مقاطع مرکب بتنی-فولادی و کاربرد آنها در مقاوم سازی ساختمانها

روشن است که با تقویت مقطع یک عضو سازه ای در یک سازه موجود، نمی توان تنشها را در مقطع عضو تحت بارهایی که در شرایط بهره برداری و به طور بالفعل بر روی آن وارد می شوند، کاهش داد. در حقیقت تقویت عضو می تواند برای تعدیل تنشها در مقطع عضو تحت بارهایی که بعد از تقویت بر روی آن اضافه می گردد، موثر باشد. به طوری که در این پایان نامه نشان داده شده است، عدم توجه به تاریخچه و سابقه تنش های موجود در اعضای تقویت شده در روش تحلیل استاتیکی خطی می تواند منتهی به طرح مقاطع غیر ایمن گردد. لیکن با توجه به فرض جاری شدن مقاطع در محل تشکیل مفاصل پلاستیک در روش تحلیل استاتیکی غیرخطی در نظر نگرفتن سابقه تنش ها در مقاطع تقویت شده می تواند نتایج درستی از تحلیل نیروها در اعضای سازه را بدست دهد. صحت و درستی این نظریه احتیاج به مطالعه و بررسی دقیق تری دارد که در این پایان نامه به آن پرداخته شده است. تنش ها در مقطعی که تحت مقاوم سازی قرار می گیرد به دو دسته تقسیم می شوند:1- تنش هایی که در مقطع اولیه المان به علت بارهای مرده و زنده ساخت و بهره برداری وجود دارد ،2- تنش هایی که در مقطع ثانویه (تقویت شده) در هنگام زلزله ایجاد میگردد. در حال حاضر عموماً نرم افزارهای etabs و sap2000 جهت انجام محاسبات مربوط به مقاوم سازی لرزه ای به کار می روند که هیچ یک از این دو نرم افزار قابلیت بارگذاری روی مقطع به صورت مرحله ای، به روشی که گفته شد را ندارند. در مطالعه حاضر، بارگذاری مرحله ای با استفاده از لنگرهای حاصل از تحلیل خطی در نرم افزار etabs و استفاده از اصل جمع آثار قوا انجام شده و تنش های موجود در مقطع قبل و بعد از مقاوم سازی بدست آمده است، سپس مقاطع مورد نظر با استفاده از آنالیز استاتیکی غیر خطی مورد تحلیل قرار داده و منحنی های ظرفیت المانهای مقاوم شده بدست آورده شده است. با توجه به نتایج استفاده از روش غیر خطی سبب طراحی مقطع به صورت محافظه کارانه می شود که همین موضوع می تواند توجیهی برای کاربرد روش مرسوم در مسائل عملی مربوط به مقاوم سازی ساختمانها (یعنی در نظر نگرفتن بار به صورت مرحله ای در مقطع)، باشد. در نهایت روشهای مختلف تقویت تیرها و ستونهای مرکب با استفاده از نتایج تحلیل استاتیکی غیرخطی بررسی و مقایسه شده اند. با توجه به اینکه رابطه ی بین لنگر و انحنا (چرخش) برای مقاطع مرکب بتنی-فولادی در fema356 و نرم افزار sap2000 تعریف نشده است،این رابطه با مدل سازی مقاطع در نرم افزارopensees تعیین شده است. با استفاده از منحنی ظرفیت قابها و نتایج حاصل از تقویت تیرها و ستونها به مقایسه روشهای تقویت مقطع و ارائه راهکار مناسب برای تقویت پرداخته شده است.