فهرست مطالب
چکیده1
فصل اول : کلیات تحقیق
1-1- مقدمه 2
1-2- بیان مسئله 4
1-3- اهمیت و ضرورت تحقیق 5
1-4- اهداف تحقیق 5
1-5- ساختار تحقیق 6
1-6- تعریف واژگان و اصطلاحات تخصصی تحقیق 6
1-7- خلاصه فصل اول 7
فصل دوم :مروری بر تحقیقات گذشته و گسترهی نظری تحقیق
2-1- مقدمه 8
2-2- سیستمهای کنترل سازه 8
2-2-1- کنترل فعال 8
2-2-2- کنترل نیمه فعال 9
2-2-3- کنترل غیرفعال 10
2-2-4- کنترل پیوندی یا دوگانه 10
2-3- میرایی 12
2-3-1- تعریف میرایی 12
2-3-2- انواع مختلف میرایی 12
2-4- میراگرها 13
2-4-1- تعریف میراگر 13
2-4-2- انواع ميراگر 14
2-4-3- آزمایشات تیر پیوند با لنگرهای انتهایی نامساوی 26
2-5- مروری بر تاریخچه و نظریات مختلف در زمینه میراگرها 28
2-6- بررسی سیتم ترکیبی بادبند زانویی و میراگر(ADAS) درمقاوم سازی قابهای خمشی فولادی 36
2-6-1- ﻣﺸﺨﺼﺎت ﺳﺎزه 36
2-6-2- ﻗﺎﺑﻬﺎي ﺧﻤﺸﯽ ﺑﺪون ﻣﻬﺎرﺑﻨﺪ زاﻧﻮﯾﯽ 37
2-6-3- ﻣﺸﺨﺼﺎت ﺑﺎدﺑﻨﺪ زاﻧﻮﯾﯽ 38
2-6-4- ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻣﯿﺮاﮔﺮADAS 39
2-7- آشنایی با میراگر خمشی-برشی 44
2-8- خلاصه فصل دوم 45
فصل سوم :مواد و روشهای مدلسازی
3-1- مقدمه 46
3-2- روش اجزای محدود 46
3-3- معرفی نرم افزار اجزای محدود آباکوس 47
3-4- فرآیند مدلسازی در نرم افزار اجزای محدود آباکوس 49
3-5- مدلسازی اجزای محدود مهاربند فولادی 52
3-6- پیکربندی هندسی مهاربند فولادی در محیط نرم افزار 52
3-7- مدلسازی المانهای تشکیل مهاربند فولادی 53
3-8- روش مدلسازی مصالح تشکیل دهنده مهاربند فولادی 53
3-9- روش بارگذاری و ایجاد شرایط مرزی 54
3-10- روش مشبندی مهاربند فولادی 54
3-11- روش آنالیز و استخراج نتایج تحلیل 55
3-12- صحتسنجی مدلسازی 55
3-13- روشهای مختلف تحلیل سازه 57
3-13-1- تحلیل استاتیكی خطی 57
3-13-2- تحلیل دینامیكی خطی 57
3-13-3- روش تحلیل طیفی 58
3-13-4- روش تحلیل تاریخچه زمانی 58
3-13-5- تحلیل استاتیكی غیرخطی 58
3-13-6- تحلیل دینامیكی غیرخطی 59
3-14- پارامترهای لرزهای 59
3-14-1- شکل پذیری 59
3-14-2- ضریب شکلپذیري سازه (μ) 59
3-14-3- ضریب رفتار(R) 61
3-14-4- ضریب مقاومت افزون(Ω) 63
3-14-5- ضریب تنش مجاز (Y) 63
3-14-6- محاسبه زمان تناوب سازه ها 63
3-15- مراحل مدلسازی عددی در نرمافزار آباکوس 64
3-15-1- مدلسازی قطعات 64
3-15-2- مشخصات مکانیکی فولاد و هندسه مدلها 64
3-15-3- مشخصات میراگر خمشی- برشی 65
3-15-4- الگوریتم بارگذاری چرخهای 67
3-16- خلاصه فصل سوم 67
فصل چهارم: معرفی المانهای مورد استفاده در نرمافزار ABAQUS، نحوه مدلسازی و تحلیل نمونه‌ها
4-1- مقدمه 68
4-2- اعتبار سنجی 69
4-3- مدل نمونه‌های مورد تحلیل 71
4-4- بارگذاری چرخهای 72
4-1- قاب با مهرابند زانویی بدون میراگر 73
4-2- بررسی پارامترهای میراگر خمشی – برشی 74
4-6- تحلیل و بررسی نتایج نمونه‌هاي عددي قاب‌هاي با میراگر 78
4-6-1- تأثیر طول میراگر 78
4-6-2- تأثیر ضخامت میراگر 83
4-6-3- تأثیر عرض(پهنای) میراگر 87
4-3- ضریب رفتار 91
4-4- استهلاک انرژی 92
4-5- سازه با مهاربند زانویی بدون میراگر 93
4-6 خلاصه فصل چهارم 96
فصل پنجم : نتایج
5-1- مقدمه 97
5-2- نتیجه گیری 97
منابع98
فهرست جدول ها
جدول 2 1: بارگذاری زلزله قاب های خمشی 37
جدول 2 2: ﮐﻨﺘﺮل ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﮑﺎن ﺟﺎﻧﺒﯽ ﻧﺴﺒﯽ ﻗﺎب ﺧﻤﺸﯽ5 ﻃﺒﻘﻪ 37
جدول 2 3: مشخصات میراگر ADAS 40
جدول 3 1: ابعاد مقاطع تير و ستون مدلها 64
جدول 3 2: ابعاد مهاربند، ورقهای اتصال و سخت کننده ها 65
جدول 3 3: مشخصات مکانيکي قطعات مدلها 65
جدول 4 1: مشخصات قاب با مهاربند زانویی با میراگر 69
جدول 4 2: مشخصات قاب با مهاربند زانویی بدون میراگر 69
جدول 4 3:مشخصات مدل آقایان حسین ابراهیمی و مسعود مولوی 70
جدول 4-4: تاریخچه بارگذاری 72
جدول 4 5: مشخصات اعضاء 75
جدول 4 6: مشخصات اعضاء 76
جدول 4 7: مشخصات اعضاء 77
جدول 4 9: ضریب رفتار میراگر بر سازه 92
جدول 4 10: مشخصات اعضاء 93
جدول 4 11: مقایسه میراگر وافقی 95
فهرست شکل ها
شکل 2 1: میرایی هیسترزیس 13
شکل 2 2: میراگر اصطکاکی تسلیم شونده 15
شکل 2 3: میراگر ویسکوالاستیک جامد 15
شکل 2 4: میراگر اصطکاکی چرخشی 16
شکل 2 5 :ميراگرهاي اصطكاكي پال 17
شکل 2 6 :میراگر مايع لزج 18
شکل 2 7: میراگر جرم هماهنگ شده 18
شکل 2 8:: میراگر سيال هماهنگ شده 19
شکل 2 9: ميراگر آلیاژی حافظه دار شکلی 20
شکل 2 10: ساختمان میراگر ویسکوز 21
شکل 2 11: مدل تحليلي ميراگر ويسكوز 22
شکل 2 12: نصب ميراگرها ون 22
شکل 2 13: استفاده از میراگرهای ویسکوز در بادبندهای قطری 23
شکل 2 14: استفاده از میراگر ویسکوز در بادبند جناقی 23
شکل 2 15: نمونه آزمايشات صورت گرفته 24
شکل 2 16: (الف)تیر پیوند کوتاه بدون سخت کننده (ب)تیر پیوند کوتاه با سخت کننده. 25
شکل 2 17: (الف)تیر پیوند کوتاه با سخت کننده یک طرفه (ب)تیر پیوند کوتاه با سخت کننده دو طرفه 25
شکل 2 18:تیر پیوند کوتاه با اتصال پیچ شده به جان. 26
شکل 2 19:نمونه پس از ازمايش تير پيوند( الف) بلند( ب)كوتاه. 26
شکل 2 20: آزمایش تیر پیوند با لنگرهای انتهایی نامساوی 26
شکل 2 21:نمودار هيسترزيس الف)تیرهای پیوند کوتاه با لنگرهای نامساوی بدون نیروی محوری ب)تیرهای پیوند کوتاه با لنگرهای نامساوی با نیروی محوری. 27
شکل 2 22: ﻗﺎﺑﻬﺎي ﺧﻤﺸﯽ ﻗﺒﻞ از ﻣﻘﺎوم ﺳﺎزي 36
شکل 2 23: ﻗﺎب ﻫﺎ ﺧﻤﺸﯽ ﻣﻘﺎوم ﺷﺪه ﺑﺎ ﺑﺎدﺑﻨﺪ زاﻧﻮﯾﯽ 36
شکل 2 24: ﻗﺎب ﻫﺎ ﺧﻤﺸﯽ ﻣﻘﺎوم ﺷﺪه ﺑﺎ ﺑﺎدﺑﻨﺪ زاﻧﻮﯾﯽ و ﻣﯿﺮاﮔﺮADAS 36
شکل 2 25: ﻣﻔﺎﺻﻠﯽ ﮐﻪ از ﺣﺪ LS ﻓﺮاﺗﺮ رﻓﺘﻪ اﻧﺪ 38
شکل 2 26: ﺑﺎدﺑﻨﺪ زاﻧﻮﯾﯽ 38
شکل 2 27: ﻣﯿﺮاﮔﺮ ADAS 39
شکل 2 28: ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺟﺎﺑﺠﺎﯾﯽ ﻧﺴﺒﯽ در ﻗﺎب ﻫﺎي5 ﻃﺒﻘﻪ 41
شکل 2 29: ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺟﺎﺑﺠﺎﯾﯽ ﻧﺴﺒﯽ در ﻗﺎب ﻫﺎي10 ﻃﺒﻘﻪ 41
شکل 2 30: ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺟﺎﺑﺠﺎﯾﯽ ﻧﺴﺒﯽ در ﻗﺎب ﻫﺎي15 ﻃﺒﻘﻪ 42
شکل 2 31: ﺑﺮش ﭘﺎﯾﻪ در ﻗﺎب ﻫﺎي ﺑﺎ ﻃﺒﻘﺎت و ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎي ﻣﺘﻔﺎوت 42
شکل 2 32:: ﺷﮑﻞ ﭘﺬﯾﺮي ﻗﺎﺑﻬﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ 43
شکل 2 33: ﺿﺮﯾﺐ رﻓﺘﺎر ﻗﺎﺑﻬﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ 43
شکل 2 34: میراگر خمشی – برشی 44
شکل 2 35: مدل اولیه و تغییر شکلیافته میراگر خمشی - برشی 44
شکل 3 1: منحنی تنش - کرنش مصالح فولادی در قاب مهاربندی واگرا 54
شکل 3 2: نماي شماتيك نمونه آزمايش برمن و برونو 56
شکل 3 3: مقایسه نتایج مدل آزمایشگاهی و نمونه طراحی شده در نرمافزار آباکوس 57
شکل 3 4: منحنی ظرفیت واقعی و دوخطی ساده شده 60
شکل 3 5: منحنی دوخطی با استفاده از روش سختی ارتجاعی و مقاومت نهایی یکسان 60
شکل 3 6: منحنی دوخطی با استفاده از روش ATC-40 61
شکل 3 7: مشخصات میراگر خمشی- برشی 65
شکل 3 8: هندسه مدل مهاربند واگرا دارای میراگر خمشی - برشی 66
شکل 3 9: مدل مشبندی شده 66
شکل 3 10: الگوریتم بارگذاری چرخهای 67
شکل 4 1:مدل مقاله حسین ابراهیمی و مسعود مولوی 70
شکل 4 2: نمودار بارگذاری چرخهای 73
شکل 4 3: تنش در قاب با مهاربند زانویی 74
شکل 4 4: نمودار بارگذاری سیکلی نیرو – تغییر مکان 74
شکل 4 5: میراگر با طولهای متفاوت 75
شکل 4 6: میراگر با عرض های متفاوت 76
شکل 4 7:تنش درقاب با میراگر با طول 480 میلی متر 78
شکل 4 8:تنش در میراگر با طول 440 میلی متر 78
شکل 4 9: تنش درقاب با میراگر با طول 400 میلی متر 79
شکل 4 10: نمودار میراگر با طول 400 میلی متر 80
شکل 4 11: نمودار میراگر با طول 440 میلی متر 80
شکل 4 12: نمودار میراگر با طول 480 میلی متر 81
شکل 4 13: نمودار میراگر با طول های متفاوت 81
شکل 4 14: ظرفیت بار گذاری چرخهای میراگر با طولهای متفاوت 82
شکل 4 15: تغییرمکان قاب در بیشترین ظرفیت بارگذاری چرخهای 82
شکل 4 16: میراگر با ضخامت 12 میلی متر 83
شکل 4 17: میراگر با ضخامت 13.2 میلی متر 83
شکل 4 18: میراگر با ضخامت 14.4 میلی متر 84
شکل 4 19: نمودار میراگر با ضخامت 14.4 میلی متر 85
شکل 4 20: نمودار میراگر با ضخامت 13.2 میلی متر 85
شکل 4 21: نمودار میراگر با ضخامت 12 میلی متر 86
شکل 4 22: ظرفیت بارگذاری چرخهای میراگر با ضخامتهای متفاوت 86
شکل 4 23: تغییرمکان تیر در بیشترین ظرفیت بارگذاری چرخهای 87
شکل 4 24:. تنش در میراگر با عرض 82 میلی متر 87
شکل 4 25: تنش در میراگر با عرض 90.2 میلی متر 88
شکل 4 26: تنش در میراگر با عرض 96 میلی متر 88
شکل 4 27: نمودار میراگر با عرض 98.4 میلی متر 89
شکل 4 28: نمودار میراگر با عرض 90.2 میلی متر 89
شکل 4 29: نمودار میراگر باعرض 82 میلی متر 90
شکل 4 30: ظرفیت بارگذاری چرخهای میراگر با ارتفاعهای متفاوت 90
شکل 4 31: تغییرمکان در بیشترین ظرفیت بارگذاری چرخهای 91
شکل 4 32: تغییرمکان در بیشترین ظرفیت بارگذاری چرخهای 91
شکل 4 33: نمودار استهلاک انرژی در سازها با میراگر ها با طول متفاوت 92
چکیده
هدف و روش: در سال‌های اخیر توجه ویژه¬ای به استفاده از سیستم¬های ترکیبی در سازه¬ها شده است. همچنین راه¬حل¬های مختلفی برای بالا بردن میزان ضریب رفتار و شکل¬پذیری اینگونه سیستم¬ها از جمله سیستم¬های دارای میراگرخمشی برشی ارائه شده است. بنابراین با توجه به اهمیت این موضوع، در پژوهش حاضر به بررسی تاثیر میراگر خمشی-برشی بر رفتار بادبند زانویی پرداخته شده است. برای مدلسازی از نرم¬افزار المان محدود Abaqus 2016 استفاده شد. نوع آنالیز، استاتیکی غیرخطی بود.
یافته¬ها: نتایج نشان داد استفاده از میراگرهای خمشی-برشی دررفتار بادبند زانویی می¬توان میزان پارامترهای لرزه¬ای مانند شکل¬پذیری، ضریب رفتار، مقاومت نهایی، استهلاک انرژی، سختی اولیه و کمانش ورق¬های اتصال را بهبود بخشید. همچنین نتایج پژوهش بیانگر آن بود که این سیستم ترکیبی، دوران و برش تیر پیوند را افزایش می¬دهد. از دیگر پارامترهای موثر بر رفتار سازه که مورد بررسی قرار گرفت، نرخ کرنش مصالح بود که بر نحوه رفتار غیرخطی سیستم، تاثیر زیادی داش در اﯾﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﺗﺤﻠﯿﻠﯽ ﻗﺎﺑﻬﺎي ﺧﻤﺸﯽ ﻓﻮﻻدي ﻣﻘﺎوم ﺷﺪه ﺑﺎ ﺑﺎدﺑﻨﺪ و ﻣﯿﺮاﮔﺮ ﻣﻮرد ﺗﻮﺟﻪ ﻗﺮارﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ. ﺑﻪ اﯾﻦ ﻣﻨﻈﻮر ﻗﺎﺑﻬﺎي ﺧﻤﺸﯽ ﻓﻮﻻدي ﮐﻪ ﻧﯿﺎز ﺑﻪ ﻣﻘﺎوم ﺳﺎزي آﻧﻬﺎ ﮐﺎﻣﻼً ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪه ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺗﺮﮐﯿﺒﯽ از ﺑﺎدﺑﻨﺪ زاﻧﻮﯾﯽ و ﻣﯿﺮاﮔﺮ ﺗﺴﻠﯿﻤﯽ(ADAS)، ﻣﻘﺎوم ﺳﺎزي ﺷﺪه وﺗﺎﺛﯿﺮات ﻣﻄﻠﻮب اﯾﻦ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺗﺮﮐﯿﺒﯽ، ﺷﺎﻣﻞ ﮐﺎﻫﺶ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﮑﺎن و ﺑﺮش ﭘﺎﯾﻪ و اﻓﺰاﯾﺶ ﺳﺨﺘﯽ ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﯽ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ و ﺷﮑﻞ ﭘﺬﯾﺮي و ﺿﺮﯾﺐ رﻓﺘﺎر ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺳﺎزه اي ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﮔﺮدﯾﺪه اﺳﺖ. در اﯾﻦ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺗﺤﻠﯿﻞ اﺳﺘﺎﺗﯿﮑﯽ ﻏﯿﺮ ﺧﻄﯽ از ﻧﺮم اﻓﺰارAbaqus 6.14 اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ.
کلمات کلیدی:
میراگر خمشی-برشی، بادبند زانویی، شکل¬پذیری، ضریب رفتار، مقاومت نهایی، نرخ کرنش.
برچسب ها:
میراگر خمشی برشی بادبند زانویی شکل پذیری ضریب رفتار مقاومت نهایی نرخ کرنش