دانلود پایان نامه با عنوان بررسی یادگیری مهارت‌ های هندسی به کمک نرم افزارهای هندسه ی پویا دردوره راهنمایی تحصیلی

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه با عنوان بررسی یادگیری مهارت‌ های هندسی به کمک نرم افزارهای هندسه ی پویا دردوره راهنمایی تحصیلی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

دانلود پایان نامه با عنوان بررسی یادگیری مهارت‌ های هندسی به کمک  نرم افزارهای هندسه ی پویا دردوره راهنمایی تحصیلی که شامل 209 صفحه میباشد و مشتمل بر بخش های زیر است:

فرمت فایل : Word - Doc

* ویژه ی دانشجویان رشته های روانشناسی ، علوم تربیتی ، آموزشی و ..........

چکیده

هدف پژوهش حاضر بررسی چگونگی ارتقاء مهارت‌های هندسی با به کارگیری نرم‌افزارهای هندسه‌ی پویا به عنوان ابزار کمک آموزشی و مقایسه‌ی آن با کلاس‌های متداول است. هوفر (1981) یادگیری مهارت‌های هندسی را به پنج دسته شامل مهارت‌های منطقی، دیداری، کلامی، ترسیمی و کاربردی تقسیم می‌کند. پژوهش‌گر در این راستا، مطالعه‌ی خود را با انتخاب یک گروه آزمایش و یگ گروه کنترل هر کدام مشتمل بر 28 دانش‌آموز پسر به شیوه‌ی‌نمونه‌گیری دردسترس از جامعه آماری دانش‌آموزان مدارس راهنمایی تحصیلی پسرانه با امکانات رایانه‌ای مناسب، در طول یک سال تحصیلی انجام داده است. در گروه آزمایش 10 جلسه آموزشی به جای کلاس‌های درسی به شیوه سخنرانی در کارگاه رایانه با استفاده از نرم‌افزار جئوجبرا[1] به اجرا درآمد. هم‌چنین دانش‌آموزان موظف به شبیه‌سازی مسائل و تمرین‌های کتاب درسی به عنوان تکلیف شب در نرم‌افزار بودند. جهت کنترل پیشرفت یادگیری مهارت‌ها در دانش‌آموزان، در ابتدای سال تحصیلی، پیش‌آزمون و در انتها پس‌آزمون برگزار شد. داده‌ها با آزمون کواریانس چندگانه (MANCOVA) برای بررسی فرضیه اصلی پژوهش و آزمون آماری کواریانس تک متغیره ANCOVA)) برای تحلیل رشد هر یک از مهارت‌ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج به دست آمده از آزمون کواریانس چندگانه با اطمینان 99 درصد فرضیه اصلی پژوهش را مبنی بر موثرتر بودن یادگیری مهارت‌های هندسی با کمک نرم‌افزارهای هندسه‌ی پویا را نسبت به کلاس‌های متداول به شیوه‌ی سخنرانی تایید کرد. از طرفی نتایج آزمون کواریانس تک متغیره برای بررسی فرضیه‌های جزئی پژوهش نشان داد به جز در مهارت‌های منطقی که تفاوت چندانی بین گروه آزمایش و کنترل مشاهده نشد، در چهار مهارت دیگر، با اطمینان %99 (0.01 = α) تفاوت قابل توجهی بین دانش‌آموزانی که از نرم‌افزار استفاده کرده‌اند و گروه کنترل مشاهده شد. این پژوهش‌گر به منظور تبیین کامل‌تر پدیده‌ها در فرآیند آموزش و نتیجه‌گیری صحیح، از یافته‌های کیفی بهره جست. پژوهش‌گر با مستندسازی مشاهدات ، تحلیل فیلم‌های ضبط شده از کارگاه‌های رایانه، تحلیل نظرسنجی از دانش‌آموزان و مصاحبه نیمه‌ساختاری از برخی دانش‌آموزان به صورت مطالعه موردی ، داده‌های کیفی را تامین کرد. داده‌ها پس از مستندسازی، مقوله‌بندی، اهمیت‌بخشی و تفسیر، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصله فرضیه اصلی پژوهش را تایید کرد. همچنین رشد هر یک مهارت‌های هندسی را به طور نسبی نشان داد. از نتایج فرعی پژوهش اهمیت توجه به حوزه‌های مختلف اهداف آموزشی و ارتباط متقابل مهارت‌های هندسی و اثر تقویتی آن‌ها بر روی هم بود. همچنین توجه به رشد همگون در تقویت ابعاد شناختی و عاطفی لازم دیده شد. و از طرفی تقویت دو بعد شهود و تجرد در دانش آموزان مورد تاکید قرار گرفت.

فهرست مطالب

 فصل اول: معرفی پژوهش..... 2

1. 1 بیان مسئله. 4
2. 2 اهمیت و ضرورت پژوهش.... 5
3. 3 اهداف و فرضیه‌های پژوهش.... 7
4. 4 تعریف اصطلاحات پژوهش.... 8

 فصل دوم: مرور بر مبانی نظری و پیشینه پژوهش..... 11

1. 1 مبانی نظری یاددهی و یادگیری.. 12
2. 1.1 نظریه‌ی ساختن‌گرایی در یادگیری.. 13
3. 1.2 نظریه‌ی رشد شناختی برونر 15
4. 1.3 یادگیری از راه بینش... 16
5. 1.4 اهداف یادگیری در ریاضی.. 19
6. 1.5 هوش و خلاقیت.. 22
7. 1.6 سبک‌های یادگیری.. 24
8. 2 یاددهی و یادگیری هندسه. 26
9. 2.1 تحولات تاریخی در آموزش هندسه. 27
10. 2.2 شیوه‌های آموزش هندسه. 28
11. 2.3 فرآیندهای تفکر در هندسه. 29
12. 2.4 استدلال در هندسه. 34
13. 2.5 شهود در هندسه. 37
14. 2.6 نظریه راست مغزی و چپ مغزی.. 39
15. 3 نرم‌افزارهای هندسه پویا 43
16. 3.1 اشکال پویا 44
17. 3.2 آموزش هندسه با رایانه. 45
18. 3.3 نرم‌افزارهای هندسه‌ی پویا 48
19. 4 مهارت‌های هندسی.. 54
20. 4.1 مهارت‌های منطقی.. 55
21. 4.2 مهارت‌های دیداری.. 59
22. 4.3 مهارت‌های کلامی.. 63
23. 4.4 مهارت‌های ترسیمی.. 65
24. 4.5 مهارت‌های کاربردی.. 69
25. 5 شرایط یادگیری.. 70
26. 5.1 محیط آموزشی.. 71
27. 5.2 برنامه‌ی درسی.. 74
28. 5.3 فعالیت‌های یادگیری.. 77
29. 5.4 نقش معلم در یادگیری.. 79
30. 5.5 شرایط سنی یادگیرندگان. 87
31. 6 پیشینه‌ی پژوهش.... 90

 فصل سوم: روش‌شناسی پژوهش..... 93

1. 1 روش تحقیق.. 94
2. 1.1 جامعه‌ی آماری.. 95
3. 1.2 گروه نمونه و شیوه‌ی گزینش آن. 96
4. 1.3 متغیرهای تحقیق.. 97
5. 2 روش جمع‌آوری اطلاعات.. 98
6. 2.1 روش جمع‌آوری داده‌های کمی.. 99
7. 2.2 روش جمع‌آوری داده‌های کیفی.. 101
8. 3 روش اجرای پژوهش.... 102
9. 3.1 برنامه‌ی آموزشی کارگاه‌ها 105
10. 3.2 تقویت مهارت‌های هندسی.. 108
11. 4 کیفیت پژوهش.... 111
12. 4.1 روایی.. 112
13. 4.2 پایایی.. 113
14. 5 روش تجزیه و تحلیل داده‌ها 115

 فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده‌‌های پژوهش..... 117

1. 1 تجزیه و تحلیل کمی داده‌ها 119
2. 1.1 آمار توصیفی.. 120
3. 1.2 آمار استنباطی.. 130
4. 2 تجزیه و تحلیل کیفی داده‌ها 139
5. 2.1 بررسی چگونگی رشد مهارت‌های منطقی.. 140
6. 2.2 فرضیه دوم پژوهش: مهارت‌های دیداری.. 142
7. 2.3 فرضیه سوم پژوهش: مهارت‌های کلامی.. 144
8. 2.4 فرضیه چهارم پژوهش: مهارت‌های ترسیمی.. 146
9. 2.5 فرضیه پنجم پژوهش: مهارت‌های کاربردی.. 148
10. 3 یافته‌های فرعی.. 151
11. 3.1 مسائل انگیزشی.. 152
12. 3.2 مسائل اجتماعی.. 153
13. 3.3 تعامل با نرم افزار 154
14. 3.4 نظرسنجی.. 155

 فصل پنجم: بحث و نتیجه‌گیری از یافته‌های پژوهش..... 157

1. 1 بحث و بررسی یافته‌ها 161
2. 1.1 فرضیه‌ی اول پژوهش: مهارت‌های منطقی.. 163
3. 1.2 فرضیه‌ی دوم پژوهش: مهارت‌های دیداری.. 167
4. 1.3 فرضیه‌ی سوم پژوهش: مهارت‌های کلامی.. 169
5. 1.4 فرضیه‌ی چهارم پژوهش: مهارت‌های ترسیمی.. 171
6. 1.5 فرضیه‌ی پنجم پژوهش: مهارت‌های کاربردی.. 173
7. 2 نتیجه‌گیری.. 175
8. 2.1 تاثیر متقابل مهارت‌های یادگیری.. 176
9. 2.2 ارتباط متقابل اهداف یادگیری.. 177
10. 2.3 تجرد و شهود در هندسه. 181
11. 3 توصیه‌ها و پیشنهادها 182
12. 3.1 توصیه برای معلمین هندسه‌ی پویا 183
13. 3.2 پیشنهاد برای پژوهش‌های بعدی.. 184
14. 3.3 پیشنهادهای کاربردی.. 185
15. 4 محدودیت‌های پژوهش.... 186

 پیوست‌ها 192

فهرست نمودارها

نمودار ‏4‑‌أ: رشد مهارت‌های منطقی در گروه‌های کنترل و آزمایش..... 120

نمودار ‏4‑‌ب: هیستوگرام رشد مهارت‌های منطقی در گروه‌های آزمایش و کنترل.. 121

نمودار ‏4‑‌ج: رشد مهارت‌های دیداری در گروه‌های کنترل و آزمایش..... 122

نمودار ‏4‑‌د: هیستوگرام رشد مهارت‌های دیداری در گروه‌های آزمایش و کنترل.. 123

نمودار ‏4‑‌ه: رشد مهارت‌های کاربردی در گروه‌های کنترل و آزمایش..... 124

نمودار ‏4‑‌و: هیستوگرام رشد مهارت‌های کلامی در گروه‌های آزمایش و کنترل.. 125

نمودار ‏4‑‌ز: رشد مهارت‌های ترسیمی در گروه‌های کنترل و آزمایش..... 126

نمودار ‏4‑‌ح: هیستوگرام رشد مهارت‌های ترسیمی در گروه‌های آزمایش و کنترل.. 127

نمودار ‏4‑‌ط: رشد مهارت‌های کاربردی در گروه‌های کنترل و آزمایش..... 128

نمودار ‏4‑‌ی: هیستوگرام رشد مهارت‌های کاربردی در گروه‌های آزمایش و کنترل.. 129

نمودار ‏4‑‌ک: مقایسه میانگین‌های تصحیح شده مهارت‌های هندسی در دو گروه کنترل و آزمایش..... 133

نمودار ‏4‑‌ل: مقایسه رشد مهارت‌های منطقی بر اساس میانگین‌های تصحیح شده در ANCOVA... 134

نمودار ‏4‑‌م: مقایسه رشد مهارت‌های دیداری بر اساس میانگین‌های تصحیح شده در آزمون ANCOVA... 135

نمودار ‏4‑‌ن: مقایسه رشد مهارت‌های کلامی بر اساس میانگین‌های تصحیح شده در آزمون ANCOVA... 136

نمودار ‏4‑‌س: مقایسه رشد مهارت‌های ترسیمی بر اساس میانگین‌های تصحیح شده در آزمون ANCOVA... 137

نمودار ‏4‑‌ع: مقایسه رشد مهارت‌های منطقی بر اساس میانگین‌های تصحیح شده در آزمون ANCOVA... 138

فهرست جداول

جدول ‏2‑‌أ: مقاسیه‌ی کلاس‌های سنتی و کلاس‌های مبتنی بر روی‌کرد ساختن‌گرایی... 13

جدول ‏2‑‌ب: سبک‌های شناختی... 25

جدول ‏2‑‌ج: توزیع مراحل تفکر هندسی بر اساس مهارت‌های هندسی... 33

جدول ‏2‑‌د: تفکر در دو نیم‌کره‌ی مغز. 39

جدول ‏2‑‌ه: کارکرد نیم‌کره‌های مغز. 40

جدول ‏2‑‌و: استراتزی‌های مداخله معلم از نظر تاورز. 83

جدول ‏2‑‌ز: تلفیق طبقه‌بندی پگ و دیوی و مدل ون‌هیل... 88

جدول ‏3‑‌أ: جدول آموزش‌های تکمیلی به منظور تقویت مهارت‌های هندسی در مباحث درسی... 105

جدول ‏3‑‌ب: جدول فعالیت‌های انجام شده برای تقویت مهارت‌های هندسی... 108

جدول ‏3‑‌ج: شیوه تقویت متقابل مهارت‌های هندسی... 109

جدول ‏3‑‌د: غنی کردن اهداف آموزشی... 110

جدول ‏3‑‌ه: همبستگی‌ها و پایایی‌ها آزمون.. 114

جدول ‏4‑‌أ: شاخص‌های توصیفی مهارت‌های منطقی در پیش‌آزمون و پس‌آزمون گروه‌های آزمایش و کنترل.. 120

جدول ‏4‑‌ب: شاخص‌های توصیفی مهارت‌های دیداری در پیش‌آزمون و پس‌آزمون گروه‌های آزمایش و کنترل.. 122

جدول ‏4‑‌ج: شاخص‌های توصیفی مهارت‌های کلامی در پیش‌آزمون و پس‌آزمون گروه‌های آزمایش و کنترل.. 124

جدول ‏4‑‌د: شاخص‌های توصیفی مهارت‌های ترسیمی در پیش‌آزمون و پس‌آزمون گروه‌های آزمایش و کنترل.. 126

جدول ‏4‑‌ه: شاخص‌های توصیفی مهارت‌های کاربردی در پیش‌آزمون و پس‌آزمون گروه‌های آزمایش و کنترل.. 128

جدول ‏4‑‌و: آزمون باکس برای بررسی وجود همسانی ماتریس واریانس و کواریانس..... 130

جدول ‏4‑‌ز: آزمون لوین برای بررسی تجانس واریانس‌ها 130

جدول ‏4‑‌ح: نتایج آزمون MANCOVA به شیوه‌ی ویلک و هتلینگ..... 131

جدول ‏4‑‌ط: نتایج آزمون MANCOVA... 132

جدول ‏4‑‌ی: میانگین‌های تصحیح شده. 133

جدول ‏4‑‌ک: تحلیل آماری آزمون ANOCVA در مهارت‌های منطقی... 134

جدول ‏4‑‌ل: تحلیل آماری آزمون ANOCVA در مهارت‌های دیداری... 135

جدول ‏4‑‌م: تحلیل آماری آزمون ANOCVA در مهارت‌های کلامی... 136

جدول ‏4‑‌ن: تحلیل آماری آزمون ANOCVA در مهارت‌های ترسیمی... 137

جدول ‏4‑‌س: تحلیل آماری آزمون ANOCVA در مهارت‌های کاربردی... 138

جدول ‏4‑‌ع: جدول تحلیل نظرات دانش‌آموزان در خصوص تاثیر نرم‌افزار در یادگیری مباحث مختلف درسی... 155

جدول ‏4‑‌ف: محاسبه ضریب همبستگی جلسات آموزش و تاثیرگذاری در یادگیری در نظر سنجی از دانش‌آموزان.. 156

جدول ‏5‑‌أ: ارتباط مهارت‌های هندسی و اهداف آموزشی... 177

جدول ‏5‑‌ب نحوه‌ی تاثیرگذاری متقابل بین حوزه‌های مختلف در اهداف آموزشی (1ß1) 179

جدول ‏5‑‌ج: نحوه‌ی تاثیرگذاری متقابل بین حوزه‌های مختلف در اهداف آموزشی (2ß1) 180

جدول ‏6‑‌أ: مقایسه‌ی نرم‌افزارهای هندسه پویا 1

دانلود پایان نامه بررسی پارامترهای هندسی مهاربند زانویی

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه بررسی پارامترهای هندسی مهاربند زانویی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

1-1- مقدمه:

سختی و شکل‌پذیری دو موضوع اساسی در طراحی ساختمانها در برابر زلزله‌اند. ایجاد سختی و مقاومت به منظور کنترل تغییرمکان جانبی و ایجاد شکل پذیری برای افزایش قابلیت جذب انرژی و تحمل تغییرشکلهای خمیری اهمیت دارند. در طراحی ساختمانهای فولادی مقاوم در برابر زلزله، استفاده از سیستمهای قابهای مقاوم خمشی MRF ، قابهای با مهاربند همگرا CBF و قابهای با مهاربند واگرا EBF رایج است.

قابهای مقاوم خمشی MRF ، شامل ستونها و تیرهایی است که توسط اتصالات خمشی به یکدیگر متصل شده‌اند. سختی جانبی این قابها به سختی خمشی ستونها، تیرها و اتصالات در صفحه خمش بستگی دارد. در طراحی این قابها فلسفه تیر ضعیف و ستون قوی حاکم است. این امر ایجاب می‌کند که تیرها زودتر از ستونها تسلیم شوند و با شکل پذیری مناسب خود، انرژی زلزله را جذب و مستهلک کنند و اتصالات دربارهای حدی با شکل ‌پذیری غیرارتجاعی مناسب خود، قابلیت تحمل تغییر شکلهای خمیری را بالا ببرند.این قابها دارای شکل پذیری مناسب ولی سختی جانبی کمتری هستند(شکل1-1 ).

شکل 1 – 1 – قابهای مقاوم خمشی [1]

قابها با مهاربند همگرا CBF ، در برابر زلزله از نظر سختی، مقاومت و کنترل تغییرمکانهای جانبی در محدوده خطی دارای رفتار بسیار مناسبی‌اند، ولی در محدوده غیرارتجاعی به علت سختی جانبی مهاربندها، قابلیت جذب انرژی کمتری دارند و در نتیجه دارای شکل پذیری کمتری‌اند. قابهای با مهاربند همگرا شکلهای مختلفی دارند که در آئین نامه 2800 ایران برخی از آنها معرفی شده است. در این قابها برش وارده در ابتدا توسط اعضای قطری جذب شده و سپس مستقیماً به نیروی فشاری و کششی تبدیل شده و به سیستم قائم انتقال می‌یابند (شکل 1-2 ) .

شکل 1-2 - قاب با مهار بند هم محور [1]

در قابهای با مهاربند واگرا EBF ، عضو قطری بصورت برون محور به تیر کف متصل می‌گردد. در محل اتصال تیر و ستون و مهاربند مقداری خروج از مرکزیت ایجاد می‌شود به نحوی که تیر رابط توانایی تحمل تغییر شکلهای بزرگ را داشته باشد و همانند فیوز شکل پذیر عمل کنند (شکل 1-3 ).

شکل 1-3 - نمونه‌هایی از قابهای خارج از مرکز [2]

لذا یکی از اهداف اصلی در طراحی این قابها در برابر زلزله، جلوگیری از کمانش مهار بندها از طریق بوجود آمدن مفاصل پلاستیک برشی و خمشی در تیرهای رابط می‌باشد. قابهای با مهاربند واگرا از قابلیت هر دوی قابهای مقاوم خمشی و قابهای با مهاربند همگرا بهره گرفته‌اند و بنابراین سختی و شکل پذیری مناسب را به صورت توام تامین می‌کنند. تعیین صحیح طول تیرهای رابط و طراحی مناسب آنها بسیار حائز اهمیت‌اند. اگرچه قابهای EBF دارای رفتار بسیار مناسبتری‌اند، ولی با تسلیم تیر رابط در اثر بارهای زلزله، خسارات جدی به کف وارد خواهد شد و چون این عضو به عنوان یک عضو اصلی سازه‌ای محسوب می‌شود، ترمیم سازه نیز مشکل خواهد بود. این موضوع و گسترش مفاصل پلاستیک به تیرها و سپس به ستونها در قابهای EBF ، تمایل به یافتن سیستمهای جدید مقاوم در برابر زلزله با رفتار مناسبتر از لحاظ شکل پذیری و سختی جانبی را افزایش می‌دهد. در این راستا تلاشهای صورت گرفته ، منجر به پیشنهاد سیستمی به نام مهاربند زانویی KBF شده است [ 3 ] ( شکل1-4 ) .

کتاب آموزش ترسیم هندسی و مهندسی (Geometric and Engineering Drawing Elsevier)

اختصاصی از کوشا فایل کتاب آموزش ترسیم هندسی و مهندسی (Geometric and Engineering Drawing Elsevier) دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

کتاب ترسیم هندسی و مهندسی (Geometric and Engineering Drawing) انتشارات Elsevier، نه تنها به عنوان یک مرجع جامع نقشه کشی شناخته شده است، بلکه پرفروش ترین کتاب در این زمینه نیز می باشد، که حاوی اطلاعات اساسی راجع به:

• ترسیمات هندسی
• ساختار اشکال هندسی از اطلاعات داده شده
• تصویر ایزومتریک
• حالت مماس
• تصویر مایل
• بزرگ نمایی و کوچک کردن اشکال صفحه ای و صفحات معادل
• اختلاط خطوط و منحنی ها
• تصویر ارتوگرافیک
• مقاطع مخروطی، بیضی، هذلولی و...
• تقاطع جامدات منظم
• ترسیم با دست آزاد
• ترسیم مهندسی و... می باشد.

این کتاب مشتمل بر 362 صفحه، در 19 فصل، به زبان انگلیسی، همراه با تصاویر به ترتیب زیر گردآوری شده است:

Chapter 1: Geometric Drawing

Chapter 2: The Construction of Geometric Figures from Given Data

Chapter 3: Isometric Projection

Chapter 4: The Construction of Circles to Satisfy Given Conditions

Chapter 5: Tangency

Chapter 6: Oblique Projection

Chapter 7: Enlarging and Reducing Plane Figures and Equivalent Areas

Chapter 8: The Blending of Lines and Curves

Chapter 9: Loci

Chapter 10: Orthographic Projection (First Angle and Third Angle)

Chapter 11: Conic Sections – the Ellipse, the Parabola, the Hyperbola

Chapter 12: Intersection of Regular Solids

Chapter 13: Further Orthographic Projection

Chapter 14: Developments

Chapter 15: Further Problems in Loci

Chapter 16: Freehand Sketching

Chapter 17: Some More Problems Solved by Drawing

Chapter 18: Engineering Drawing

Chapter 19: Postscript – Planning a Design

جهت خرید کتاب ترسیم هندسی و مهندسی (Geometric and Engineering Drawing) انتشارات Elsevier، به مبلغ فقط 2500 تومان و دانلود آن بر لینک پرداخت و دانلود در پنجره زیر کلیک نمایید.

!!لطفا قبل از خرید از فرشگاه اینترنتی کتیا طراح برتر قیمت محصولات ما را با سایر فروشگاه ها و محصولات آن ها مقایسه نمایید!!

!!!تخفیف ویژه برای کاربران ویژه!!!

با خرید حداقل 10000 (ده هزارتومان) از محصولات فروشگاه اینترنتی کتیا طراح برتر برای شما کد تخفیف ارسال خواهد شد. با داشتن این کد از این پس می توانید سایر محصولات فروشگاه را با 20% تخفیف خریداری نمایید. کافی است پس از انجام 10000 تومان خرید موفق عبارت درخواست کد تخفیف و ایمیل که موقع خرید ثبت نمودید را به شماره موبایل [phone] ارسال نمایید. همکاران ما پس از بررسی درخواست، کد تخفیف را به شماره شما پیامک خواهند نمود.

پایان نامه بررسی پارامترهای هندسی مهاربند زانویی 132 ص

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه بررسی پارامترهای هندسی مهاربند زانویی 132 ص دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

-1- مقدمه:

سختی و شکل‌پذیری دو موضوع اساسی در طراحی ساختمانها در برابر زلزله‌اند. ایجاد سختی و مقاومت به منظور کنترل تغییرمکان جانبی و ایجاد شکل پذیری برای افزایش قابلیت جذب انرژی و تحمل تغییرشکلهای خمیری اهمیت دارند. در طراحی ساختمانهای فولادی مقاوم در برابر زلزله، استفاده از سیستمهای قابهای مقاوم خمشی MRF ، قابهای با مهاربند همگرا CBF و قابهای با مهاربند واگرا EBF رایج است.

قابهای مقاوم خمشی MRF ، شامل ستونها و تیرهایی است که توسط اتصالات خمشی به یکدیگر متصل شده‌اند. سختی جانبی این قابها به سختی خمشی ستونها، تیرها و اتصالات در صفحه خمش بستگی دارد. در طراحی این قابها فلسفه تیر ضعیف و ستون قوی حاکم است. این امر ایجاب می‌کند که تیرها زودتر از ستونها تسلیم شوند و با شکل پذیری مناسب خود، انرژی زلزله را جذب و مستهلک کنند و اتصالات دربارهای حدی با شکل ‌پذیری غیرارتجاعی مناسب خود، قابلیت تحمل تغییر شکلهای خمیری را بالا ببرند.این قابها دارای شکل پذیری مناسب ولی سختی جانبی کمتری هستند(شکل1-1 ).

شکل 1 – 1 – قابهای مقاوم خمشی [1]

قابها با مهاربند همگرا CBF ، در برابر زلزله از نظر سختی، مقاومت و کنترل تغییرمکانهای جانبی در محدوده خطی دارای رفتار بسیار مناسبی‌اند، ولی در محدوده غیرارتجاعی به علت سختی جانبی مهاربندها، قابلیت جذب انرژی کمتری دارند و در نتیجه دارای شکل پذیری کمتری‌اند. قابهای با مهاربند همگرا شکلهای مختلفی دارند که در آئین نامه 2800 ایران برخی از آنها معرفی شده است. در این قابها برش وارده در ابتدا توسط اعضای قطری جذب شده و سپس مستقیماً به نیروی فشاری و کششی تبدیل شده و به سیستم قائم انتقال می‌یابند (شکل 1-2 ) .

شکل 1-2 - قاب با مهار بند هم محور [1]

در قابهای با مهاربند واگرا EBF ، عضو قطری بصورت برون محور به تیر کف متصل می‌گردد. در محل اتصال تیر و ستون و مهاربند مقداری خروج از مرکزیت ایجاد می‌شود به نحوی که تیر رابط توانایی تحمل تغییر شکلهای بزرگ را داشته باشد و همانند فیوز شکل پذیر عمل کنند (شکل 1-3 ).

شکل 1-3 - نمونه‌هایی از قابهای خارج از مرکز [2]

لذا یکی از اهداف اصلی در طراحی این قابها در برابر زلزله، جلوگیری از کمانش مهار بندها از طریق بوجود آمدن مفاصل پلاستیک برشی و خمشی در تیرهای رابط می‌باشد. قابهای با مهاربند واگرا از قابلیت هر دوی قابهای مقاوم خمشی و قابهای با مهاربند همگرا بهره گرفته‌اند و بنابراین سختی و شکل پذیری مناسب را به صورت توام تامین می‌کنند. تعیین صحیح طول تیرهای رابط و طراحی مناسب آنها بسیار حائز اهمیت‌اند. اگرچه قابهای EBF دارای رفتار بسیار مناسبتری‌اند، ولی با تسلیم تیر رابط در اثر بارهای زلزله، خسارات جدی به کف وارد خواهد شد و چون این عضو به عنوان یک عضو اصلی سازه‌ای محسوب می‌شود، ترمیم سازه نیز مشکل خواهد بود. این موضوع و گسترش مفاصل پلاستیک به تیرها و سپس به ستونها در قابهای EBF ، تمایل به یافتن سیستمهای جدید مقاوم در برابر زلزله با رفتار مناسبتر از لحاظ شکل پذیری و سختی جانبی را افزایش می‌دهد. در این راستا تلاشهای صورت گرفته ، منجر به پیشنهاد سیستمی به نام مهاربند زانویی KBF شده است [ 3 ] ( شکل1-4 ) .

در این سیستم وظیفه تامین سختی جانبی به عهده مهاربند قطری بوده که حداقل یک انتهای آن به جای اتصال به محل تلاقی تیر و ستون، به میان یک عضو زانویی متصل است و دو انتهای این عضو زانویی به تیر و ستون اتصال دارد.

شکل 1-4 – قاب با مهاربند زانویی

در واقع با وارد آمدن نیروی مهاربند به این عضو، سه مفصل پلاستیک در دو انتها و محل اتصال آن به مهاربند تشکیل می‌گردد و باعث جذب و استهلاک انرژی زلزله خواهد شد. از آنجا که در این سیستم پیشنهادی، مهاربندهای قطری برای عدم کمانش طراحی نمی‌گردند، رفتار آن تحت بار رفت و برگشتی، بسیار شبیه رفتار سیستم مهاربند ضربدری یا همگرا بوده و منحنی رفتار هیسترزیس آن به صورت ناپایدار و نامنظم بوده و سطح خالص زیر منحنی، کاهش می‌یابد. بنابراین قادر به جذب انرژی زیادی نیست.

به همین دلیل در تکمیل این سیستم پیشنهاد گردید [4] تا همانند مهاربند واگرا EBF ، عضو مهاربندی برای عدم کمانش و تسلیم، طراحی گردد. در این صورت می‌توان تنها از یک عضو مهاربندی استفاده کرد.

هدف نهایی در طرح و کاربرد این سیستم این است که در پایان زلزله وارده، تنها عضو زانویی دچار تسلیم و خرابی شده باشد و قاب و مهاربند آن همچنان ارتجاعی مانده و دچار کمانش یا تسلیم نگردیده باشد تا بتوان تنها با تعویض عضو زانویی، مجدداً سیستم را مورد استفاده قرار داد.

در ادامه برخی از مفاهیم لرزه‌ای و همچنین سیستمهای مختلف مهاربندی جانبی سازه‌ها با بیان ویژگیهای آنها به طور مختصر بیان خواهد شد. سپس به بررسی بیشتر سیستم مهاربندی جانبی زانویی خواهیم پرداخت و بهترین نمودار برای ابعاد هندسی این سیستم که سختی و شکل‌پذیری توام را نتیجه دهد، معرفی خواهیم نمود.

1-2 – شکل‌پذیری سازه‌ها:

بطور معمول می‌توان منحنی برش پایه – تغییر مکان سازه‌ها را با یک نمودار دو خطی ایده‌آل ارتجاعی - خمیری جایگزین نمود. این نوع ساده سازی در سازه‌های معمول تقریب قابل قبولی دارد. در یک سیستم یک درجه آزادی نسبت تغییر مکان جانبی حداکثر به تغییرمکان جانبی تسلیم ضریب شکل پذیری نامیده می‌شود و بصورت زیر بیان می‌گردد [ 2 ] .

پارامترهای فوق در شکل 2-1 مشخص گردیده است.

شکل 1 – 5- منحنی ایده‌آل و واقعی نیرو – تغییر مکان یک سیستم [2]

در واقع ضریب شکل پذیری () بیانگر میزان ورود سازه در ناحیه خمیری است. در سازه‌های چنددرجه آزادی تعریف ضریب شکل پذیری قدری مشکل‌تر است، چون در این نوع سازه‌ها برای هر درجه آزادی می‌توان ضریب شکل پذیری جداگانه‌ای تعریف نمود. پوپوف (popov) شکل پذیری یک قاب را بصورت نسبت تغییرمکان حداکثر به تغییر مکان تسلیم در بالاترین نقطه سازه پیشنهاد کرده است. بطور خلاصه می‌توان گفت هر چه تغییرمکان یک سازه بعد از تسلیم و قبل از انهدام بیشتر باشد شکل پذیری آن بیشتر است. جهت کاهش نیروهای جانبی وارده به سازه و ایجاد طرحی اقتصادی از طریق جذب و استهلاک انرژی در ناحیه خمیری باید این مشخصه را تا مقدار مورد نیاز افزایش داد. با توجه به این موضوع که حرکات زلزله بصورت رفت و برگشتی بوده و سازه‌ می‌تواند در هر سیکل مقداری از انرژی زلزله را بصورت هیسترزیس مستهلک نماید.

فهرست مطالب

فصل اول:

1-1- مقدمه.......................................................................................................................................................................... 2

1-2- شکل پذیری سازه ها ................................................................................................................................................ 4

1-3- مفصل و لنگر پلاستیک ........................................................................................................................................... 5

1-4- منحنی هیستر زیس و رفتار چرخه ای سازه ها ......................................................................................................... 6

1-5- مقایسه رفتار خطی و غیر خطی در سیستمهای سازه ای ........................................................................................... 7

1-6- ضریب شکل پذیری ................................................................................................................................................ 8

1-7- ضریب کاهش نیروی زلزله در اثر شکل پذیری سازه ............................................................................................ 9

1-8- ضریب اضافه مقاومت ........................................................................................................................................... 10

1-9- ضریب رفتار ساختمان ........................................................................................................................................... 10

1-10- ضریب تبدیل جابجایی خطی به غیر خطی ........................................................................................................ 12

1-11- سختی ................................................................................................................................................................... 12

1-12- مقاومت ................................................................................................................................................................ 12

1-13- جمع بندی پارامترهای کنترل کننده ................................................................................................................... 12

فصل دوم :

2-1-1- قاب فضایی خمشی ............................................................................................................................................ 14

2-1-2- تعریف سیستم قاب صلب خمشی .................................................................................................................... 14

2-1-3- رفتار قابهای خمشی در برابر بار جانبی ............................................................................................................. 15

2-1-4- رابطه بار – تغییر مکان در قابهای خمشی ......................................................................................................... 16

2-1-5- رفتار چرخه ای قابها .......................................................................................................................................... 16

2-1-6- شکل پذیری قابهای خمشی .............................................................................................................................. 16

2-1-7- مفصل پلاستیک در قابهای خمشی ................................................................................................................... 17

2-1-8- مشخص کردن لنگر پلاستیک محتمل در مفصل پلاستیک ............................................................................ 18

2-1-9- کنترل ضابطه تیر ضعیف – ستون قوی ...................................................................................                         18

2-1-10- چشمه اتصال .................................................................................................................................................... 19

2-1-11- اثرات چشمه اتصال بر رفتار قاب خمشی ........................................................................................................ 19

2-1-12- طراحی چشمه اتصال ....................................................................................................................................... 19

2-1-13- اثرات نامعینی .................................................................................................................................................. 20

2-2-1- سیستم مهاربندی همگرا .................................................................................................................................... 20

2-2-2- پاسخ رفت و برگشتی مهاربندهای فولادی ....................................................................................................... 21

2-2-3- ضریب کاهش مقاومت فشاری مهاربند ............................................................................................................ 23

2-2-4- رفتار لرزه ای قابهای فولادی با مهاربندی ضربدری ........................................................................................ 23

2-2-5- رفتار کششی تنها ................................................................................................................................................ 24

2-2-6- رفتار کششی – فشاری ....................................................................................................................................... 24

2-2-7- تاثیر ضریب لاغری در رفتار قاب با مهاربندی همگرا ..................................................................................... 24

2-2-8- سیستم دوگانه قاب خمشی و مهاربندی همگرا ................................................................................................ 25

2-3-1- سیستم مهاربندی واگرا ..................................................................................................................................... 25

2-3-2- سختی و مقاومت قاب ....................................................................................................................................... 26

2-3-3- زمان تناوب قاب ................................................................................................................................................ 27

2-3-4- مکانیزم جذب انرژی ......................................................................................................................................... 27

2-3-5- نیروها در تیرها و تیر پیوند ................................................................................................................................ 29

2-3-6- تعیین مرز پیوندهای برشی و خمشی ................................................................................................................. 30

2-3-7- تسلیم و مکانیزم خرابی در تیر پیوند ................................................................................................................. 31

2-3-8- اثر کمانش جان تیر پیوند .................................................................................................................................. 31

2-3-9- مقاومت نهایی تیر پیوند ..................................................................................................................................... 32

2-4-1-سیستم جدید قاب با مهاربندی زانویی ............................................................................................................... 32

2-4-2- اتصالات مهاربند – زانویی ................................................................................................................................ 35

2-4-3- سختی جانبی الاستیک قابهای KBF............................................................................................................... 35

2-4-4- اثر مشخصات اعضاء بر سختی جانبی ارتجاعی سیستمهای KBF.................................................................. 37

2-4-5- رفتار غیر خطی مهاربند زانویی تحت بار جانبی............................................................................................... 37

فصل سوم :

3-1- مقدمه ...................................................................................................................................................................... 41

3-2- مشخصات کلی ساختمان ....................................................................................................................................... 41

3-3- بارگذاری جانبی ..................................................................................................................................................... 44

3-3-1- بارگذاری ثقلی ................................................................................................................................................... 44

3-3-2- بارگذاری جانبی ................................................................................................................................................ 45

3-4- تحلیل قابها.............................................................................................................................................................. 46

3-5- طراحی قابها ............................................................................................................................................................ 48

3-5-1- کمانش موضعی اجزاء جدار نازک .................................................................................................................. 48

3-5-2- کمانش جانبی در تیرها و کمانش جانبی – پیچشی در ستونها ........................................................................ 50

3-6- طراحی قابهای TKBF.......................................................................................................................................... 53

3-7- طراحی اعضای زانویی ........................................................................................................................................... 54

3-8- طراحی تیرها و ستونها ............................................................................................................................................ 55

3-9- طراحی اعضای مهاربندی ...................................................................................................................................... 55

3-10- طراحی قابهای EBF............................................................................................................................................ 55

3-11- طراحی قابهای CBF............................................................................................................................................ 55

3-12- نتایج طراحی مدلها .............................................................................................................................................. 56

3-12-1- سیستم TKBF + MRF ............................................................................................................................ 56

3-12-2-سیستم EBF + MRF................................................................................................................................... 57

3-12-3- سیستم CBF + MRF.................................................................................................................................. 57

3-13- کنترل مقاطع انتخابی با قسمت دوم آئین نامه AISC......................................................................................... 58

3-13-1- کنترل کمانش موضعی ................................................................................................................................... 58

3-13-2- کنترل پایداری جانبی اعضای زانویی ............................................................................................................. 58

3-14- بررسی رفتار استاتیکی خطی سیستمهای KBF و EBF و CBF و مقایسه آنها با یکدیگر ............................ 58

3-14-1- مقایسه تغییر مکان جانبی مدلها........................................................................................................................ 59

3-14-2-مقایسه پربود طبیعی مدلها.................................................................................................................................. 59

3-14-3- بررسی نیروپذیری المانهای زانویی در قابهای TKBF................................................................................. 60

3-14-4- بررسی نیروهای داخلی ایجاد شده در تیر کف.............................................................................................. 61

3-14-5- بررسی نیروی فشاری در اعضای قطری ......................................................................................................... 63

3-15- بررسی اثر پارامترهای هندسی قاب روی سختی سیستمهای KBF.................................................................... 63

3-15-1- بررسی اثر و بر سختی ارتجاعی سیستمهای TKBF...................................................................... 64

3-16- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی ......................................................................................................................... 81

3-16-1-معادلات تعادل دینامیکی ................................................................................................................................. 81

3-16-2- مشخصات دینامیکی قابهای مورد مطالعه ....................................................................................................... 82

3-16-3- شتاب نگاشتهای اعمالی .................................................................................................................................. 83

3-16-4-نتایج تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی ........................................................................................................... 92

فصل چهار م :

4-1- نتایج ....................................................................................................................................................................... 96

4-2- ضوابط طراحی زانویی ........................................................................................................................................... 97

4-3- پیشنهادات ............................................................................................................................................................... 99

پیوست 1 ......................................................................................................................................................................... 100

پیوست 2.......................................................................................................................................................................... 107

پیوست 3.......................................................................................................................................................................... 111

مراجع ............................................................................................................................................................................. 118

فهرست شکلها

فصل اول :

شکل 1-1- قابهای مقاوم خمشی ...................................................................................................................................... 2

شکل 1-2- قاب با مهاربند هم محور ................................................................................................................................. 2

شکل 1-3- نمونه هایی از قابهای خارج از مرکز .............................................................................................................. 3

شکل 1-4- قاب با مهاربند زانویی ..................................................................................................................................... 3

شکل 1-5- منحنی ایده آل و واقعی نیرو – تغییر مکان یک سیستم .............................................................................. 4

شکل1-6- تیر دو سر مفصل تحت اثر بار افزایشی ........................................................................................................... 5

شکل 1-7- منحنی نیرو – جابجایی وسط دهانه تیر ........................................................................................................ 5

شکل 1-8- نمودار تغییرات کرنش در یک مقطع تحت اثر خمش ................................................................................ 6

شکل 1-9- منحنی واقعی کرنش – کرنش فولاد ............................................................................................................ 6

شکل 1-10- منحنی هیسترزیس ایده آل و دو منحنی دارای زوال .................................................................................. 6

شکل 1-11- رفتار سازه ها تحت بار دوره ای ................................................................................................................... 7

شکل 1-12- مقایسه رفتار خطی و غیر خطی ایده آل سیستمهای مقاوم ساختمانی ......................................................... 8

شکل1-13- طیف بازتاب ارتجاعی و غیر ارتجاعی با شکل پذیری ثابت ...................................................................... 9

شکل 1-14- تعریف پارامترهای غیر خطی .................................................................................................................... 10

فصل دوم :

شکل 2-1- تغییر شکل قاب صلب خمش ..................................................................................................................... 14

شکل 2-2- تغییر شکل قاب خمشی ............................................................................................................................... 15

شکل 2-3- روابط بار – تغییر مکان برای قاب خمشی تحت بار ثقلی .......................................................................... 16

شکل 2-4- روابط بار – تغییر مکان قابهای خمشی پرتال .............................................................................................. 16

شکل 2-5- روابط شکل پذیری برای قاب خمشی پرتال ............................................................................................... 17

شکل 2-6- مد گسیختگی و تشکیل طبقه نرم ................................................................................................................ 18

شکل 2-7- چشمه اتصال ................................................................................................................................................. 19

شکل 2-8- حلقه های هیسترزیس قاب مهاربندی همگرا............................................................................................... 21

شکل 12-9- رفتار رفت و برگشتی عضو قطری مهاربند ................................................................................................ 22

شکل 2-10- تصویر عضو بادبندی در نواحی مختلف دیاگرام شکل2-9-................................................................... 22

شکل 2-11- تغییر شکل غیر متقارن قابهای با بادبندی همگرا ...................................................................................... 23

شکل 2-12- منحنی های هیستر زیس بادبندهای با رفتار فقط کششی .......................................................................... 24

شکل 2-13- نمونه ای از منحنی های هیسترزیس سیستم با بادبندی فشاری – کششی ................................................ 25

شکل 2-14- نمونه هایی از قاب های خارج از مرکز ..................................................................................................... 25

شکل 2-15- اثر تغییر طول تیر پیوند بر سختی قاب ...................................................................................................... 26

شکل2-16- ارتباط مقاومت نهایی با نسبت ............................................................................................................. 27

شکل2-17- ارتباط زمان تناوب اصلی با نسبت ...................................................................................................... 27

شکل 2-18- مکانیسم های جذب انرژی در سیستم های خمشی و واگرا ..................................................................... 28

شکل 2-19- تغییرات دوران خمیری مورد نیاز با نسبت ......................................................................................... 29

شکل2-20- نیروهای موجود در تیر پیوند قاب واگرا .................................................................................................... 30

شکل2-21- نیروهای موجود در تیر رابط ...................................................................................................................... 30

شکل 2-22-انواع قابها با مهاربند زانویی ........................................................................................................................ 33

شکل 2-23- دو نمونه از اتصال بادبند به زانویی ............................................................................................................ 35

شکل 2-24-انواع قابهای KBF...................................................................................................................................... 36

شکل 2-25- قاب دارای مهاربند زانویی ......................................................................................................................... 37

شکل 2-26- روند تشکیل مفاصل خمیری قابها تحت تاثیر زلزله نوغان ...................................................................... 38

فصل سوم :

شکل 3-1- قاب TKBF................................................................................................................................................. 41

شکل 3-2- پلان محوربندی ............................................................................................................................................ 42

شکل 3-3- سیستم TKBF+MRF.............................................................................................................................. 43

شکل 3-4- سیستم EBF+MRF.................................................................................................................................. 43

شکل 3-5- سیستم CBF+MRF.................................................................................................................................. 44

شکل 3-6- خلاصه بارگذاری ......................................................................................................................................... 46

شکل 3-7- نیروی محوری در عضو مهاربندی و عضو زانویی ...................................................................................... 47

شکل 3-8- نیروی برشی در عضو زانویی ....................................................................................................................... 47

شکل 3-9- لنگر خمشی در عضو زانویی ........................................................................................................................ 47

شکل 3-10- کمانش موضعی قوطیهای جدار نازک ..................................................................................................... 48

شکل 3-11-نمودار لنگر- انحنا برای تیرستونهای H با نسبت عرض به ضخامت متفاوت ......................................... 49

شکل 3-12- نمودار پسماند تیرستونهای فولادی H با نسبتهای مختلف عرض به ضخامت ........................................ 49

شکل3-13- نمونه رفتا رلنگر – تغییر شکل برای تیرهای I تحت لنگر یکنواخت با نسبت     مختلف ............... 50

شکل 3-14- نمودار لنگر – انحنا برای تیرهای I با نسبت مختلف......................................................................... 51

شکل3-15- نمودار لنگر – انحنای تیرهای I با نسبت مختلف تحت لنگر متغیر................................................. 51

شکل 3-16- نمونه رفتار تیرستون بال پهن تحت نیروی محوری و لنگر خمشی هنگامیکه حالت تسلیم غالب باشد 52

شکل 3-17- رفتار تیرستونهای بال پهن که در صفحه عمود بر محور قوی ناپایدار گردیده‌اند..................................... 53

شکل 3-18- روابط تجربی لنگر – زاویه دوران تیرستونها در معرض ناپایداری جانبی – پیچشی.............................. 53

شکل3-19- نمونه قاب TKBF...................................................................................................................................... 65

شکل 3-20- نمونه قاب CBF........................................................................................................................................ 66

شکل 3-21- نمونه قاب EBF......................................................................................................................................... 66

شکل 3-22- نمونه قاب MRF....................................................................................................................................... 66

شکل 3-23- نمونه قاب EBF با برون محوری روی ستون.......................................................................................... 66

شکل 3-24- نمونه قاب TKBF..................................................................................................................................... 67

شکل 3-25- نمونه قاب............................................................................................................................................... 67

شکل 3-26- رویه برای نسبت .................................................................................................................... 69

شکل 3-27- منحنی‌های هم سختی برای نسبت  قاب TKBF................................................................ 69

شکل 3-28- رویه برای نسبت................................................................................................................... 71

شکل 3-29- منحنی‌های هم سختی برای نسبت قاب TKBF............................................................... 71

شکل 3-30- رویه برای نسبت .......................................................................................................................... 73

شکل 3-31- منحنی‌های هم سختی برای نسبت قاب TKBF....................................................................... 73

شکل 3-32- رویه برای نسبت .................................................................................................................. 75

شکل 3-33- منحنی‌های هم سختی برای نسبت قاب TKBF............................................................... 75

شکل 3-34- رویه برای نسبت ..................................................................................................................... 77

شکل 3-35- منحنی‌های هم سختی برای نسبت قاب TKBF.................................................................. 77

شکل 3-36- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF......................................................................... 79

شکل 3-37- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF...................................................................... 79

شکل 3-38- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF.............................................................................. 80

شکل 3-39- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF...................................................................... 80

شکل 3-40- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF.......................................................................... 81

شکل3-41- نمودار شتاب مولفه طولی ( N16w ) زلزله 25 شهریور 1375 طبس...................................................... 90

شکل3-42- نمودار شتاب مولفه طولی زلزله 17 فروردین 1356 ناغان ......................................................................... 92

شکل 3-43- نمودار تغییر مکان – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله طبس................................................................... 93

شکل 3-44- نمودار برش پایه – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله طبس...................................................................... 93

شکل 3-45- نمودار تغییر مکان – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله ناغان................................................................... 94

شکل 3-46- نمودار برش پایه – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله ناغان...................................................................... 94

فصل چهارم :

شکل 4-1- نمودار ابعاد هندسی بهینه جهت اثر توام سختی و شکل پذیری برای انواع مختلف قاب TKBF........... 96

تحلیل روشهای کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA

اختصاصی از کوشا فایل تحلیل روشهای کاهش ضریب تمرکز تنش با تغییرات شکل هندسی به روش المان محدود توسط نرم افزار CATIA دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

187 صفحه

مقدّمه :

در15ژانویه1919، در خیابان تجاری بوستون واقعه ای وحشتناک رخ داد. مخزن بزرگی با27 متر قطر و حدود 15 متر ارتفاع، ناگهان شکست و بیش از 5/7 میلیون لیتر شیره قند در خیابان ریخت .

ناگهان قسمت بالای مخزن به هوا و پهلوها به دو طرف پرتاب شدند. ساختمانی در آن نزدیکی، که کارمندانش در حال صرف نهار بودند، فرو ریخت و چند نفر مدفون شدند و قسمتی از مخزن به ایستگاه آتش نشانی برخورد کرد و تعدادی آتش نشان کشته و مجروح شدند.

به هنگام فروریختن، قسمتی از مخزن به یکی از ستونهای ساختمان بلند شرکت راه آهن بوستون اصابت کرد. این ستون کاملا قطع شد... و ساختمان از حالت قائم خارج و چند فوت نشست کرد... . بر اثر غرق شدن در شیره قند، یا خفگی، و یا در اثر برخورد با آوار دوازده نفر جان باختند، بیش از 40 نفر مجروح شدند. تعداد زیادی اسب که در آن ساختمان می زیستند غرق شدند، وبقیه را نیز بر اثر شدت جراحات مجبور بودند بکشند.

شکست مخزن شیره قند شناخت وقایعی را که به شکست زودرس قطعات مهندسی منجر می شوند، الزامی می کند. گاهی سایر سازه ها نیز به همین سرنوشت دچار می شوند. برای مثال، در بلژیک، کانادا، اتریش و ایالات متحده آمریکا در طی پنجاه سال گذشته چندین پل فرو ریخت ، علاوه بر آن تا به حال در تعداد بسیاری کشتی باری شکست رخ داده است. از مطالعات بعدی نتیجه گیری شده است که این شکستها، که به دو قسمت شدن کشتی منجر می شود، ناشی از تمرکز تنشها در قسمت بالای کشتی و امکان پذیر بودن عبور ترک از قسمت جوش است،جوشهایی که صفحات فولادی دا به همدیگر وصل می کند همچنین نواقص جوشکاری و کیفیت نامطلوب فولاد به فرآیند شکست کمک می کند. اخیرا تعداد زیادی شکست در کشتیهای حامل نفت رخ داده است که به آلودگی سواحل و محلهای غنی از ماهی منجر شده است.

 جالب است بدانیم که مسیر شکست در کشتیهای باری شبیه به مسیر شکست در کشتی مسافربری تایتانیک است که در سال 1912 با کوه یخ برخورد و غرق شد، درنتیجه باعث مرگ 1500 مسافر و خدمه کشتی شد. بقایای این کشتی را ابتدا در سال 1985 دکتر رابرت بالارد(Robert Ballard) و همکارانش در عمق 6/3 کیلومتری از سطح اقیانوس اطلس کشف کردند. گاردز و همکارانش حدس زدند که غرق شدن کشتی تایتانیک ناشی از شکست ترد ساختار فولادی است که در اثر برخورد با کوه یخ در شمال اقیانوس اطلس رخ داده است. گانن گزارش کرده است آزمون شکست شارپی که روی یک قطعه از بدنه کشتی در˚-1C انجام شده، تقریباً برابر با دمای آب در لحظه وقوع فاجعه بوده، و تأیید کرد که بدنه کشتی از فولاد ترد ساخته شده است. این فولاد ترد به وجود درصد گوگرد زیاد و یا به دمای زیاد دگرگونی ترد-نرم مرتبط شده است. به علاوه، لبه های قطعاتی که پیدا شده بود... ناصاف، و تقریبأ خرد شده بود و بر روی خود فلز نشانه ای از خمش نبود.

 تصاویری را که گروه تحقیق بالارد از اجزای بدنه کشتی تایتانیک گرفتند، مارشال بررسی و نظریه شکست ترد فلز را، که باعث غرق شدن آن بود تأیید کرد. «قطعات شبیه به قسمتهای ترک خوردة پوستة تخم مرغ است و به نظر می رسد که شکست بدون توجه به بستها و مرزهای صفحات گسترش یافته است» عقیده بر این است که جداشدن نهایی قسمت جلو و عقب کشتی به روش زیر رخ داده است:

وقتی قسمت جلوی کشتی به کوه یخ برخورد می کند به زیر آب می رود، بنابر این قسمت عقب کشتی به سمت بالای آب می آید. قسمت معلق عقب کشتی ماکزیمم ممان خمشی را به وسط کشتی اعمال می کند و کشتی را دونیم می کند، این کار روی یا نزدیک به عرشه بالای کشتی، که تنش خمشی از نوع کششی است، رخ داده است. در نتیجه، کمانه کردن قسمت جلو کشتی نزدیک به قسمت پائین به وضوح دیده می شود، این علائم نشان دهندة وجود تنشهای خمشی فشاری نزدیک به کف کشتی است.

با توجه به حوادث ناگوار توأم با هزینه های جانی و مالی، پر واضح است که شناخت پدیده تمرکز تنش و راههای پیشگیری و تعدیل آن امری ضروری و اجتناب ناپذیر می باشد.