مقاله تاثیر بادبند فلزی در سازه ھای بتنی

word قابل ویرایش
19 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان

تاثیر بادبند فلزی در سازه ھای بتنی

چکیده

برر سی زلز لهھای گذ شته در ک شور ن شان داده که ب سیاری از ساختمانھای بتن آرمه در برابر زلزله مقاومت کافی را ندارند.
روشهای مختلفی برای تقویت سازه بتن آرمه وجود دارد از جمله : دیوار برشی

و بادبند فلزی، ورق پوش کردن،پس تنیدگی و میانقاب ھا.که در بین این روشها

Ç ستفاده از بادب ند ف لزی م تداول تر ا ست و گا ھاٌ قاب خم شی به ھ مراه دیواربرشی وبادبند فلزی به کار میرود.
با افزایش مساحت بادبند مهار نیروی برش توسط قاب کاھش پیدا میکند و بعد از حد مشخصی نقش خاصی در جذب نیروی برشی زلزله ندارد، پس بررسی رفتار سازهھا ضروری است.

رفتار بادبند و قاب در طبقات پایین تقریبا مشابه بوده و جذب برش زلزله توسط ھر یک در طبقات پایین و میانی تقریبا برابر است.
به من ظور برر سی رف تار ترکی بی د یوار بر شی بادب ند ف لزی و ا ثرات م ساحت بادبند بر روی رفتار سازه بتنآرمه و درصد برش جذب شده و تغییر مکان جانبی سازه ، در اینجا ما یک سازه بتن آرمه ده طبقه در ۴ مرحله مورد تحلیل و بررسی قرار میدھیم.

در مرحله اول قاب خمشی تنها، مرحله دوم قاب و دیوار برشی و مرحله سوم قاب به ھمراه دیواربرشی و بادبند فلزی.
استحکام و پایداری ساختمان به اسکلت و سازه آن وابسته است . سازه یا استراکچر ھر بنایی دو وظیفه مهم را بعهده دارد . اولین وظیفه سازه اینست که در شرایط مختلف محیطی ھمچون سرما وگرما و باد و طوفان یا سیل و زلزله بتواند بنحو احسن پایداری و مقاومت داشته و در صورتیکه محل اسکان افراد و یا تجهیزات است بتواند ایمنی جانی و مالی ساکنین خود را تأمین کند. دومین وظیفه سازه اینست که با مفاھیم کاربردی و نیازھای معماری و زیبایی محیط اطراف ما ھماھنگ بوده و در عین خشونت و استحکام ذاتی خود انعطاف پذیری و ھمسانی داشته باشد.

کلید واژه

بادبند فلزی، ساختمان بتنی،سازه بتنی با بادبند فلزی، سازه بتنی،مهاربند فلزی.

-۱ مقدمه B Nazanin 14pt ) پررنگ)

در مرحله اول قاب خمشی تنها، مرحله دوم قاب و دیوار برشی و مرحله سوم قاب به ھمراه دیواربرشی و بادبند فلزی.
برای مطالعه پارامتری ، سازه بتن آرمه که دارای ۵ دھانه ۴ متری در جهـت X و ۴ دھانـه ٣ متـری در جهـت Y میباشـد انتخـاب گردیـده است.کاربری مسکونی، بار مرده کف ۶۵۰ kg/m2 ، بـار معـادل پارتیشـن ۱۵۰ kg/m2 و بار زنده طبقات و بام ۲۰۰ kg/m2 منظـور شـده است.گذاشـتن بادبندھا و دیواربرشی در جهـت X بـر روی محورھـای ١ و ۵ از لحـاظ مع ماری ا یراد ندارد.محل دیواربر شی و بادب ندھا ن یز در شکل (١) مشخص گردیده است.مقاومت فشـاری بـتن (نمونـه اسـتوانهای) f”c =2800

kg/cm2

در نظر گرفته شـده اسـت.تنش تسـلیم فولادھـای اصـلی fy = 3000kg/ cm2 و خاموتهــا fy = 2400 kg/cm2 منظــور شــده اســت.ارتفاع طیقــات ٣ متــر میباشد.سیستم باربر جانبی در جهت X (شرقی – غربی) ،سیسـتم مخـتلط قاب خمشی فضایی ،بادبند و دیواربرشی و در جهت Y (شمالی –جنـوبی) تنها قاب خمشی فضایی میباشد. برای بارگذاری از آیین نامه ۵١٩ و ٢٨٠٠ ایران و برای طراحی اعضای بتن آرمه ،آیـین نامـه ACI و بـرای اعضای فولادی از آیین نامه AISC استفاده میشود.

برای محا سبه بار زلز له ،از روش شبه ا ستاتیکی آ یین نا مه ٢٨٠٠ استفاده شده است.

سقفھا صلب فرض شدهاند. نیروی زلزله تنها در جهت X و طبق ترکیب دوم (٨٧.١ (E ٧۵.٠ به سازه اعمال شده است.

آنالیز در چهار مرحله صورت میگیرد. در مرحله اول آنالیز ، قاب سه بعدی تحت اثر بار قائم و ٢۵ درصد
نیروی زلزله قرار میگیرد. در اینجا اعضای قاب بتوانند افزودن بر بار قائم ، ٢۵ درصد نیروی زلزله را که طبق آیین نامه ٢٨٠٠ ایران توصیه میشود ، تحمل نماید( سازه .( F25 ھمچنین ، در این مرحله قاب بتن آرمه تحت بار قائم و ١٠٠ درصد نیروی زلزله قرار میگیرد( شکل ۳ سازه FWI ).ھدف این دو مرحله از آنالیز این است که ابعاد دیوارھا و تیرھا و ستونها به گونهای تعیین شوند که قاب بتوانند ٢۵درصد نیروی زلزله و دیوارھا ٧۵درصدی نیروی زلزله را تحمل نمایند تا طرح بهینه و اقتصادی باشد.

در مرحله سوم ، قاب به ھمراه دیوار برشی و بادبند ضربدری فلزی تحت اثر بار قائم و ١٠٠ درصد نیروی زلزله آنالیز شده و اثر متقابل دیوار برشی و بادبند فلزی بر روی قاب خمشی بتن آرمه بررسی شده است( شکل ۴ سازه (FWBI

در مرحله چهارم آنالیز ،قاب به ھمراه بادبند ضربدری بدون دیواربرشی تحت اثر بار قائم و ١٠٠ درصد نیروی زلزله واقع شده است و مساحت مورد نیاز بادبند فلزی برای تقویت ساختمان بتن آرمه موجود تعیین گردیده است.(شکل ۵ – سازه . (FBI

٢- حداکثر طول مقاله ۲۵ mm

در سازه F قاب بتنآرمه ، W دیوار برشی وB بادبند فلزی میباشد.

مرحله اول :

بعد از آنالیز سازهھا ،منحنی ھای تغییر مکان جانبی سازه در طبقات مختلف برای مرحله آنالیز در شکل (۶) نشان داده شده است در مرحله اول قاب سه بعدی تحت اثر بار قائم و ٢۵ درصد نیروی زلزله قرار گرفته است.

ھمانطور که از شکل شماره (۶) دیده میشود ، در سازه F25 قاب در مد برشی تغییر مکان داده است. بیشترین تغییر مکان در

طبقه دھم برابر ٢٣/۶ میلیمتر میباشد. مقادیر تغییر مکان و برش جذب شده توسط قالب برای این منظور محاسبه میشوند تا کمیت بادبند و یا دیوار برشی که باعث میشود قاب فقط ٢۵ درصد نیروی زلزله را تحمل کند، به دست آید. ابعاد ستونها و تیرھا در این مرحله به عنوان ملاک در مراحل بعدی به کار رفته است در این مرحله ھمچنین قاب به تنهایی تحت بار قائم و کل بار زلزله قرار میگیرد ( سازه (F100 .با توجه به شکل ۶ ،قاب بتن آرمه به صورت برشی تغییر شکل داده و تغییر مکان جانبی در طبقه دھم برابر ٩۴ میلیمتر میباشد که حدود چهار برابر با سازه F25 میباشد.

مرحله دوم :

در این مرحله قاب به ھمراه چهار عدد دیوار برشی در حالت ھای مختلف تحت بار قائم و ١٠٠ نیروی زلزله آنالیز شده و موارد زیر مورد بررسی قرار گرفته است.

شکل(٧) اثر ضخامت دیوار برشی بر روی درصد برش جذب شده توسط قاب را نشان می دھد. منظور از درصد برش جذب شده ، نسبت مقدار برشی که توسط ستونهای قاب یا بادبند در ھر طبقه تحمل می شود به کل برش وارده در ھر طبقه می باشد.

در اول سعی شد که جذب نیروی زلزله توسط قابها به اندازه ی ٢۵% باشد.اگر ضخامت دیوارھا بسیار کم منظور شود (در ھمه طبقات ٧ سانت – سازه (FW2 ،اگر چه قاب در طبقه پایین ٢۵% نیروی زلزله را

می برد ولی در بقیه طبقات جذب نیرو توسط قاب زیاد شده و تغییر مکان سازه نیز بسیار زیاد خواھد بود.

برای آنکه تغییر مکان سازه مرحله دوم با تغییر مکان قاب به تنهایی تحت اثر ٢۵% نیروی زلزله (F25) یکی شود، لازم است که ضخامت دیوارھا در پایین ٨٠ سانت و به ترتیب ھر دو طبقه ١٠ سانت کم شود و در طبقه دھم به ۴٠ سانت برسد که این ضخامت ھا اجرایی نیستند(.(FW3در این حالت اگر چه جذب نیرو ی

زلزله توسط قاب در طبقات حدودا ٢۵% است ولی در طبقه اول جذب نیرو توسط قاب حدود ۵% است(شکل٧) .
اگر ضخامت دیوارھا به صورت اجرایی و منطقی در نظر گرفته شوند (FW1) ، یعنی در پایین ضخامت دیوار ٢٠سانت و ھر دو طبقه ۵/٢ سانت برسد ، ھمانطور که از شکل (٧) مشاھده می شود سازه رفتار متعادلی از خود بروز می دھد.از آنجا که این حالت ملاک کار قرار گرفته است به شرح آن میپردازیم.

شکل (٨) اندرکنش قاب و دیواربرشی را در سازه (FW1) نشان می دھد.ھمانطور که در شکل پیداست قاب در پایین حدود ٣/١٣ % و دیوارھای برشی حدود ٧/٨۶ %از نیروی زلزله را جذب می کنند. جذب نیرو توسط قاب در طبقت دوم تا نهم بین ٣٠ تا ۶۵ % متغییر است . به علت اندرکنش قاب و دیوار ، دیوار رفتا خمشی دارد ،در بالا قاب به دیوار کمک می کند و ھمانطور که دیده می شود جذب نیرو توسط دیوار ۴۵- % است.

بدین معناست که نه تنها دیوار زلزله را جذب نمی کند بلکه تولید نیرویی در جهت نیروی زلزله می نماید.

به ھمین دلیل قاب در طبقه ذھم حدود ۵/١۴ درصد نیروی زلزله را جذب می نماید ، که چندان مناسب نیست.برای رفع این مشکل قرار بر این شد که دیوار درطبقات فوقانی قطع ردد.با این تحلیل ھا حالت زیر پدیدار گشت .(FW4)

شکل (٩) نشان می دھد که اگردیوار برشی در سه طبقه بالا قطع شود ( h*h/H = 0.7 ارتفاع طبقات قطع نشده دیوار و H ارتفاع کل ساختمان می باشد.) در ھیچ طبقه ای درصد جذب نیروی زلزله توسط دیوار برشی منفی نخواھد بود و کل زلزله در سه طبقه فوقانی توسط قاب تحمل می شود.اینروش اقتصادی تر می باشد واز لحاظ تغییر مکان نیز فرقچندانی مشاھده نمی شود.

مرحله سوم :

در این مرحله قاب به ھمراه دیوار برشی و بادبند ضربدری فلزی تحت اثر بار قائم و صد در صد نیروی زلزله قرار گرفته است و تاثیر بادبند و سطح آن بر روی رفتار یک ساختمان بتنآرمه که توسط دو عدد دیوار برشی در ھر طبقه تقویت شده است،بررسی میگردد.

در این قسمت به جای دو عدد دیوار برشیھای مرحله دوم ، دو عدد بادبند ضربدری در نظر گرفته شده است(شکل ۴) . در این مرحله سعی شده است که با تغییر دادن سطح بادبندھا یک بار تغییر مکان جانبی سازه با تغییر مکان بدست آمده از مرحله دوم و اول برابر گردد و در حالت دیگر جذب نیروی برشی توسط قاب در مرحله سوم و دوم یکسان شود.

نتایج آنالیزھای متعدد نشان میدھد که اگر برای تمامی مشخصات ، سازه FW1 استفاده شود و تنها برای بادبندھای ضربدری ،در طبقات اول و دوم از ناودانی ١۶ با مساحت ۴٨ سانتیمتر مربع و در طبقات سوم و چهارم از دو عدد ناودانی ١۴ با مساحت ۴١ cm2 و در طبقات پنجم و ششم از دو عدد ناودانی ١٢ با مساحت ٣۴cm2 و در طبقات ھفتم و ھشتم از دو عدد ناودانی با مساحت ٢٧ cm2

و در طبقات نهم و دھم از دو عدد ناودانی ١٠ با مساحت ٢٧ cm2 استفاده میشود،تغییر مکان مراحل سوم و دوم آنالیز

یکسان میشود ( سازهھای . (FW1 ,FWB1 شکل (٧) بیانگر این مطلب است.

ھمانطور که از شکل (١٠) دیده میشود حتی اگر مساحت یادبندھا ١٠ برابر شوند ( سازه (FWB4 تغییر مکان سازه در این مرحله نمیتواند با حالت مرحله اول ( ٢۵ درصد نیروی زلزله و قاب تنها ،سازه (F25 برابر شود. بنابراین میتوان نتیجه گرفت که اگر در یک سازه بتن آرمه تغییر مکان جانبی از حد مجاز تجاوز کند تا مقدار مشخصی مساحت بادبندھا میتواند موثر واقع شود و بعد از آن حد تاثیر چندانی بر روی رفتار سازه نخواھد داشت.ضمناٌ اگر بادبندی مورد استفاده قرار نگیرد ( سازه (FWB2 تغییر مکان جانبی به طور چشمگیری افزایش مییابد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 19 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد