نوع فایل: word
قابل ویرایش 160 صفحه
چکیده:
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.
مقدمه:
نظر به اینکه اقتصادی بودن هر پروژه، رکن اساسی طرح بوده لذا مهندسین محاسب و طراح در محاسبات سازه‌ها و دستگاه‌های مکانیکی به بحث و تحلیل مسائل در حالت خمیری (پلاستیک) می‌پردازند و همچنین در سازه‌ها با توجه به بارهای رفت و برگشتی زلزله سازه ها باید بتوانند انرژی زیادی هدر دهند (جذب کنند) یا به عبارت دیگر باید سازه ها شکل پذیر باشند تا در اثر بارگذاری دینامیکی ، سازه گسیخته نشود. به نظر می رسد که این دو مهم بدون استفاده از کامپیوتر تقریباً غیرممکن است با توجه به نوع ساختار وسایل مکانیکی می توان پس از ساخت آنها را تحت تست آزمایشگاهی قرار داد ولی در مورد سازه ها این مطلب کاملاً صادق نیست لذا نرم‌افزارهای معتبر می توانند پیش بینی قابل قبولی به ما بدهند هدف این پروژه تطبیق نتایج آزمایشگاهی با نتایج نرم افزار به روش المان های محدود و مقایسه رفتار هیسترزیس ستونهای با مقطع I شکل و ستونهای بست دار معادل است. اینگونه به نظر می رسد که ساخت اجرای ستونهای بست دار نسبت به ستون با مقطع I شکل اقتصادی است. ولی با توجه به مقایسة میزان جذب انرژی ستونهای I شکل و بست دار که از مطالعة رفتار هیسترزیس این دو نوع ستون فولادی به دست می‌آید می توان از زاویة دیگری بر اقتصادی بودن مقاطع بست دار هنگام زلزله نگاه کرد.
فهرست مطالب:
فصل اول
خلاصه
مقدمه
رفتار خمیری ( پلاستیک)
مقدمه
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
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
منابع ومأخذ:
مجتبی ازهری، سید رسول میرقادری، اردیبهشت 1384، طراحی سازه های فولادی.
شاپور طاحونی، چاپ هشتم، طراحی سازه های فولادی
شعبانعلی پوردار، تیر 1380 مقاومت مصالح پیشرفته.
کلاوس یورگن باته.، 1385 ، روش های عناصر محدود ترجمه کریم عابدی.
الکساندر مندلسون، 1357، پلاستیسه یا حالت خمیری اجسام، ترجمه نورالدین شهابی
فهرست منابع لاتین:
Mitani , J., Makino , M. and Matsui, C., “Empirical Formula for Plastic Rotation capacity of steel Beam-Columns with H-Shaped Cross Section”, Proc. Pacific Structural Steel Conference, Vol. 2, pp.283-382, Auckland, 1986.
Popov, E.P., Bertero, V.V. and Chandramoulli , S., “Hysteretic Behaviour of Steel Columns” , Report No. UCB/EERC 75-11, Earthquake Engineering Research Centre , College of Eng., Univ. of California, Berkeley, Cal. (1975).
Popov, E.D. and Pinkney, R.B., “Reliability of Steel Beam-to-Column Connections Under Cyclic Loading” , Proc. 4th WCEE, 1969, Santiago , Chile, B-3 , pp.15-30.
Lukey, A.F. and Adams, P.F., “Rotation Capacity of Beam Under Moment Gradient” , Proc. ASCE, Vol. 95, No. ST6, June 1969, pp.1173-1188.
Climenhaga , J.J. and Johnson, R.P., “Moment-Rotation Curves for Locally Buckling Beams, Proc. ASCE, Vol. 98, No. ST6, June 1972, pp.1239-1254.
Vann, W.P., Thompson , L.E., Whally, L.E. and Ozier , L.D., “Cyclic Behaviour of Rolled Steel Members” , Proc. 5th WCEE , Vol. 1, Rome, 1973.
Mitani, I., Makino , M. and Matsui , C., “Influence of Local Buckling on Cyclic Behaviour of Steel Beam-Columns”, Proc. 6th World Conf. on Earthquake Eng., New Delhi , India , Vol.3, 1977, pp.3175-3780.
Butterworth , J.W. and Spring, K.C.F., “Column Design” , Section D-NZNSEE Study Group for the Seismic Design of Steel Structures; Bull NZNSEE, Vol. 18, No. 4, December 1985, pp.344-350.
MacRae , G.A., Walpole , W.R. and Carr, A.J., “Inelastic I-Shaped Beam-Columns in Earthquake-Resistant Structures”, Proc. Pacific Structural Steel Conference , Brisbane, May 1989.
Specification for Structural Steel Buildings-Load and Resistance Factor Design, American Institute of Steel Construction, September 1,1986.
MacRae, G.A. and Carr, A.J. , “Capacity Design of Steel Moment Resisting Frames” , Proc. Pacific Conference on Earthquake Engineering , New Zealand, 5-8 August 1987, pp.47-69.
Clifton, G.C., 1987. “Seismic Design procedures for Ductile Structural Steel Moment Resisting and Eccentrically Braced Frames”, Proc. Pacific Conference on Earthquake Engineering, Wairakei , New Zealand, Vol. 2, p.25.
Lay, M.G., “Flange Local Buckling in Wide-Flange Shapes”. Journal of the Structural Division, ASCE, ST6, Dec. 1965, pp.95-116.
Bertero, V.V. and Popov, E.P. , “Effects of Large Alternating Strains on Steel Beams” , Journal of the Structural Division, ASCE, Vol. 91, ST1, Feb. 1965.
Carpenter, L.D. and Lu, L.W., “Behaviour of Steel Frames Subjected to Repeated and Reversed Loads” , International Association for Bridge and Structural Engineering. Eighth Congress , New York, Sept. 9-14, 1968, pp.647-656.
Lu, L.W., “Inelastic Buckling of Steel Frames” , Journal of the Structural Division , ASCE, St6, Dec. 1965.
Yamada , M., “Effect of Cyclic Load on Buildings”, State of Art Report No. 1, Technical Committee 18, International Conference on planning and Design of Tall Buildings , Lehigh University, Bethlehem, p. (1972).
Bleich F. “Buckling Strengh of Metal Structures.”. Second Edition, McGraw-Hill Book Company , New York, 1952.
Timoshenko Sp, Gere JM. “Theory of Elastic Stabiliyty”. Second Edition, McGraw-Hill Book Company , New York, 1961.
Duan L, Reno M, Uang C. “Effect of Compound Buckling on Compression Strength of Built-up Members. “Engineering Journal 2002; 39(1): 30-37.
Diptiranjan SAHOO and Durgesh C.RAI, BATTENED BUILT-UP BEAM-COLUMNS UNDER CYCLIC LOADS, 13thWorld Conference on Earthquake Engineering Vancouver , B.C. , Canada, August 1-6 , 2004, Paper No.67
“Guidelines for Cyclic Seismic Testing of Components of Steel Structures.” Applied Technology Council, Redwood city, CA, USA, 1992.
Chen WF, Sohal I. “Plastic Design and Second Order Analysis of Steel Frames.” Springer and Verlag, New York Inc. 1995.
Rai DC. “Slow Cyclic Testing for Evaluation of Seismic Performance of Structural Components.” ISET journal of Earthquake Technology 1995; 38(1):31-55.
Bazant ZP, Cedolin L. “Stability of Structures.” Oxford University Press, New Yourk, NY, 1991.
Englekrik R. “Steel Structures Controlling Behavior Through Design.” John Wiley & Sons, New York, NY, 1994.
Galambos TV. “Guide to Stability Design Criteria for Metal Structures.” , Fourth Edition, Wiley-Interscience, New York, NY, 1988.
Salmon CG, Johnston JE. “Steel Structures Design and behaviour.” Third Ed., Harper Collins Publishers Inc., 1990.
Trahair NS, Bradford MA. “The Behaviour and Design of Steel Struchtures.” Second
پروژه حل کامپیوتری (عددی) رفتار هیسترزیس ستون های I شکل و ستونهای بست دار. doc
.jpg)
