پایان نامه قابلیت اعتماد و نیروی کشش

شکل (3-9) نقاط مشخصه سطوح مختلف عملکرد اعضای سازه‌ای با توجه به منحنی نیرو – تغییر مکان جانبی در سازه شکل پذیر.[45]
شکل (3-10) سطح عملکرد سازه‌ای[45]
3-5- بررسی رفتار لرزه‌ای و غیر خطی مهاربند زانویی:
در بحث رفتار لرزه‌ای یک سازه شکل‌پذیری می‌تواند تعاریف متفاوتی به خود بگیرد. شکل‌پذیری در واقع خاصیتی از یک سازه است که اگر بخواهیم در سطح یک المان کششی تعریف کنیم، عبارت است از طول نقطه گسیختگی به طول نقطه جاری شدن و در سطح یک المان کششی به ماده تشکیل دهنده و هندسه المان بستگی داشته و ربطی به سختی المان ندارد. برای توجیه این امر دو میله با طول ثابت و از یک جنس(فولاد) با سطح مقطع متفاوت(سختی مختلف) در نظر گرفته و تحت اثر نیروی کشش قرار می‌دهیم.
I
II
شکل (3-11) میله فولادی با سطح مقطع متفاوت
از آنجایی که سطح مقطع میله دوم دو برابر میله اول است پس در واقع نیروی لازم برای جاری شدن نیز دو برابر شده(سختی دو برابر شده) ولی با این حال با افزایش سختی تغییری در شکل‌پذیی المان ایجاد نشده است چون که طول نقطه جاری شدن و نقطه گسیختگی در هر دو المان یکی است.
(3-9)
شکل (3-12) نمودار تغییر شکل میله‌های فولادی
حال اگر با همین مقاطع طول‌ها را افزایش دهیم در هر دو المان تغییر کرده و در نتیجه شکل‌پذیری المان تغییر خواهد کرد. حال اگر همین نتیجه را به کل سازه تعمیم دهیم می‌توانیم نتیجه بگیریم اگر در یک سازه با حفظ هندسه کلی سازه ابعاد تمام المان‌ها را از لحاظ سطح مقطع و ممان اینرسی و لنگر جاری شدگی و لنگرهای گسیختگی به یک نسبت افزایش دهیم هیچ تغییری در شکل‌پذیری المان ایجاد نمی‌شود ولی این امر باعث افزایش یا کاهش سختی المان می‌شود که تأثیر به سزایی در مقدار نیروی وارده به سازه داشته و در نتیجه می‌تواند حاصل را تحت تأثیر قرار دهد. با توجه به بررسی‌های صورت گرفته مشخص شده است که پارامترهای مختلفی در شکل‌پذیری سازه‌ها مؤثرند. از جمله می‌توان به مشخصات هندسی عضو زانویی تیروستون (…, A, I) لنگر جاری شدن اعضاء، هندسه سازه از قبیل ارتفاع و پهنا و نسبت بین آن‌ها سطح مقطع بادبند و تنشی که بادبند در آن کمانه می‌کند. تنش جاری شدن و مدول الاستیسیته فولاد مصرفی و … اشاره کرد.
رفتار غیر خطی مهاربند زانویی را تحت بارگذاری جانبی با مدهای تسلیم خمشی و برشی تعیین کرده است. با توجه به شکل (3-13) زمانی که بار جانبی به طور تدریجی افزایش می‌یابد سه مفصل پلاستیک بر روی عضو زانویی ایجاد می‌شود. از این رو کل سختی جانبی سازه از k به k0 تغییر می‌یابد و سرانجام یک مفصل پلاستیک بر روی قاب اصلی در نقطه D بوجود می‌آید. از آنجا که شکل و حالت تعلیم سیستم مهاربند KBF به طور بهینه انتخاب گردیده است سه مفصل پلاستیک تقریباً‌ همواره بر روی عضو زانویی رخ می‌دهد. [29]
(شکل 3-13) مهاربند زانویی و نمودار نیرو تغییر مکان[17]
سیستم زانویی به عنوان یک سیستم شکل‌پذیر شناخته می‌شود که می‌تواند انرژی زلزله را به میزان قابل توجهی مستهلک کند. امّا قابلیت این سیستم در شکل‌پذیری زمانی به حداکثر میزان خود می‌رسد که ضوابطی برای طراحی اعضاء و مقاطع و همچنین نحوه اتصال بادبند به زانویی وضع شود.
3-6- مروری بر سیستم غیر فعال مهاربند زانویی:
چهار روش اصلی جهت طراحی در برابر خطرهای زمین‌لرزه شامل جداگرهای لرزه‌ای سیستم فعال، سیستم ارتعاش تنظیم شده و سیستم میرای غیر فعال می‌باشند. جداگرهای لرزه‌ای بسیار مؤثر ولی در عین حال گران و تنها برای سیستم‌های ایستای آزاد می‌باشد. سیستم‌های فعال برای حفاظت لرزه‌ای بسیار پیچیده هستند و قابلیت اعتماد آنها می‌تواند زیر سوال رود. جذب کننده‌های ارتعاش تنظیم شده نیازمند جرم‌های قابل حمل بسیار بزرگ و مکان‌هایی جهت استقرار آن‌ها می‌باشد.
در این قسمت توجه خاصی به میراگرهای سازه‌ای هیستریک که دارای مزایایی از قبیل سادگی و الزامات نگهداری ساده‌تری می‌باشد شده است. مشخصات سازه‌هایی که شامل میراگرهای سازه‌ای هیستریک می‌باشد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است و قاب مهاربند زانویی KBF به عنوان یک شکل جالب ویژه از میراگرهای هیستریک شناخته شده است. برای ساختمان‌های میان مرتبه در نواحی لرزه‌خیز، استفاده از سازه‌های میرایی هیستریک و به ویژه قاب مهاربند زانویی بسیار سودمند می‌باشد.
3-7- مقطع و طول المان زانویی تسلیم شونده:
به عنوان یک نتیجه از مطالعه پارامتریک بورالا(1990) نشان داد که طول بهینه از یک المان زانویی ساخته شده برای یک اندازه متوسط از قاب مهاربندی بین 2/0 تا 35/0 برابر ارتفاع طبقه می‌باشد. [30]
برای یک طبقه با ارتفاع 3 متر این عدد بین 600 میلی‌متر و 1050 میلی‌متر می‌باشد. پژوهش او برای یک المان زانویی تسلیم شده در خمش بوده است و از آنجایی منحنی المان تسلیم شده در برش مشابه آنهایی است که در خمش تسلیم می‌شود طول بهینه از یک المان زانویی تسلیم شده در برش، انتظار می‌رود به صورت مشابه با حالت تسلیم شده در خمش باشد.
مقدار PM.y در المان زانویی به صورت روابط (3-10) و (3-11) تعریف می‌شود.
(3-10)
این نوشته در علمی ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.