بخشی از مقاله
چکیده :
عدم شکل پذیری مناسب همواره یکی از بزرگترین معایب در مهاربندهای ضربدری بوده است. مطابق آئین نامهها در نحوه اتصال بادبند به ورق گاست تمهیداتی جهت افزایش شکل پذیری در سیستم مهاربندی ضربدری صورت گرفته که در نتیجه آن محا سبه نیروهای اتصال ورق گاست به تیر و ستون اهمیت زیادی پیدا کرده است. در آئین نامه اتصالات چهار روش جهت محاسبه این نیروها ارائه گردیده، که مبنای این روشها تجزیه نیروها بر اساس شکل هندسی اتصال می باشد.
در این تحقیق با استفاده از نرم افزار ANSYS قابهای مختلف با مهاربندهای ضربدری مدل شده و عملکرد ستونها و تاثیر آنها در میزان جذب انرژی کل سازه توس نرم افزار ANSYS بررسی شده است و در نهایت روشهای مطرح شده در آئین نامه با روش اجزاء محدود مقایسه میگردد.نتایج بررسی ها نشان می دهد که روش تورنتون - نیروی یکنواخت - دقیق ترین روش جهت محاسبه نیروهای اتصال ورق گاست به تیر و ستون می باشد و پس از آن روش آستانه اصل نیز از دقت خوبی برخوردار است.
روش تجزیه نیروها با خطای قابل ملاحظه ای همراه است. در این تحقیق با در نظر گرفتن پارامترهایی نظیر ابعاد دهانه در روش تورنتون، این روش اصلاح شده که نتایج حاصل از روش تورنتون اصلاح شده،10 درصد کاهش خطای محاسبات را نشان می دهد .همچنین با توجه به تغییرات اعضای قابهای مدل شده جداولی جهت تعیین نیروهای اتصال ورق گاست به تیر و ستون ارائه گردیده است که می توان با بدست آوردن ضرایب از جدول ، نیروهای اتصال را بدست آورد.
مقدمه :
سیستم های مهاربندی همگرا از متداولترین سیستم های باربر جانبی هستند. سیستم های مهاربندی همگرا که معروفترین آنها سیستم مهاربندی ضربدری یا X شکل است از مفید ترین سیستم ها برای کنترل تغییر مکان ایجاد شده در برابر بارهای جانبی هستند.امروزه استفاده از مهاربندی ضربدری برای مقاوم سازی سازه ها در برابر زلزله ها، بخصوص در مورد ساختمانهای بلند رواج زیادی یافته که از جمله دلایل آن می توان به سختی زیاد این مهاربندها و نیز دلایل اقتصادی اشاره نمود.
سیستمهای قاب مهاربندی، در ابتدا با افزایش زیاد نیروی محوری در المانهای مشخص، در برابر بارهای جانبی مقاومت می کنند و تنها در صد کمی از بارهای جانبی وارده بوسیله عملکردهای خمشی و یا انعطاف پذیر در اتصالات قابهای خمشی تحمل می گردند. قاب مهاربندی شده سیستمی برای بهبود بازده قاب خمشی بوسیله حذف عملکرد خمشی و اضافه کردن یک سیستم خرپائی طره ای می باشد. در این حالت، برش وارده در ابتدا توس اعضای قطری جذب می شود و نه تیرها. این اعضای قطری، برش را مستقیما بصورت نیروی فشاری و یاکششی تبدیل کرده و به سیستم قائم انتقال می دهند به همین دلیل دانشمندان و محققین زیادی برروی رفتار این مهاربندها مطالعه نموده اند.
در اکثر این مطالعات فرض بر این بوده که ستونها آنقدر قوی می باشند که قادر به تحمل بارهای وارده بوده و لذا بیشتر بررسی ها برروی رفتار مهاربندها بصورت مجزا از سایر اعضای سازه متمرکز گردیده است. با شناخت دقیق نیازهای یک سازه جهت مقابله با نیروهای رفت و برگشتی مثل زلزله و تامین آنها در مرحله طراحی، امکان افزایش ایمنی در سازه فراهم می آید. اصلی ترین نیاز هر سازه مقاومت آن است که به کمک آن با عوامل خارجی نظیر زلزله مقابله کرده و پایداری خود را حفظ می کند.بعد از مقاومت دومین نیاز لرزه ای هر سازه سختی آن است. این عامل نیز در کنترل تغییر شکل های سازه نقش مهمی دارد.
اهمیت این موضوع بخصوص در ساختمانهای چند طبقه که تفاوت تغییر مکان های طبقات مجاور آن - تغییر مکا نهای نسبی طبقات - عامل تخریب در اجزاء غیر سازه ای می باشد، بیشتر است.برای مقابله با زلزله های شدید به سازه اجازه داده می شود تا وارد محدوده غیر ارتجاعی گردد و با تغییر شکل غیر ارتجاعی خود انرژی جذب کند، بنابر این یکی از نیازهای سازه مقابله با زلزله های شدید شکل پذیری آن است. معمولا دو عامل سختی و شکل پذیری رابطه مستقیمی با هم ندارند و تقویت هر یک باعث تضعیف دیگری می شود.
بررسی و تحلیل نیروهای اتصال :
الف - قابهایی با ابعاد مختلف به همراه اتصالات آنها تحلیل و سپس طراحی گردیدند.
ب - بر اساس نیروهای وارده از طرف بادبند به ورق اتصال، نیروهای اتصال به تیر و ستون توس روشهای آئین نامه اتصالات محاسبه شدند.
ج - قابهای طرح شده توس نرم افزار اجزاء محدود مدل شده و سپس تحلیل میشود و نتایج به دست آمده از روش اجزاء محدود ثبت گردیدند.
د - میزان خطای حاصله از روشهای آئین نامه اتصالات در مقایسه با روش اجزاء محدود برای هر مورد اتصال محاسبه و نمودارهای آن ارائه شدند.
ه - با تغییر اعضاء قاب و تحلیل آن، تاثیرات هر یک از اعضا بر تغییرات نیروهای اتصال ورق گاست به تیر و ستون بررسی گردید.
مطالعات موردی :
در این تحقیق جهت بررسی و مقایسه نتایج حاصل از روش های مطرح شده در آئین نامه اتصالات با روش اجزای محدود 8مورد در اتصال در قابهایی با مشخصات متفاوت توس نرم افزار Ansys مدل شده و مورد بررسی قرار گرفته اند پارامترهای هندسی ورق های اتصال معرفی شده اند برای هر مورد در جدول - 1 - و مشخصات اعضا قابهای مدل شده در جداول - 2 - و - 3 - درج گردیده است.
