دانلود,بررسی پاورپوینت اثرات المانهای مرزی بر روی رفتار لرزه ای دیوار های برشی فولادی ,pptx
 
بخشی از مطلب  
 
1 ابعاد ساختمان و بارگذاری
ساختمان مورد نظر، یک ساختمان دو طبقه فولادی با ابعاد 40 متر در 32 متر است که پلان آن در شکل 5-1 نشان داده شده است. ارتفاع طبقات اول و دوم، به ترتیب برابر 4000 و 3950 میلیمتر می باشد. در جهت شمالی جنوبی، از دو دیوار برشی فولادی با عرض دهانه 5 متر استفاده شده است. پس از اعمال بارگذاری ثقلی، با استفاده از روش استاتیکی معادل آئین نامه FEMA 450، برش پایه محاسبه گردید. برش پایه به دست آمده KN 2011 می باشد که با توزیع نیرو در ارتفاع، نیروی جانبی طبقات اول و دوم، به ترتیب برابر است با 4/667 و 6/1343 کیلونیوتن. برای تعیین نیروی وارد بر هر دیوار، از اثر سختی قاب خمشی، صرفنظر شده است. این فرض به این دلیل صورت گرفته است که سختی قاب خمشی در مقایسه با دیوار، ناچیز است.
 
 
شکل 5-1 -  پلان ساختمان جهت طراحی مدل اصلی
 
5-2-2 روند طراحی نمونه
برای نیروهای بدست آمده از روش استاتیکی معادل، طراحی نمونه اصلی با استفاده از روش زیر صورت می گیرد:
گام 1 : فرضی مناسب برای زاویه تشکیل میدان کششی در ورق جان (α) در طبقات اول و دوم، در نظر گرفته می شود.
گام 2 : با فرض اینکه 75 درصد نیروی جانبی توسط دیوارهای برشی فولادی تحمل می شوند، با استفاده از رابطه زیر، ضخامت ورق فولادی در هر طبقه بدست می آید:
                                                                                                    5-1    
پارامترهای بکار رفته در رابطه 5-1 عبارتند از:
Vi : برش طبقه i 
fypi : تنش جاری شدن ورق جان در طبقه i
L : عرض دهانه دیوار
αi : زاویه تشکیل میدان کششی در طبقه i
گام 3 : مقطع اعضای قاب پیرامونی، فرض می شوند.
گام 4 : زاویه تشکیل میدان کششی را با استفاده از رابطه 17-2 آئین نامه AISC تعیین می کنیم. در صورتی که به مقدار در نظر گرفته شده در گام 1 نزدیک باشد، طراحی ادامه می یابد و در غیر اینصورت به گام 1 باز می گردیم و روند را تکرار می کنیم.
گام 5 : مؤلفه قائم وارد بر المان مرزی افقی را که در اثر جاری شدن ورق جان ایجاد می شود، با استفاده از رابطه 5-2 تعیین می کنیم:
wybi = fypi twi (cosαi)2                                                                                 5-2
گام 6 : با استفاده از آئین نامه FEMA 350 اتصال RBS، با استفاده از نیروی یکنواخت قائم بدست آمده از رابطه 5-2، طراحی می گردد.
گام 7 : برای تعیین نیروهای طراحی المان های مرزی، یک آنالیز استاتیکی غیرخطی بر روی مدل نواری صورت می گیرد.
گام 8 : با استفاده از روابط طراحی LRFD تیرها و ستون ها، مقاطع در نظر گرفته شده، کنترل می شوند. اگر کلیه مقاطع مناسب بودند، طراحی ادامه می یابد. در غیر اینصورت گام 3 تکرار می گردد.
گام 9 : مقاومت بدست آمده از آنالیز پوش اور با برش پایه مقایسه می شود.
 
5-2-3 نتایج طراحی نمونه
5-2-3-1 ورق جان
بر اساس روند طراحی گفته شده در بخش قبل، ضخامت حداقل مورد نیاز ورق های جان در طبقات اول و دوم، به ترتیب برابر 3 و 2 میلیمتر بدست می آید.
 
5-2-3-2 اعضای قاب پیرامونی
بعد از تعیین ضخامت ورق، طراحی قاب پیرامونی طوری صورت می گیرد که المان های مرزی، تحت حداکثر نیروی وارد بر سیستم در اثر جاری شدن ورق، در ناحیه الاستیک باقی بمانند. برای تعیین لنگرهای خمشی، نیروهای برشی و محوری حداکثر در اعضای مرزی، آنالیز پوش اور بر روی مدل نواری با استفاده از نرم افزار Sap 2000 صورت گرفت. نتایج طراحی، منجر به انتخاب مقطع H550x20-350x30 برای ستون ها و مقطع H450x15-300x25 برای تیرهای طبقه اول شد.
 
5-2-4 مشخصات مصالح
فولاد به کار رفته برای قاب پیرامونی، از نوع A572 Gr.50 با تنش جاری شدن kg/cm2  3450 و فولاد به کار رفته در ورق جان، از نوع ASTM A36 با تنش جاری شدن  kg/cm2 2400 می باشد.
 
5-2-5 اتصالات RBS
ویان و برونئو در آزمایشات سال 2005 نتیجه گرفتند که برای نیروهای میدان کششی، به کار بردن اتصالات RBS در المان های مرزی افقی، منجر به طراحی بهینه این المان ها و کوچکتر شدن سطح مقطع مورد نیاز این المان ها می شود. علاوه بر این، این نوع اتصالات باعث تضمین رفتار شکل پذیر دیوار برشی فولادی می شوند. اتصالات RBS با توجه به ضوابط FEMA 2000 (به عنوان مثال، محدودیت حداکثر کاهش عرض بال برابر با 50 درصد است.)، طراحی شدند. مشخصات اتصالات RBS در شکل 5-2 نشان داده شده است.