولادی با قاب خمشی در برابر خرابی پیشرونده می باشد، بطوریکه این سازه ها قبلا با استفاده از آیین نامه های مربوطه، برای نیروهای لرزه ای طراحی شده و مقاومت لازم برای مقابله با نیروهای وارده را دارا می باشند. ابتدا مدلهای تحلیلی برای مقابله نیروهای لرزه ای طراحی شده و برای اطمینان از صحت مدلسازی و رفتارسازه، نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از آزمایش مقایسه شده و اصلاحات لازم انجام خواهد شد. این بررسی در دو قسمت صورت گرفته است. 1- بررسی رفتار سازه بصورت کلی (global ) ، 2- بررسی رفتار اتصالات (local) 1- بررسی حالت اول با در نظرگرفتن رفتار کلی سازه خواهد بود که در آن همکاری و انسجام سایر اعضاء در مقابله با خرابی پیشرونده موثر می باشد.مدلهای مورد استفاده ساختمانهای مسکونی دارای 3، 5، 8 و15 طبقه با سه نوع پلان متقارن با دهانه های 4، 6 و 5/7 متری بوده که بررسی این سازه ها در برابر خرابی یکی از ستونها در مکانهای مختلف با استفاده از روش تحلیل دینامیکی صریح و مطابق راهنمای gsa2003 وdod2005 و با در نظر گرفتن رفتار غیر خطی مصالح و رفتار غیر خطی هندسی مدلها صورت گرفته است.نتایج حاصل از تحلیها نشان داد که خرابی ستون گوشه نسبت به خرابی سایر ستونها اثرات شدید تری در سازه ایجاد می کند. ضریب افزایش ماکزیمم برای نیروی فشاری ستون مقداری کمتر از 2 بوده ولی برای سایر نیروهای داخلی مانند لنگرخمشی و نیروی محوری تیر مقادیری بزرگتر از 2 بدست آمده است. ضریب دینامیکی برای تمامی نیروهای داخلی مقداری کمتر از 2 بدست آمده است.- از عوامل مهم و موثر دیگر بر روی رفتار سازه، اتصالات می باشد که در این قسمت مورد بررسی قرار گرفته است. بدلیل اینکه عملکرد سازه های فولادی با قاب خمشی بطور عمده وابسته به مقاومت اتصالات است، جزئیات و نحوه اجرای اتصالات دارای اهمیت زیادی در رفتار این نوع سازها محسوب می شود.عملکرد چهار اتصال خمشی پیشنهاد شده در آیین نامهfema 350 که برای نیروهای لرزه ای مناسب هستند، ff,wuf-w, rbs ,wfpدر برابر خرابی ستون مورد بررسی قرارگرفته است.نتایج حاصل از تحلیل عددی در حالت وجود نیروی نیروهای کششی بهم پیوستگی به شرح زیر می باشد: 1- اتصال rbs دارای مقاومت کمتری نسبت به سایر اتصالات بوده و با نیروی کمتری به تغییر مکان ماکزیمم می رسد. 2- اتصال ff و اتصال wuf-w از نظر عملکرد شبیه همدیگر بوده و دارای مقاومت بیشتری نسبت به اتصال rbs هستند. 3- اتصال wfp نسبت به اتصالات ff, wuf-w و rbs از مقاومت بیشتری در برابر خرابی ستون برخوردار است بطوریکه ظرفیت باربری این اتصال در اثر خرابی ستون دو برابر سایر اتصالات بدست آمده است. همچنین این اتصال از نظر ایمنی طبق آیین نامه dod2005 در سطح محافظت بالا قرار دارد. در حالت عدم وجود نیروهای کششی بهم پیوستگی اتصالات مورد بررسی در برابر خرابی ستون رفتار یکسانی نشان دادند. بطوریکه این اتصالات از نظر ایمنی طبق آیین نامه dod2005 در سطح محافظت پایین قرار دارند.