علوم و مهندسی زلزله
سال:1396 | دوره:14 | شماره:3 |تعداد مقالات:7

در این مطالعه به تعیین میزان تاثیرگذاری ایجاد کاهش مقطع در تیرها، بروی منحنی های شکنندگی سیستم قاب خمشی متوسط و بررسی نتایج آن پرداخته شده است. برای این منظور از تحلیل های دینامیکی غیرخطی استفاده شده است. بطورکلی دو نوع سازه در این مطالعه انتخاب گردیده است دسته اول قاب های 5 و 10 طبقه قاب خمشی و دسته دوم سازه های با ایجاد کاهش مقطع در تیرها. با توجه به اینکه این تحقیق با استفاده از نرم افزار OpenSees انجام گردیده است، لذا جهت مدلسازی مقطع کاهش یافته از مدل فنر پیچشی Ibarra-Krawinkler بصورت پلاستیسیته متمرکز روی تیرها، ستون ها و ناحیه پانل زون استفاده گردیده است، که پس از تثبیت عملکرد سازه RBS برای یک تیر طره ای، این مدل برای سازه های چند درجه آزادی تعمیم داده شده است، و در انتها مدل ها تحت تحلیل دینامیکی افزایشی قرارگرفته و از نتایج حاصل از تحلیل سازه های قاب خمشی و سازه های RBS برای محاسبه و استخراج منحنی های شکنندگی سازه ها استفاده شده و باهمدیگر مقایسه گردیده اند. با توجه به نمودارهای منحنی های شکنندگی سازه های میان مرتبه احتمال آسیب مدل IMF نسبت به RBS بیشتر بدست آمده است.

در این مقاله سعی شده رفتار کمانش دو نوع سازه فضایی گنبدی شکل شبکه ای و ژئودزیک مورد بررسی قرار گیرد. برای این منظور سه هدف اصلی دنبال شده است، ابتدا تحلیل های کمانشی خطی و غیرخطی هندسی با استفاده از نرم افزار مبتنی بر روش المان محدود انجام گرفته و نتایج بدست آمده مورد بررسی قرار گرفته و صحت سنجی مدل المان محدود تحلیلی به کار گرفته شده با مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج مدل های مقالات موجود انجام گرفته است. سپس با تعریف فاکتور لاغری گنبد، بعد از بررسی نتایج تحلیل های کمانشی غیرخطی که برای گنبدها با فاکتورهای لاغری مختلف بدست آمده، محدوده هایی که در آن کمانش کلی، کمانش محلی و کمانش اعضاء منحصر به فرد سازه ها اتفاق می افتد تعیین شد. آخرین و مهمترین هدف بدست آوردن روابطی برای تخمین بار کمانش بحرانی سازه های فضایی گنبدی شکل تک لایه ژئودزیک و شبکه ای می باشد. برای نیل به این سه هدف مدل سازی هندسی سازه ای که قادر باشد با دقت بالا رفتار مدل واقعی را نشان دهد، توسط برنامه نویسی در محیط MatLab انجام شده و مختصات گره های گنبدها بدست آمده است.

مدل واقعی سازه دارای تفاوت هایی با مدل محاسباتی می باشد که از آن جمله می توان به نقص در وجود دیوارهای پرکننده اشاره کرد، که در تحلیل و طراحی سازه از اثر آنها اغلب صرف نظر می شود. اگرچه دیوارهای پرکننده اساسا باعث افزایش سختی و مقاومت قاب می شوند، اما اثرات مثبت و منفی آنها در عملکرد سازه به دلیل کمبود اطلاعات لازم در زمینه رفتار قاب و دیوار پرکننده، نادیده گرفته می شود. یکی از اثرات منفی ایجاد ستون های کوتاه در سازه های بتنی می باشد که به دلیل ترد بودن و شکل پذیری کم در این نواحی شکست برشی رخ می دهد. پژوهش حاضر به بررسی اندرکنش بین قاب بتنی و دیوار پرکننده آجری در یک قاب 1 دهانه، 1 طبقه جهت بررسی اثر منفی دیوار پرکننده می پردازد. در این تحقیق به کمک نرم افزارSAP  و OpenSees این قاب با قاب بدون دیوار پرکننده مقایسه می شود که جهت مدل سازی دیوارهای پرکننده از روش دو دستکی بهره گرفته می شود. اصول استخراج شده در قالب نمودارهایی با استفاده از دو نرم افزار ذکر شده به عنوان نتیجه پژوهش ارائه شده است. نتایج بیان گر این است که خاموت برشی موجود در ستون های بتنی متصل با دیوار پرکننده آجری جواب گوی برش ایجاد شده در بالا و پایین ستون نمی باشد و باعث شکست برشی و تشکیل مفصل برشی در این نواحی از ستون می شود. این پژوهش می تواند به عنوان راهکاری در اختیار مهندسین سازه قرار گیرد تا با درنظر گرفتن اثرات منفی دیوار و مدلسازی دقیق این المان از گسیختگی سازه پیشگیری کنند.

امروزه وزن مواد مورد استفاده در سازه های ساختمانی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به طوری که با رخداد زلزله های اخیر، اهمیت مصالح سبک، بیشتر به نظر می رسد. فوم بتن یک مصالح غیرسازه ای است که به دلیل وزن بسیار سبک جهت مصارف غیرسازه ای در ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد. به عبارت دیگر با وزن بسیار پایین دارای مقاومت قابل قبولی می باشد. ولیکن این ماده غیرسازه ای دارای مشکلاتی می باشد که بعضا استفاده از آن را دشوار می سازد. این عیوب شامل جمع شدگی و تخلخل بسیار زیاد است. در این تحقیق به منظور اصلاح خواص و جمع شدگی شدید فوم بتن از الیاف پلی پروپیلن، الیاف سنتیتیک استفاده شد. از ماده نانوسیلیس و خاکستر شلتوک برنج به عنوان ماده مکمل جهت افزایش مقاومت مکانیکی و جایگزین سیمان استفاده گردید. بر روی فوم بتن ساخته شده آزمایش های مقاومت فشاری، مقاومت کششی و انقباض صورت گرفت. بیشینه مقاومت فشاری متعلق به طرح های حاوی یک درصد الیاف سنتیتیک و یک درصد نانوسیلیس محاسبه گردید. در نهایت مشخص گردید خاکستر شلتوک برنج در پنج درصد جایگزینی باعث افزایش مقاومت فشاری و مقاومت کششی در سن 28 روزه می گردد. افزودن الیاف سنتیتیک به فوم بتن باعث افزایش کم مقاومت فشاری و افزایش چشمگیر مقاومت کششی را در پی دارد.

تحلیل سازه با رفتار واقعی اتصالات آن بسیار پیچیده است و به همین دلیل با تمهیداتی از جمله استفاده از مفهوم خط تیر، به هر اتصال، صلبیت خاصی را نسبت می دهند و بدین طریق آنها را دسته بندی می نمایند. در این تحقیق به بررسی اتصال نیمه صلب با ورق های سخت کننده در قسمت اتصال جان تیر به ستون پرداخته شده است. برای این کار از 64 مدل تحلیلی که در آن ابعاد ورق های سخت کننده از جمله ارتفاع، عرض و ضخامت تغییر می کند استفاده شده است. مشخصات مدل های تحلیلی که در نرم افزار آباکوس ساخته شده اند در همه حالت یکسان است. و در این مدل ها ارتفاع و عرض ورق های اتصال که جان تیر را از دو طرف در بر می گیرند داری 4 حالت متغیر برای ارتفاع، چهار حالت متغیر برای عرض و 4 حالت متغیر برای ضخامت در نظر گرفته شده است. اتصالات تحت آنالیز استاتیکی غیرخطی مدل شدند و نمودار لنگر- دوران برای هر حالت ترسیم گردید. بدین صورت رفتار اتصال نیمه صلب و تاثیر ورق های اتصال جان در عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت با بررسی نتایج رابطه ای برای تخمین درصد گیرداری اتصال نیمه صلب ارائه گردید.

در مقاله حاضر به بررسی ضریب نامعینی در ساختمان های بتنی با سیستم سازه ای غیرموازی پرداخته شده است. چهار سازه بتنی سه بعدی 5 و 7 طبقه با سه و چهار دهانه با سیستم قاب خمشی در نرم افزار ایتبس مورد تحلیل و طراحی قرار گرفته است. جهت برآورد ضریب نامعینی با تحلیل خطی، مقاومت جانبی و نامنظمی پیچشی سازه های مورد نظر با استفاده از نرم افزار مورد بررسی قرار گرفته است. در ساختمان های مورد مطالعه که دارای سیستم نامنظم در پلان می باشند ابتدا طبقاتی که میزان برش در آنها از 35 درصد برش پایه تجاوز می کند را مشخص نموده و سپس مقاومت خمشی تیر حذف شده و کاهش مقاومت جانبی طبقه همچنین ایجاد نامنظمی شدید پیچشی کنترل می گردد. نتایج بدست آمده نشان می دهد در سازه های مورد مطالعه نامنظمی شدید پیچشی وجود نداشته و درصدکاهش مقاومت درتمامی سازه ها کمتر از 33 درصد می باشد و ضریب نامعینی میبایست برابر یک در نظر گرفته می شود.

نقش اصلی اتصال، انتقال نیروها بین اعضاء سازه ای و حفظ یکپارچگی سازه تحت اثر بارهای وارده می باشد. بسیاری از خرابی های سازه ای صرفا بعلت نقص در طراحی و آنالیز اعضاء سازه ای اتفاق نمی افتد بلکه بیشتر بخاطر اهمیت ندادن به رفتار و طراحی اتصالات صورت می گیرد. حتی هنگامی که نیروهای اعضاء سازه ای بطور دقیق شناخته شده است، شناخت کاملی از رفتار اتصالات صورت نمی گیرد به همین دلیل در این تحقیق ابتدا یک اتصال K شکل تحت اثر بارگذاری یکنواخت توسط نرم افزار آباکوس مدل سازی شده و با نتایج آزمایشگاهی تحقیقات گذشته اعتبارسنجی گردیده است. سپس 8 مدل عددی تحلیلی با متغیرهای متفاوت شامل تنش تسلیم فولاد، مقاومت فشاری بتن، زاویه قرارگیری لوله فولادی و وجود گل میخ توسعه یافته اند تا ویژگی های متفاوت پاسخ ها را پیش بینی کنند. نتایج کلی آن ها نشان داد، استفاده از گل میخ در لوله اصلی که با بتن پر شده بود، مقدار تنش فون میزس مصالح فولادی و تنش فشاری بتن پرکننده را افزایش داد. افزایش 25 و 50 درصدی تنش تسلیم لوله های فولادی فرعی، مقدار بار نهایی اتصال را به ترتیب 22.9 درصد و 74.6 درصد و شکل پذیری آن را 24.9 درصد و 52.1 درصد افزایش داده است. کاهش زاویه مابین لوله های فرعی و لوله اصلی در اتصال K شکل لوله فولادی نشان داد که با کاهش زاویه مابین لوله های فرعی و لوله اصلی، مقداربار نهایی و سختی اولیه کاهش می یابد ولی شکل پذیری سازه افزایش می یابد. در کل می توان نتیجه گرفت که افزایش تنش تسلیم لوله های فرعی بیشترین تاثیر را در بهبود رفتار اتصال K شکل داشت.