دانلود پایان نامه
در اثر نیروهای جانبی، قاب به صورت یک تیر طرهای عمل میکند و به دلیل تغییرشکل محوری، ستونهای فشاری قاب کاهش طول پیدا می کنند و ستونهای کششی قاب افزایش طول پیدا می یابند. بررسیها نشان دادهاند که سهم این عامل حدود 20% کل تغییر شکل قاب خمشی میباشد. در شکل (3-1-a) تغییر شکل طرهای قاب خمشی نشان داده شده است. در این نوع تغییرشکل در ستونهای میانی تغییر شکل محوری ناچیزی ایجاد میشود و نیروی محوری این ستونها تقریباً برابر صفر است. در واقع ستونهای میانی در محل تار خنثای تیر طرهای معادل قاب خمشی قرار میگیرند و کرنش در آنها تقریباً برابر صفر است.

شکل3-1: رفتار قابهای خمشی در برابر بارهای جانبی [31]


این حالت که در شکل (3-1-b) نشان داده شده است در اثر خمش در تیرها و ستونها ایجاد میشود. در این حالت دوران اتصال باعث ایجاد خمش در تیرها و ستونهای متصل به آن میشود. در واقع تغییر مکان جانبی قاب در اتصالات به دوران تبدیل میشود. بنابر بررسیهای انجام شده سهم این عامل حدود 80% کل تغییر شکل قاب است.
با توجه به سهم قابل توجه خمش تیرها در مقدار تغییر شکل قاب خمشی (در برابر خمش ستون)، برای کنترل تغییر شکل قاب خمشی، تقویت تیرها به تقویت ستونها ارجحیت دارد. اما افزایش مقاطع تیرها در مقابل مقاطع ستونها نباید ما را از فلسفه تیر ضعیف ـ ستون قوی غافل کند.
به علت اثرات ثانوی بوجود آمده از تغییرشکل جانبی قابها، مقاومت یک قاب با افزایش بار قائم به دلیل اثر کاهش مییابد. بر این اساس در اکثر آییننامهها ضوابطی برای کنترل این اثر ارایه شده است. در آییننامههای جدید به جای کنترل تغییر مکان الاستیک، تغییر مکان غیر الاستیک کنترل میشود. اثرات نقش قابل توجهی در افزایش تغییرمکانهای جانبی قاب خمشی ایفا میکنند. بنابراین در تحلیل قابهای خمشی حتماً باید اثرات لحاظ شوند. در این پژوهش در طراحی تمامی قابها اثر منظور شده است.
3-3: مفصل پلاستیک در قاب های خمشی
در طراحی قابهای خمشی و به منظور شکلپذیری ویژه فلسفه طراحی تیر ضعیف–ستون قوی باید مد نظر قرار گیرد. یعنی تناسب بین سختی تیرها و ستونها طوری رعایت شود که تغییر شکلهای غیر ارتجاعی و مفصلهای پلاستیک در تیرها ایجاد شوند و در ستونها مفصل پلاستیک ایجاد نشود تا به این طریق از تمرکز تغییر شکل در یک طبقه خاص جلوگیری شود. بنابراین در طراحی بر مبنای فلسفه تیر ضعیف- ستون قوی باید ستونها در حالت ارتجاعی باقی بمانند و تیرها زودتر از ستونها تسلیم شوند و با شکلپذیری مناسب خود انرژی زلزله را مستهلک کنند..
با توجه به اینکه در این پژوهش قابها با ضوابط قاب خمشی متوسط (سازههای با شکلپذیری متوسط) مطابق ضوابط ASCE08 و با روش ضرایب بار و مقاومت ACI طراحی میشوند و در این سیستمها کنترل این ضابطه ضروری نیست امکان تشکیل مفاصل پلاستیک در ستونها نیز وجود دارد که این مطلب در هنگام مدلسازی رفتار غیرخطی ستونها رعایت شده است.
تغییر شکلهای غیرخطی قابهای خمشی در نواحی مختلفی از سازه رخ میدهند. در کرنشهای غیر الاستیک بالا این نواحی می توانند به مفصل تبدیل شوند که این مفاصل قابلیت تحمل دورانهای زیاد با نیروی تقریباً ثابتی را دارند. نواحی فوق معمولا در انتهای تیرها و ناحیه چشمه اتصال میباشند.
3-4: معرفی قابها
مدل های انتخاب شده برای تحلیل را در این قسمت از نظر سیستم های باربری و مشصات مصالح به کار رفته معرفی می کنیم.
3-4-1: سیستمهای باربر
سیستم انتقال بار ثقلی (سقفها) از نوع سقف مرکب (با ارتفاع حداکثر40 سانتیمتر) میباشد. در سیستم باربر جانبی از قاب خمشی بتنی متوسط با مقاطع مربعی استفاده شده است. این قابها دارای 3 طبقه و 3 دهانه میباشند که طبقه همکف پیلوت و سایر طبقات، کاربری مسکونی دارند.
3-4-2: مشخصات فیزیکی و مکانیکی مصالح
مشخصات فیزیکی مصالح استفاده شده در مدلسازی و طراحی در جدول (4-1) آورده شده است.
جدول3-1: مشخصات فیزیکی مصالح در مدل ها
تنش تسلیم فولاد 2400kg/cm2 چگالی فولاد 7850kg/m3
تنش گسیختگی فولاد 3600kg/cm2 چگالی بتن 2450kg/m3