مقاله سیستم قابهای با مهاربندی زیپی معلق- معرفی و روشهای طراحی

اختصاصی از کوشا فایل مقاله سیستم قابهای با مهاربندی زیپی معلق- معرفی و روشهای طراحی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

نام محصول: مقاله سیستم قابهای با مهاربندی زیپی معلق- معرفی و روشهای طراحی

فرمت : word

تعداد صفحات : 7

زبان : فارسی

سال گردآوری : 94

مقدمه :

قابهای فولادی با مهاربندی­های همگرا، سازه­هایی اقتصادی و موثر در مقابله با بارهای جانبی هستند. قاب­های Chevron یا IVBF یک نوع قاب با مهاربندی هم مرکز معمولی (OCBF) هستند که در آن محورهای مرکزی اعضا یک سیستم خرپای قائم را تشکیل می­دهند تا در مقابل نیروهای جانبی مانند زلزله مقاومت نمایند. این مهاربندی امکان تعبیه بازشو در وسط دهانه را میسر می­سازد و به این دلیل نسبت به سایر مهاربندی­های همگرا ترجیح داده می­شود، شکل 1. در چند سال گذشته به افزایش ظرفیت استهلاک انرژی و انعطاف­پذیری سازه­ها در مناطق زلزله­خیز اهمیت زیادی داده شده است. روشهای طراحی برای نوع جدیدی از قاب مهاربندی شده، تحت عنوان قاب مهاربندی شده هم مرکز ویژه (SCBF) ابداع گردیده است (Goel 1992, Bruneau et al 1998). با بکارگیری این روشهای طراحی، عملکرد قاب­های مهاربندی شده V معکوس ویژه (SIVBF) نسبت به قابهای مهاربندی شده V معکوس معمولی (OIVBF) با محدود کردن نسبت عرض به ضخامت، نزدیک کردن فاصله بین لقمه­ها و طراحی دقیق اتصالات انتهایی (صفحات پشت بند) اعضای بادبندی، بهبود یافته است. هرچند مهاربندهای SIVBF هنوز دارای مشکل طراحی هستند. در این مهاربندیها به علت تغییر مکان جانبی پیوسته، بادبند فشاری کمانش می­کند و ظرفیت تحمل نیروی محوری آن کاهش می­یابد در حالیکه نیروی بادبند کششی افزایش می­یابد تا به تسلیم برسد. این مسئله یک نیروی قائم خنثی نشده بزرگ در تیر محل تقاطع به وجود می­آورد و باعث تمرکز تغییر شکل نسبی در طبقه اول می­گردد، شکل 2.

به منظور جلوگیری از زوال مقاومت جانبی قاب، روشهای طراحی جدیدی ایجاب می­نماید که تیر بایستی مقاومت کافی برای مقابله با این نیروی پس کمانشی بزرگ در ترکیب با نیروهای ثقلی (AISC 2005) را داشته باشد، که رعایت این مسئله باعث افزایش اندازه تیر خواهد شد.

برای مقابله با تمایل قابهای شورون به تشکیل طبقه نرم در اولین طبقه در سال 1988 خطیب (Khatib 1988) استفاده از المانهای زیپی بین محل مهاربندی­ها در وسط دهانه تیر سقف را پیشنهاد کرد. در این حالت ستون زیپی نیروی قائم نامتعادل را به طبقات بالا منتقل می­کند. نتیجه این کار تشکیل مکانیسم زیپی در تمام ارتفاع است که مقاومت و شکل­پذیری اضافی قابل توجهی فراهم می­کند.

در قابهای SIVBF که دارای ستونهای زیپی است نقاط تقاطع بادبندها و تیرها به هم متصل می­شود و همه بادبندی­های فشاری در یک دهانه مهاربندی شده به صورت همزمان کمانش می­کنند. این مسئله باعث توزیع بهتر استهلاک انرژی در ارتفاع سازه می­گردد. به عنوان مثال، یک SIVBF  با ستونهای زیپی را در نظر بگیرید که تحت بارهای جانبی بزرگی قرار گرفته است. اگر بادبند فشاری در اولین طبقه کمانش کند در حالیکه بادبندهای دیگر به صورت الاستیک باقی بمانند، در این صورت یک نیروی نامتعادل قائم به وسط دهانه تیر اولین طبقه اعمال خواهد شد، ستونهای زیپی همه تیرها و بادبندهای باقیمانده را بسیج خواهد کرد تا در مقابل این نیروی نامتعادل مقاومت کنند. نیروی نامتعادل انتقال یافته از طریق ستون زیپی فشار در بادبندهای فشاری دومین طبقه را افزایش داده و سبب کمانش آنها می­گردد. اگر در این حالت نیروی زلزله در همان جهت اعمال شود، نیروی نامتعادل به کل سازه انتقال یافته و باعث کمانش همه بادبندهای فشاری می­گردد. کمانش همزمان بادبندها در ارتفاع سازه باعث توزیع بسیار یکنواخت خرابی می­شود، که همان هدف مطلوب است. اگرچه بعد از اینکه مکانیسم زیپی در کل ارتفاع سازه تشکیل شد، به علت کاهش ظرفیت باربری جانبی قاب ناپایداری و فروپاشی می­تواند رخ دهد (Tremblay, Tirca 2003) که این مسئله قابلیت اعتماد این سیستم را کاهش می­دهد.

با معرفی سیستم معلق بر این مشکل مکانیسم زیپی در تمام ارتفاع غلبه شده است (Yang, Leon 2003). این سیستم، "قاب زیپی معلق" نامیده شده است (شکل4).