پایان نامه کارشناسی ارشد مدلسازی تحلیلی تیرهای پیوند فولادی

پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران مدلسازی تحلیلی تیرهای پیوند فولادی در دیواربرشی کوپله وارزیابی پارامترهای مربوطه تحت اثر

دیوار برشی در ساختمان‌ها برای مقاومت در برابر بارهای جانبی به‌کار می‌رود. حال اگردر این دیوارها تیرهای پیوند به منظور ایجاد بازشو قرار دهند این دیوارها کوپله نامیده می‌شوند.

هدف این پایان نامه این است که بهبود رفتار سامانه با تیر پیوند را نسبت به سامانه بدون تیر کوپله نشان دهد و همچنین مزایای استفاده از تیر پیوند فولادی نسبت به تیر پیوند بتنی را بیان نموده است. در ادامه چند مدل آزمایشگاهی موجود برای بررسی صحت مدلسازی شده و با نتایج مدل‌های آزمایشگاهی مقایشه می‌شود.

فهرست مطالب پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران مدلسازی تحلیلی تیرهای پیوند فولادی در دیوار برشی کوپله وارزیابی پارامترهای مربوطه تحت اثر

عنوان مطالب شماره صفحه
چکیده……………………………………………………………………………………………….. ١
مقدمه……………………………………………………………………………………………….. ٢
فصل اول : کلیات
١) هدف………………………………………………………………………………………… ۵ – ١
٢) پیشینه تحقیق………………………………………………………………………………. ۵ -١
٣)روش کاروتحقیق…………………………………………………………………………… ٧ – ١
۴)رفتارسیستم،آنالیزوملاحظات طراحی…………………………………………………….. ٨ – ١
فصل دوم :راستی سنجی مدلهای اجزاء محدود
١)آنالیزغیرخطیاجزاءمحدودتیرپیوندعمیق ………………………………………………. ۴۵ – ٢
٢)آنالیز غیرخطی اجزاءمحدود دیوار برشی کوپله بتنی تحت بارهای متناوب…………. ۵٠ – ٢
٢)بدست آوردن اتلاف انرژی با آنالیز غیرخطی اجزاءمحدود تحت بارهای متناوب….. ۵٣ – ٣
( pushover analysis) فصل سوم :آنالیز استاتیکی غیر خطی
١)بررسینسبتپیوندبررویرفتاردیواربرشی کوپله………………………………………. ۵٧ – ٣
وبدست آوردن تغییر مکان هدف………. ٧٠ ETABS ٢)مدلسازی سازه ١٢ طبقه بابرنامه – ٣
٣)مدلسازیاجزاءمحدود دیوار برشی با تیر پیوند بتنی وتیر پیوند فولادی………………. ٧٢ – ٣
۴)مدلسازی دیوار برشی کوپله بروش قاب معادل……………………………………….. ٧٧ – ٣
فصل چهارم :مدلسازی ومقایسه نتایج
١)مدلسازیدیواربرشیبا تیر پیوند فولادی ……………………………………………… ٨٠ – ۴
٢)مقایسه نتایج دیوار برشی باتیر پیوند بتنی و تیر پیوند فولادی………………………. ٨٨ – ۴
ز
فصل پنجم: نتیجه گیری وپیشنهادات
١)نتیجه گیری نهایی…………………………………………………………………. ٩١ – ۵
٢)پیشنهادهایی برای پژوهشهای آینده ……………………………………………… ٩٢ – ۵
منابع و ماخذ………………………………………………………………………….. ٩٣
ح
فهرست جدول ها
عنوان شماره صفحه
١ -ضرایب ترک خوردگی برای دیوار…………………………………………………. ١۴ – جدول ١
٢ -جزییات تیر پیوند……………………………………………………………………… ٢٠ – جدول ١
٣ -خواص بتن……………………………………………………………………………. ٢٠ – جدول ١
۴ نتایج آزمایش دیوار برشی کوپله بتنی…………………………………………….. ٢٣ – جدول ١
۴ نیروی توزیع شده بولتها……………………………………………………………… ٢٩ – جدول ١
۵:مشخصات نمونه های آزمایش………………………………………………………. ٣۵ – جدول ١
۶:مشخصات نمونه های آزمایش……………………………………………………… ٣۵ – جدول ١
۴۵…………………………………………………………………..[ ١ -مشخصات بتن[ ۵ – جدول ٢
۴۶……………………………………………………………..[ ٢ مشخصات آرماتور[ ۵ – جدول ٢
۵٣………………………………………………………….[ ٣ -مشخصات آرماتورها [ ۶ – جدول ٢
۵٣………………………………………………………………….[ ۴ -مشخصات بتن[ ۶ – جدول ٢
١ -توزیع نیروی برشی در طبقات…………………………………………………… ۵٨ – جدول ٣
٢ -توزیع نیروی برشی در طبقات …………………………………………………. ۵٩ – جدول ٣
٢ -توزیع نیروی برشی در طبقات ………………………………………………….. ۶٠ – جدول ٣
٣ -توزیع نیروی برشی در طبقات . ………………………………………………… ۶١ – جدول ٣
۴ -توزیع نیروی برشی در طبقات . ………………………………………………… ۶٢ – جدول ٣
۵ -توزیع نیروی برشی در طبقات . ………………………………………………… ۶٣ – جدول ٣
۶ -توزیع نیروی برشی در طبقات . ……………………………………………….. ۶۴ – جدول ٣
٧ -توزیع نیروی برشی در طبقات …………………………………………………. ۶۵ – جدول ٣
٨ -توزیع نیروی برشی در طبقات . ………………………………………………. ۶۶ – جدول ٣
٩ -توزیع نیروی برشی در طبقات . ………………………………………………. ۶٧ – جدول ٣
٧١…….. ETABS ١٠ -مشخصاتمقاطعدیواربرشیوتیرپیوندحاصلازآنالیزبابرنامه – جدول ٣
١١ -نیروی برشی توزیع شده در طبقات…………………………………………… ٧٣ – جدول ٣
١٢ ابعاد دیوار وتیر پیوند بتنی…………………………………………………….. ٨٢ – جدول ٣
٨٢ ……………………………………………………….[ ١ -مشخصات آرماتورها [ ۶ – جدول ۴
٨٢……………………………………………………………….[ ٢ -مشخصات بتن[ ۶ – جدول ۴
ط
فهرست شکل ها مدلسازی تحلیلی تیرهای پیوند فولادی

عنوان شماره صفحه
١ تغییر شکل دیواربرشی کوپله تحت اثر بارجانبی………………………………………. ٨ – شکل ١
٢: تاثیر عمل پیوند بر روی جابجائی بام………………………………………………….. ٩ – شکل ١
٩………………….CR ٣ : تغییرات جابجایی جانبی دیواربرشی کوپله نسبت به تغییرات – شکل ١
١٠.HCW برای یک سازه ١٢ طبقه CR ۴: وزن فولاد و بتن مورد نیاز بصورت تابعی از – شکل ١
۵- تصویر شماتیک دیواربرشی کوپله با نسبتهای پیوند متفاوت………………………… ١١ – شکل ١
١٢……………………………..HCW s ۶ روش هایی برای مدل کردن دیوار برش های – شکل ١
١٣…………………………………………….(HCW) ٧: مدل دیواربرشی کوپله ترکیبی – شکل ١
٢٠………………………………….CB1,CB ١٠ -جزییات آرماتورگذاری برای نمونه ۲ – شکل ١
١١ -پلیت فولادی وجزییات قرارگیری بولتها……………………………………………. ٢١ – شکل ١
٢١……………………………….CB و گیج ها در نمونه ۳ LVDI ١٢ – نحوه قرار گیری – شکل ١
١۴ تصویر نحوه آزمایش دیوار برشی کوپله بتنی…………………………………… ٢٢ – شکل ١
١۵ تصویر نحوه آزمایش وبارگذاری دیوار برشی کوپله بتنی………………………. ٢٣ – شکل ١
١۶ پاسخهای هیسترتیک بار –زاویه دوران………………………………………….. ٢۴ – شکل ١
١٧ اتلاف انرژی……………………………………………………………………….. ٢۵ – شکل ١
١٨ کاهش سختی نسبت به جابجایی………………………………………………….. ٢۶ – شکل ١
١٩ مدهای شکست نمونه ها…………………………………………………………… ٢٧ – شکل ١
٢٠ – نیروهای داخلی مقطع-زاویه دوران…………………………………………… ٢٨ – شکل ١
٢٩…………………CB3,CB ٢١ مدهای کمانش موضعی پلیت فولادی خارجی در ۲ – .شکل ١
٢٢ مدل بتن برای مدلسازی عددی…………………………………………………… ٣١ – شکل ١
٢۴ :چندین نوع از تیرهای پیوند با جزئیات متفاوت…………………………………. ٣۵ – شکل ١
٢٣ :رفتار دیوار برشی کوپله ترکیبی………………………………………………… ٣۶ – شکل ١
٢۵ :جزییات تیرهای پیوند واتصال تیر پیوند به دیوار………………………………. ٣٨ – شکل ١
٢۶ :مشخصات مصالح بتن وفولاد…………………………………………………… ٣٩ – شکل ١
٢٧ :تصویری شماتیک ازنحوه انجام آزمایش………………………………………. ۴٠ – شکل ١
٢٨ :تاریخچه بارگذاری……………………………………………………………….. ۴٠ – شکل ١
٢٩ :منحنی هیسترزیس بار –زاویه دوران………………………………………….. ۴١ – شکل ١
ی
٣٠ :توزیع تنش درناحیه اتصال تیر پیوند به دیوار………………………………… ۴۴ – شکل ١
۴٧………………………………………..[ ١-تصویر ی شماتیک از نحوه آزمایش [ ۵ – شکل ٢
۴٨………………………….. [ ٢- هندسه مدل دیواربرشی کوپله باتیر پیوند عمیق[ ۵ – شکل ٢
۴٩……………………………….[ ٣-رفتار بار –تغییر شکل جانبی نمونه آزمایش[ ۵ – شکل ٢
۴٩………………………………………………………..T ۴ نحوه مدلسازی فولاد ۱۲ – شکل ٢
۵٠…………………………………………..[ ۵ نحوه مدلسازی رفتار فشاری بتن[ ۱۷ – شکل ٢
۵٠……………………………………………………….[ ۶-مدل رفتار فشاری بتن[ ۱۷ – شکل ٢
۵٠……………………………………………………….[ ٧-مدل رفتار کششی بتن[ ۱۷ – شکل ٢
٨-آرماتور گذاری مدل………………………………………………………………. ۵١ – شکل ٢
٩-مدل مش بندی شده………………………………………………………………… ۵١ – شکل ٢
۵١…………………………………………………….[ ١٠ -نتیجه مدل آزمایشگاهی[ ۵ – شکل ٢
١١ -نتیجه مدلسازی عددی…………………………………………………………. ۵١ – شکل ٢
١٢ -تصویر هندسی مدل…………………………………………………………… ۵٢ – شکل ٢
١٣ -مشخصات فولاد………………………………………………………………… ۵٢ – شکل ٢
١۴ -مشخصات بتن………………………………………………………………… ۵٢ – شکل ٢
١۵ -تصویر شماتیک نحوه آزمایش………………………………………………. ۵٣ – شکل ٢
١۶ -آرماتور گذاری مدل………………………………………………………….. ۵٣ – شکل ٢
١٧ -مدل مش بندی شده…………………………………………………………… ۵٣ – شکل ٢
١٨ -مدل تحلیلی اجزا محدود………………………………………………………. ۵۴ – شکل ٢
۵۴……………………….[ ١٩ -زاویه چرخش در مقابل برش مدل آزمایشگاهی[ ۱۴ – شکل ٢
٢٠ -زاویه چرخش در مقابل برش نمونه مدلسازی شده………………………….. ۵۵ – شکل ٢
۵۶…………………………………………..[ ٢١ – تصویری شماتیک از آزمایش[ ۶ – شکل ٢
۵۶…………………………………………………………[ ٢٢ -تاریخچه بارگذاری[ ۶ – شکل ٢
٢٣ -مدل مش بندی شده……………………………………………………………. ۵٧ – شکل ٢
٢۴ – مدل آرماتور در دیوار………………………………………………………. ۵٧ – شکل ٢
٢۵ خردشدگی نمونه……………………………………………………………….. ۵٧ – شکل ٢
۵٨…………………………[ ٢۶ انرژی تلف شده بدست آمده از نتایج آزمایشگاهی[ ۶ – شکل ٢
٢٧ انرژی تلف شده بدست آمده از نتایج مدلسازی عددی…………………………. ۵٨ – شکل ٢
۶٠……………………………………………ETABS ١-سازه ١٢ طبقه مدل شده با – شکل ٣
ک
٢-مدل قاب معادل دیواربرشی کوپله…………………………………………….. ۶٠ – شکل ٣
٣-تغییرات جابجایی بام نسبت به نسبت پیوند…………………………………… ٧٠ – شکل ٣
۴-تغییرات پریود طبیعی سازه نسبت به نسبت پیوند……………………………. ٧٠ – شکل ٣
۵-تغییرات لنگر وارد بر دیوار نسبت به نسبت پیوند………………………….. ٧٠ – شکل ٣
۶-تغییرات نیروی محوری وارد بر دیوار نسبت به نسبت پیوند………………. ٧١ – شکل ٣
٨-مشخصات هندسی مدل سازه ١٢ طبقه……………………………………….. ٧٢ – شکل ٣
٩-توزیع نیروی جانبی درطبقات………………………………………………… ٧۵ – شکل ٣
١٠ مدل تحلیلی دیوار برشی……………………………………………………… ٧۵ – شکل ٣
١١ -نمودار رفتار آرماتور……………………………………………………….. ٧۶ – شکل ٣
١٢ -نمودار رفتار فولاد…………………………………………………………… ٧۶ – شکل ٣
٧٧………………………………………..[ ١٣ -نحوه معرفی رفتار فشاری بتن[ ۱۷ – شکل ٣
٧۴…………………………………………………..[ ١۴ -مدل رفتار کشش بتن[ ۱۷ – شکل ٣
٧۴…………………………………………………..[ ١۵ -مدل رفتار فشاری بتن ۱۷ – شکل ٣
١۶ -شکل تغییر شکل یافته دیوار با تیر پیوند بتنی…………………………….. ٧۵ – شکل ٣
١٧ -شکل تغییر شکل یافته دیوار با تیر پیوند فولادی…………………………. ٧۵ – شکل ٣
١٨ -نمودار جابجایی در مقابل برش پایه دیوار با تیر پیوند بتنی……………… ٧۶ – شکل ٣
١٩ -نمودار جابجایی در مقابل برش پایه دیوار با تیر پیوند فولادی………….. ٧۶ – شکل ٣
٢٠ -مقایسه رفتار تیر پیوند بتنی وفولادی………………………………………. ٧۶ – شکل ٣
٧٨………………………………………………………١٢- ٢١ -تیر پیوند طبقات ٧ – شکل ٣
٧٨ ………………………………………………………۶- ٢٢ -تیر پیوند طبقات ١ – شکل ٣
١-نمودار رفتار آرماتور………………………………………………………… ٨٠ – شکل ۴
٢-نمودار رفتار فولاد…………………………………………………………… ٨٠ – شکل ۴
٨١……………………………………………..[ ٣- معرفی رفتار فشاری بتن[ ۱۷ – شکل ۴
٨١……………………………………..[ ۴- نمودارهای رفتاری بتن در کشش[ ۱۷ – شکل ۴
٨١…………………………………………………….[ ۵- جزییات دیواربرشی[ ۶ – شکل ۴
٨۶…………………………………………..[ ۶ – تصویر شماتیکی از آزمایش[ ۶ – شکل ۴
٨٣……………………………………………………….[ ٧-تاریخچه بارگذاری[ ۶ – شکل ۴
٨-مدل مش بندی شده …………………………………………………………. ٨٣ – شکل ۴
٩- مدل آرماتور در دیوار……………………………………………………… ٨٣ – شکل ۴
ل
١٠ – خرد شدگی بتن…………………………………………………………….. ٨۴ – شکل ۴
٨۵……………………………………………………………………… ١١ -نمونه ١ – شکل ۴
٨۵……………………………………………………………………… ١٢ -نمونه ٢ – شکل ۴
٨۶……………………………………………….. ١٣ -مدل مش بندی شده نمونه ١ – شکل ۴
٨۶……………………………………………….. ١۴ -مدل مش بندی شده نمونه ٢ – شکل ۴
١۵ -تیر پیوند بدون سخت کننده…………………………………………………. ٨٧ – شکل ۴
١۶ -تیر پیوند با سخت کننده……………………………………………………. ٨٧ – شکل ۴
٨٨…………………………………………….. ١٧ -رفتار هیسترزیس تیر نمونه ١ – شکل ۴
٨٨……………………………………………… ١٨ -رفتار هیسترزیس تیر نمونه ٢ – شکل ۴
٨٨……………………………………….[ ١٩ -رفتار هیسترزیس تیر نمونه بتنی[ ۶ – شکل ۴
٨٩………………………………………………….. ٢٠ -انرژی تلف شده نمونه ١ – شکل ۴
٨٩………………………………………………….. ٢١ -انرژی تلف شده نمونه ٢ – شکل ۴
٢٢ -مقایسه انرژی تلف شده در دو نمونه……………………………………… ٨٩ – شکل ۴
٢٣ – مقایسه انرژی تلف شده در دو نمونه فولادی ونمونه بتنی…………….. ٩٠ – شکل ۴