مطالعه رفتار ستون های فولادی پرشده با بتن تقویت شده توسط نوارهای سخت کننده تحت بار چرخه ای

thesis
abstract

ستون¬های فولادی پر شده با بتن (cft)، در دو دهه¬ی گذشته در ساختمان¬های بلند و صنعتی، پل¬ها، اسکله ها و نیز شمع ها رواج زیادی پیدا کرده است. دلیل این مطلب را می توان در مواردی از قبیل مقاومت خوب در مقابل آتش¬سوزی، کاهش هزینه¬های ساخت از طریق ترکیب مناسب مقطع فولادی و بتنی، کاهش حجم بتن ریزی، استفاده از فولاد به عنوان قالب برای بتن، مقاومت خوب و مناسب در انواع بارگذاری خصوصاً بار¬گذاری لرزه ای، شکل¬پذیری بالا، قابلیت جذب انرژی، کاهش وزن سازه به دلیل کاهش در ابعاد مقطع، زمان ساخت کمتر و موارد گوناگون دیگر جستجو کرد. از زمانی که استفاده از این ستون ها آغاز شد، یکی از دغدغه¬های محققین بررسی انواع روش¬های تقویت این نوع ستون ها بوده است و روش های مختلفی نیز برای این منظور به کار برده شده است. استفاده از سخت کننده های فولادی به عنوان مؤثرترین روش برای تقویت ستون های فولادی پر شده با بتن در تحقیقات گذشته شناخته شده است. ولی این روش نیز مانند تمام روش های شناخته شده برای بهبود رفتار سازه ها از عواملی متعددی تأثیر می پذیرد که تا کنون به بسیاری از این عوامل به میزان کافی توجه نشده است. هدف از انجام این پایان نامه بررسی تأثیر عوامل مختلف بر رفتار ستون های فولادی پر شده با بتن دارای سخت کننده می باشد. بدین منظور ابتدا اثر سخت کننده طولی بر رفتار ستون های فولادی پر شده با بتن دارای مقطع مربعی، دایره ای و دایره ای دو پوسته مورد بررسی قرار داده شد. به دلیل شرایط اجرایی حاکم بر صنعت ساختمان سازی کشور در ادامه سایر بررسی ها، تنها بر روی ستون های با مقطع مربعی دارای سخت کننده طولی، انجام شد. بررسی روش های مختلف اضافه نمودن سطح مقطع فولاد در ستون ها نشان داد که در حالتی که ستون تحت بار جانبی قرار دارد، اضافه نمودن سخت کننده طولی تأثیری بیشتری در افزایش جذب انرژی و شکل پذیری دارا می باشد. البته اضافه نمودن سطح مقطع فولاد جداره از طریق افزایش ضخامت آن، تأثیر بیشتری در افزایش سختی اولیه و مقاومت جانبی حداکثر در ستون تحت بار جانبی داشت. اگرچه استفاده از سخت کننده طولی به دلیل افزایش سطح فولاد مصرفی در مقطع ستون فولادی پر شده با بتن عمدتاً موجب بهبود رفتار جانبی ستون می شود، ولی عملکرد اصلی این سخت کننده در جلوگیری از کمانش ورق جداره فولادی در محل لنگر حداکثر در ستون است. در صورتی که نسبت فشردگی ورق جداره ستون کم باشد، کمانش ورق جداره در کرنش های پلاستیک زیاد رخ خواهد داد. بر همین اساس به بررسی اثر فشردگی ورق جداره فولادی بر رفتار جانبی ستون cft در حالت استفاده و عدم استفاده از سخت کننده طولی پرداخته شد. نتیجه این بررسی نشان داد که وجود سخت کننده در نسبت های فشردگی پایین عملاً تأثیر قابل توجهی در رفتار جانبی این ستون ها نداشته و بر اساس این بررسی معیاری برای تعیین محدوده فشردگی مناسب برای استفاده از سخت کننده های طولی پیشنهاد شد. بررسی ابعاد بهینه سخت کننده طولی از دیگر موضوعاتی است که در این پایان نامه به آن پرداخته شده است. برای بررسی سطح مقطع بهینه سخت کننده، ضخامت آن در تمام نمونه ها به صورت ثابت و برابر ضخامت جداره فولادی در نظر گرفته شد و اثر تغییر عرض آن بر رفتار جانبی ستون cft مورد مطالعه قرار گرفت. این بررسی نشان داد که ابعاد پیشنهاد شده برای سطح مقطع سخت کننده های طولی در حالت نیروی محوری فشاری، کمتر از ابعاد مناسب برای ستون تحت بار جانبی می باشد. با توجه به اینکه عملکرد اصلی سخت کننده طولی در حالت نیروی جانبی کنترل کمانش جداره و به تعویق انداختن آن است، طول سخت کننده در ناحیه لنگر حداکثر در ستون بیشترین اثر را در رفتار جانبی آن دارد. بررسی این موضوع نشان داد که استفاده از سخت کننده به طول حدود 3/0 طول ستون در ناحیه لنگر خمشی حداکثر در ستون، بیشترین تأثیر را در رفتار جانبی ستون های فولادی پر شده با بتن دارد. بررسی اثر تغییر مقاومت در اجزاء مختلف ستون نشان داد که افزایش مقاومت بتن در ستون فولادی پر شده با بتن تا حدودی باعث افزایش سختی و مقاومت نهایی جانبی ستون می شود. ولی در این حالت تا حدودی شکل پذیری و به مقدار قابل توجهی جذب انرژی در ستون کاهش پیدا می کند. افزایش مقاومت فولاد سخت کننده به مقدار اندکی باعث افزایش مقاومت نهایی جانبی می شود ولی بر سختی اولیه سازه تأثیری ندارد. این موضوع همچنین باعث افزایش شکل پذیری و جذب انرژی در ستون می شود. در قسمت آخر این پایان نامه نیز اثر شکل، تعداد و وجود سوراخ و در کل پیوستگی بین جداره و هسته بتنی، و همچنین اثر محل قرار گیری سخت کننده در وجه داخلی یا خارجی جداره، بر رفتار جانبی آن مورد بررسی قرار گرفته است.

First 15 pages

Signup for downloading 15 first pages

Already have an account?login

similar resources

بررسی رفتار شکل پذیر بار افزون و چرخه ای سیستم دیواربرشی فولادی تقویت شده با سخت کننده و ستون های قوطی شکل پرشده با بتن

در این مقاله با توجه به مزایای سیستم دیوارهای برشی فولادی بعنوان سیستم مقاوم جانبی (سختی، مقاومت، شکل پذیری، جذب انرژی)، رفتار چرخه ای سیستم دیواربرشی فولادی تقویت شده با سخت کننده های افقی و قائم و ستون های مرزی با مقطع قوطی شکل پرشده از بتن بررسی شده است و تحلیل چرخه ای و تحلیل استاتیکی غیرخطی از نوع کنترل تغییرمکان با نرم‌افزار ABAQUSطبق الگوی تغییرمکان پروتکل ATC 24انجام و منحنی های هیسترزی...

full text

بررسی پارامتری رفتار چرخه ای اتصال خمشی نوین Tشکل تیر فولادی به ستون فولادی پرشده با بتن (CFT)

یکی از انواع اتصالات تیر به ستون فولادی اتصال بوسیله المان­های Tشکل می­باشد. سهولت در فرآیند ساخت، حمل و برپایی در عین شکل­پذیری مناسب، اقتصادی و مقاوم بودن از مزایای این نوع اتصال می­باشد. در ستون­های قوطی­شکل، پیچ­کاری بال سپری به بال ستون به دلیل محدودیت دسترسی به‌عنوان یک چالش مطرح می­باشد. در این تحقیق ضمن استفاده از بولت­های میان­گذر به عنوان عامل برقراری اتصال میان بال سپری و بال ستون، م...

full text

بررسی تأثیر نسبت توخالی و سخت کننده بر رفتار ستون های دوجداره فولادی پر شده با بتن (CFDST)

ستون‌های دو جداره فولادی لوله‌ای پر شده با بتن در سازه‌هایی مانند پل‌ها، ساختمان‌های بلند مرتبه و دکل‌های انتقال برق مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مقاله حاضر، با استفاده از نرم‌افزار عناصر محدود ABAQUS، رفتار این نوع ستون‌ها با مقطع دایره و مربع در جداره داخلی و خارجی، با تغییر نسبت توخالی و همچنین با تغییر ارتفاع و ضخامت سخت‌کننده و تأثیر آنها بر شکل‌پذیری، ظرفیت باربری ...

full text

مطالعه آزمایشگاهی رفتار دیوارهای برشی فولادی سردنورد شده با پوشش فولادی تحت بارگذاری جانبی چرخه ای

یکی از سیستم­های ساختمانی که در سالیان اخیر توسعه مناسبی در سطح جهانی داشته است، سیستم ساختمانی قاب فولادی سبک سرد نورد شده (CFS) یا (LSF) می­باشد. قابلیت ساخت این سیستم به صورت پیش ساخته و صنعتی و همچنین میل به توسعه صنعتی سازی ساختمان در کشور، باعث شده است که سیستم ساختمانی مذکور گزینه­ای قابل اعتنا در صنعت ساختمان سازی کشور شود. دیوارهای برشی فولادی سرد نورد شده (CFS) با پوشش فولادی، یکی از ...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد - دانشکده فنی

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023