الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 68000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۴۳
کد مقاله
CVL43
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
استفاده از ستون های عمیق در قابهای خمشی فولادی ویژه
نام انگلیسی
Use of Deep Columns In Special Steel Moment Frames
تعداد صفحه به فارسی
۵۶
تعداد صفحه به انگلیسی
۴۱
کلمات کلیدی به فارسی
ستون های عمیق, قابهای خمشی فولادی ویژه
کلمات کلیدی به انگلیسی
Deep Columns, Special Steel Moment Frames
مرجع به فارسی
دپارتمان مهندسی راه و ساخنمان و معماری، انستیتو فن آوری الینویز
دپارتمان مهندسی راه و ساخنمان و محیط زیست، دانشگاه کالیفرنیا، برکلی
لابراتوار ملی لارنس، مرکز سیستم های توزیعی پیچیده
ایالات متحده
مرجع به انگلیسی
Department of Civil and Architectural Engineering; Illinois Institute of Technology; Department of Civil and Environmental Engineering; University of California, Berkeley; Center for Complex Distributed Systems; Lawrence Livermore National Laboratory
کشور
ایالات متحده
استفاده از ستون های عمیق در قابهای خمشی فولادی ویژه
چکیده
این مقاله برخی از مسائل مرتبط با استفاده از «ستون های عمیق» قابهای خمشی ویژه را مورد بررسی قرار می دهد. از سال ۱۹۹۴ با توجه به وقوع زمین لرزه نورثریچ[۱] تعداد زیادی از مقالات و پروژه ها در ایالات متحده، ژاپن و مناطق دیگر در خصوص رفتار لرزه ای و طراحی قابهای خمشی فولادی انجام شده اند. در تقریبا کلیه این پروژه های تحقیقاتی، ستون مورد استفاده در آزمایش یا تحلیل های مرتبط W14 یا مقاطع کوچکتر بوده است. یکی از مهمترین پروژه های تحقیقاتی در طی این دوره پروژه فولاد [۲]SAC بوده است که در آن اتصالات خمشی / لنگری زیادی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و بر این مبنا توصیه هایی در زمینه طراحی و فرمولاسیون این اجزا عرضه شده است. در این پروژه، تقریبا کلیه نمونه های بکارگرفته شده ستون هایی با عمق بیش از ۱۴ الی ۱۶ اینچ بوده اند. نظر بدین موضوع، مبحث صلبیت در ارتباط با قابهای خمشی با توجه به کنترل پدیده دریفت جانبی، که خود سبب استفاده از ستون های عمیق تر با عمق ۲۴، ۲۷ و حتی ۳۰ اینچ شده است، مد نظر قرار گرفته است. این مورد از نظر اقتصادی نیز بسیار به صرفه می باشد. متاسفانه، اطلاعات گسترده و مطمئنی در زمینه رفتار چرخه ای حقیقی و طراحی قابهای خمشی با ستونهای عمیق وجود ندارد. این مقاله موارد ذیل را مورد بررسی قرار می دهد: (الف) مسائل مرتبط با بکارگیری ستونهای عمیق در قابهای خمشی، (ب) مقایسه لرزه ای دو قاب خمشی ۱۰ طبقه ای با استفاده از W14 و W27 به ترتیب، (ج ) نتایج سری های تحلیل المان محدود غیر خطی یا رفتار چرخه ای – خمشی اتصالات با ستونهای عمیق و (د) نتیجه گیری.
۱- دیباچه
۱-۱ مقدمه
قابهای مقاوم در برابر خمش یکی از پرکاربردترین
سیستم های مقاوم در برابر بار جانبی در بسیاری
از سازه های ساختمانی فولادی می باشند. در طی
زلزله ۱۹۹۴ نورثریچ، تعداد زیادی از قابهای خمشی فولادی جوشکاری شده دچار ترکهای در جوش ناحیه اتصال تیر به ستون یا در نزدیک اتصالات شدند. با این وجود، هیچکدام از این سازه های صدمه دیده دچار فروپاشی نسبی یا حتی صدمات جدی نشدند، بر این مبنا انجمن مهندسی سازه و ساخت و ساز مواد فولادی اقدام به انجام یک بررسی گسترده در خصوص این پدیده و رویه های ترمیمی آن نمودند. پس از حادثه زمین لرزه ۱۹۹۴ نورثریچ و در طی دوره های ۱۹۹۴ الی ۲۰۰۰، تحقیق گسترده ای بوسیله گروه فولاد SAC[3] (FEMA- 350، ۲۰۰۱) انجام شد که بودجه آن بوسیله موسسه مدیریت امور اضطراری فدرال[۴] تامین گردید. هدف اصلی این پروژه بر اساس موارد مشخص شده توسط پروژه SAC، ارائه فن آوری های مرتبط در زمینه طراحی، ساخت، بررسی، ارزیابی و بهبود قابهای خمشی که در معرض تاثیرات زلزله قرار گرفته اند ذکر شده است.
به عنوان بخشی از پروژه SAC تعداد زیادی از آزمایشات چرخه ای اتصالات تیر به ستون قابهای خمشی انجام شده بودند. هدف مشخص نمودن رفتار حقیقی موجود همراه با ارتقای اتصالات خمشی تیر به ستون بوده است. غالب این آزمایشات بر روی نمونه هایی انجام شد که ستون های آن از مقاطع W14 همراه با عمق حداکثری ستون در حدود ۱۴ الی ۱۶ اینچ برخوردار بوده اند. به هنگامی که مطالعات انجام شدند، پروژه SAC اقدام به ایجاد یک سری از گزارشات (FEMA-35، ۲۰۰۱) در زمینه ویژگی های مختلف این مشکل و راه حل های آن نمود. یکی از اقلام مهم در گزارشات FEMA ارائه اتصالات خمشی «مجاز» بوده است. این اتصالات از نظر خواص مواد و هندسه دارای محدوده های خاصی می باشند که برمبنای اتصالات آزمایش شده مشخص گردیده اند. که در صورتی که خواص یک اتصال طراحی شده در چنین محدوده ای باشد، انتظار می رود تا اتصال طراحی شده دارای رفتاری مشابه با موارد آزمایش شده در محدوده برنامه SAC باشد.
تقریبا کلیه اتصالات مجاز در گزارشات SAC دارای ستون W14 هستند که به طور متعارف در بسیاری از سازه ها به کار گرفته شده اند. با این وجود، در دفاتر طراحی امروزی، مهندسین سازه در بسیاری از پروژه ها استفاده از ستون هایی که عمیق تر از مقادیر W14 هستند را اقتصادی تر ارزیابی می کنند. در خلال سالیان اخیر، این موضوع مشخص شده است که مهندسین طراح از انگیزه اقتصادی زیاد و فزاینده ای برای استفاده از ستون های عمیق، به منظور ارضای نیازها با توجه به محدودیت های اکید در این زمینه، برخوردار گردیده اند. استفاده از ستون های W14 در این مبحث غالبا منجر به حصول ستون هایی می شود که از سنگینی بیش از حدی برخوردار هستند. مهندسین سازه به صورت دوره ای از ستون های عمیق تر برای برخی از پروژه های ساختمانی فولادی خود استفاده می نمایند و این استفاده بیشتر به هنگامی خواهد بود که آنها از منابع کافی جهت انجام آزمایشات فیزیکی اتصالات پروژه – محور خود برخوردار باشند. ستون های عمیق به طور گسترده تری برای ساختمان های دارای ارتفاع متوسط تا ارتفاع زیاد مورد استفاده قرار گرفته است، البته در صورتی که بتوان از مسایل زمان بر و آزمایشات پرهزینه فیزیکی اجتناب کرد. تاکنون، تحقیقات محدودی در ارتباط با رفتار و طراحی اتصال تیر به ستون با ستون های عمیق انجام شده است. دو گزارش (Gilton و همکاران، ۲۰۰۰) و (Ricles و همکاران، ۲۰۰۰) شامل نتایج آزمایشات چرخه ای تعداد اندکی از نمونه های اتصال تیر به ستون بوده اند که در آن ستون دارای مقطع بالی با پهنای عمیق بوده است. بنابراین، نیاز به منظور حصول اطلاعات درباره عملکرد اتصالات خمشی تیر به ستون با ستون های عمیق همچنان بعنوان یک مبحث اساسی مطرح است. یک ستون عمیق در این محتوا در حقیقت به عنوان ستونی با یک عمق بیشتر از ۲۱ اینچ به شمار می آید.
استفاده از ستون های عمیق در قابهای خمشی فولادی ویژه
۲-۱٫ سابقه مطالعه
پس از زلزله ۱۹۹۴ نورثریچ، مطالعات گسترده ای جهت ارتقای عملکرد قاب مقاوم در برابر خمش فولادی، به هنگامی که در برابر حرکت های شدید زمین قرار می گیرد، انجام شد. پس از آن، مقطع کاهش یافته تیر (RBS)، که در آن مقطعی از بال تیر جهت فشار آوردن بر مفصل پلاستیکی به منظور جدا شدن تیر از وجه ستون حذف می شود، به عنوان یکی از اتصالات خمشی جوشکاری شده مورد استفاده قرار گرفت. محققین اقدام به بررسی رفتار اتصالات RBS به هنگام اتصال با ستون های W14 نموده (FEMA- 350، ۲۰۰۱) و دریافتند که اتصالات RBS دارای نرمی / شکل پذیری دورانی چرخه ای بزرگتری در مقایسه با اتصالات مشابه بدون RBS می باشد. این نوع از ترکیب اتصال تیر به ستون بعنوان یک ترکیب مجاز به وسیله آیین نامه FEMA- 350، جهت طراحی لرزه ای قاب های مقاوم در برابر خمش، همراه با تعداد دیگری از پیکربندی های اتصالات جوشکاری شده و پیچ و مهره شده، به شمار می آید.
در سال ۲۰۰۰، گزارش ارائه شده به وسیله Gilton و همکاران (۲۰۰۰) نتایج آزمایشات چرخه ای سه اتصال خمشی RBS را ارائه داشته که در آن ستون های عمیق مورد استفاده قرار گرفته اند. این نویسنده ها پدیده پیچش ستون های عمیق را گزارش نمودند. با وجود آنکه پیچش ستون عمیق در آزمایشات آنها به نظر در طی مراحل آخر بارگذاری و پس از چرخش بیش از رادیان ۰۳/۰ مشاهده شده است، نویسندگان نگرانی خود در خصوص پیچش ستون های عمیق را بیان داشته و اقدام به فرمول بندی این موارد نموده و محدودیت های هندسه سطح مقطع ستون جهت ممانعت از پیچیدگی مشاهده شده ستون های عمیق را ارائه نمودند. بررسی مربوط به این گزارش به وسیله Gilton و همکاران (۲۰۰۰) معرف آن است که حرکت جانبی مفصل RBS و پیچش حاصله ستون های عمیق در آزمایشات احتمالا به واسطه شرایط مرزی غیر حقیقی و عدم وجود مهاربندی می باشد که می بایست به طور طبیعی برای بال بالایی به وسیله تیرهای کف مهیا شده باشد.
جهت بررسی این مورد، رفتار چرخه ای غیرخطی اتصالات خمشی RBS با W14 و ستون های عمیق مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج در اینجا خلاصه شده اند. این تحلیل ها کار خود را از طریق ایجاد مدل مجموعه فرعی از اتصالات تیر به ستون، که به صورت فیزیکی مورد آزمایش قرار گرفته اند، آغاز نمودند (Gilton و همکاران، ۲۰۰۰). پس از آنکه نتایج یک نمونه تست شده به وسیله مدل المان محدود کاملا شبیه سازی شد، یک گروه از مجموعه های فرعی تیر به ستون با پیکربندی های ستون عمیق دیگر مورد تحلیل قرار گرفته و نتایج ارزیابی شدند. نتایج موکد آن هستند که پیچش ستون در آزمایشات Gilton و همکاران (۲۰۰۰) احتمالا به طور اصلی بواسطه روشی بوده است که بر مبنای آن این نمونه مورد آزمایش قرار گرفته بود. در این آزمایشات، هیچ گونه مهاربندی بال، که به طور طبیعی برای باله بالایی تیر به وسیله نواحی کف در ساختمان های حقیقی فراهم می شود، وجود نداشته است.
نویسندگان امیدوارند که اطلاعات ارائه شده در اینجا بتواند در زمینه درک بهتر رفتار حقیقی اتصالات خمشی با توجه به ستون های عمیق در ساختمان ها مفید باشند. به علاوه، ما امیدواریم که این اطلاعات بتواند به محققین آتی در زمینه برنامه ریزی آزمایشات خود به منظور تست اتصالات خمشی با ستون های عمیق کمک نماید.
استفاده از ستون های عمیق در قابهای خمشی فولادی ویژه
۳-۱٫ اهداف این گزارش
اهدف اصلی این اطلاعات فنی فولاد و خدمات محصول (TIPS فولادی) به شرح ذیل می باشند:
بررسی و بازنگری استفاده از قاب ها دارای ستون های عمیق (بخش ۲).
انجام تحلیل های پوش اور (بار افزون) و تحلیل تاریخ زمانی غیر ارتجاعی قاب های W14 همراه با ستون های عمیق و مقایسه رفتار لرزه ای آنها (بخش ۲).
انجام یک بررسی حیاتی در زمینه نتایج چندین آزمایش چرخه ای موجود در این زمان بر روی «ستون های عمیق». ستون های عمیق به عنوان آن دسته از ستون هایی تعریف می شوند که دارای عمق ۲۱ اینچی یا بیشتر هستند، مخصوصا ستون های دارای عمق های ۲۴، ۲۷، ۳۰ و ۳۳ اینچی (بخش ۳).
استفاده از مدل های حقیقی اتصالات ستون های عمیق، به منظور انجام آزمایشات چرخه ای شبیه سازی شده این اتصالات و مقایسه نتایج تحلیل های کامپیوتری با نتایج آزمایش حقیقی به منظور اطمینان از آنکه تحلیل های کامپیوتری نیز قابلیت پیش بینی نتایج آزمایش حقیقی را خواهند داشت (بخش ۳).
انجام تحلیل های بیشتری در خصوص اتصالات خمشی (اتصالات لنگری) با تیرهای مختلف و مقادیر ستون های عمیق مختلف و با حضور یا عدم حضور کف (بخش ۳).
فرمول بندی توضیحات تجربی و مقدماتی به منظور استفاده از ستون های عمیق در قاب های خمشی. چنین توصیه هایی را می توان از طریق آزمایشات تصدیق شده انتخابی که به درستی طراحی و اجرا شده است مورد تایید قرار داد (شکل ۴).
استفاده از ستون های عمیق در قابهای خمشی فولادی ویژه
۲- کاربرد و رفتار قاب ها با ستون های عمیق
۱-۲٫ مقدمه
در غالب موارد طراحی قاب های خمشی، محدودیت های دریفت، و نه مقاومت، بر روی فرآیند طراحی حاکم می باشند. یکی از راه های موثر جهت کاهش دریفت یک قاب خمشی افزایش سفتی خمشی و برشی ستون ها می باشد. با استفاده سطوح مقطع عمیق تر از W14 که به طور متعارف در بسیاری از قاب های خمشی استفاده می شوند می توان بدین منظور دست یافت. متن ذیل فراهم آورنده مبحثی درباره کاربرد ستون های عمیق می باشد.
۲-۲٫ مسایلی در ارتباط با استفاده از ستون های عمیق
a-2-2. صلبیت قاب خمشی
ستون های عمیق با مقاطع W21 الی W30 فراهم آورنده ممان اینرسی بزرگتر برای وزن مشابهی در مقایسه با مقاطع ستون W14 متعارف می باشند. به طور مثال، وزن بر فوت یک مقطع W27 کمتر از نصف وزن بر فوت یک مقطع W14 با ممان اینرسی قابل قیاس می باشد. سفتی یا صلبیت خمشی نسبتا بزرگتر ستون های عمیق موجب افزایش صلبیت کلی قاب خمشی می شود که در مقابل سبب کاهش دریفت و صدمه دیدگی خواهد شد.
b-2-2. مقاومت
در قاب های خمشی که در معرض نیروهای جانبی نسبی بزرگتری قرار می گیرند، مقاومت خمشی ستون ها یکی از پارامترهای مهم به شمار می آید. ستون های عمیق فراهم آورنده ظرفیت خمشی بزرگتر پلاستیکی / لنگر خمیری در مقایسه با همین ظرفیت برای W14 می باشند که سبب می شود تا قابلیت برآورده سازی ضرورت طراحی بیشتر مرتبط با ستون قوی- تیر ضعیف به راحتی حاصل شود. به طور مثال، وزن بر فوت یک مقطع W27 کمتر از ۷۰% وزن مقطع W14 می باشد که دارای ظرفیت خمشی پلاستیکی یکسانی است. در استفاده از ستون های عمیق با ممان اینرسی محور ضعیف نسبتا کوچک، لازم است تا قابلیت کنترل احتمال کمانش پیچش جانبی ستون عمیق، مخصوصا برای کف های بلند وجود داشته باشد.
c-2-2. مسایل مربوط به چشمه اتصال
مقاطع ستون عمیق دارای جان های عمیق تر در مقایسه با ستون های W14 بوده و مساحت جان بیشتری در مقایسه با W14 با توجه به یکسانی وزن را فرام می آوردند. این بدان معنا خواهد بود که مقاومت برشی و صلبیت چشمه اتصال در یک ستون عمیق بزرگتر از مقادیر منطبق در یک ستون W14 با وزن یکسان می باشد. هر چه که مقاومت برشی چشمه اتصال در ستون های عمیق بیشتر باشد قابلیت کاهش اعوجاج ها یا تغییر شکل چشمه اتصال نیز کمتر خواهد بود. در نتیجه، مشارکت تغییر شکل چشمه اتصال در دریفت یا رانه طبقه به هنگامی که از ستون های عمیق استفاده می شود کمتر خواهد بود. در ستون های عمیق، که در آن جان نسبتا باریک تر است، کمانش برشی چشمه اتصال را می بایست مورد بررسی قرار داد. از طریق محدود سازی h/tw جان ستون به مقدار ذیل با توجه به آیین نامه AISC می توان از کمانش برشی جان جلوگیری کرد (AISC، ۲۰۰۱).
b-3-2. طراحی ساختمان به کار گرفته شده در مطالعات تطبیقی
همان گونه که قبلا ذکر شد، ساختمان استفاده شده در این مطالعه از بررسی ساختمان هایی حاصل آمده که به وسیله برنامه SAC توسعه و مورد استفاده قرار گرفته بودند (SAC، ۱۹۹۶). این سازه ۱۰ طبقه به وسیله SAC به عنوان ساختمانی در منطقه لس آنجلس با ستون های W14 طراحی شده بود. سازه طراحی شده – SAC در تطابق با استاندارد UBC- 97 بوده و دریفت حداکثری بین طبقه ای آن (برای طبقه همکف با بلندی ۱۸ فوت، شکل ۱-۲) ۷/۱% بوده است، که کمتر از ۲% محدوده مشخص شده به وسیله UBC- 97 برای این سازه می باشد.
تحلیل های پوش اور:
به منظور مقایسه عملکرد دو قاب، با استفاده از برنامه SAP 2000n، آنالیزهای پوش اور قاب ها که در شکل ۲-۲ نشان داده شده اند انجام شد. در تحلیل های پوش اور، هردوی قاب ها در معرض هرچه بیشتر تغییرات مکانی مد اول پوش اور بوده اند. شکل ۴-۲ نشان دهنده منحنی های پوش اور می باشد. هردوی این قاب ها قابلیت دسترسی به یک جابجایی یا تغییر مکان جانبی بام در حدود ۵/۲ فوت قبل از فروپاشی را داشته اند. شکل ۵-۲ نشان دهنده مفاصل در زمان فروپاشی می باشد. قاب دارای ستون های W14 معرف تشکیل طبقه نرم است در حالی که قاب دارای ستون های W27 دارای میزان تسلیم شدگی بیشتری در ستون ها در زمان فروپاشی می باشد. ستون ها در قاب دارای ستون های W27 به میزان قابل توجهی سبک تر از ستون ها در قاب دارای ستون های W14 می باشند.
تحلیل های تاریخ زمانی غیر ارتجاعی
به منظور مقایسه واکنش دینامیکی دو قاب، تحلیل های تاریخ زمانی غیر ارتجاعی هر دو قاب انجام شد. بار مرده و زنده همراه با جرم به کار گرفته شده برای هردو قاب با توجه به آئین نامه استاندارد SAC (FEMA- 350، ۲۰۰۱) مشابه بوده اند. مدل های غیر ارتجاعی قاب ها در شکل ۲-۲ نشان داده شده اند که در معرض جزء تسریع E- W ارزیابی لرزه ای زمین لرزه (SEE) ایجادی به وسیله Bolt و Gregor (1993) بوده است. شکل ۶-۲ نشان دهنده تاریخ زمانی تغییر مکان اولین طبقه برای دو قاب می باشد. مقادیر دریفت برای اولین طبقه را می توان از طریق تقسیم این تغییرات مکانی بر ۱۸ فوت، بلندی طبقه همکف، به دست آورد.
۳٫ تحلیل رفتار چرخه ای اتصالات ستون عمیق
۱-۳٫ مقدمه
این فصل به صورت تحلیلی اقدام به بررسی
رفتار چرخه ای اتصالات تیر به ستون با
مقاطع ستون عمیق در محدوده ای از W14
الی W33 می نماید. یک مقطع فشرده تیر
برای غالب مطالعات پارامتری به کار گرفته شده است. تقریبا کلیه مقاطع بال پهن موجود به صورت فشرده هستند. برای مقایسه، یک بخش غیر فشرده نیز شامل شده است. تحلیل های المان محدود غیرخطی با جزئیات مربوطه جهت مخاطب قرار دادن مسایلی که بر روی عملکرد چرخه ای و ملاحظات طراحی یکی از شایع ترین اتصالات کاربردی به وسیله FEMA- 350 (2001) تاثیرگذار می باشد و تحت عنوان اتصال RBS خوانده می شود، نیز انجام شد. در بخش های ذیل، خلاصه نتایج این مطالعات ارائه شده اند.
استفاده از ستون های عمیق در قابهای خمشی فولادی ویژه
۲-۳٫ شبیه سازی رفتار چرخه ای نمونه آزمایش شده
a– 2-3. مدل کامپیوتری نمونه تست
همانگونه که در فصل قبلی بیان شد، دو نمونه از سری مدل تست شده به وسیله Gilton و همکاران (۲۰۰۰) دارای ورق های مضاعف جان متصل شده به چشمه اتصال ستون بوده اند. نمونه سوم بدون صفحه مضاعف، به نظر به صورت واقعی تری معرف رویه طراحی جاری بوده و از اینرو در این مطالعه برای مدلسازی و تحلیل انتخاب شده است. این نمونه در حقیقت نمونه DC-2 (Gilton و همکاران، ۲۰۰۰) می باشد. یک مدل المان محدود غیر خطی این نمونه با استفاده از برنامه المان محدود غیر خطی، ABAQUS (ABAQUS، ۲۰۰۱) ایجاد شد. این نمونه به عنوان یک مولفه تیر به ستون استاندارد می باشد که شامل یک ستون W27´۱۹۴ و یک تیر W36´۱۵۰ است که هر دو به عنوان فولاد Gr.50A572 مشخص شده اند. یک مقطع کاهش یافته تیر (RBS) نیز جهت آنکه مقطع اتصال تیر نیز از کیفیت مرتبط با آئین نامه FEMA 350 (FEMA 350، ۲۰۰۱) برخوردار باشد به کار گرفته شد. جزئیات RBS تقویت کننده های ستون و صفحه لقمه برشی جان در شکل ۱-۳ نشان داده شده اند. فرایند آزمایش اتصالات تیر به ستون در شکل ۲-۳ نشان داده شده است.
b– 2-2. رفتار چرخه ای شبیه سازی شده اتصالات
۳-۲-۳٫ مقایسه نتایج تحلیلی و تجربی
۳-۳٫ مطالعه پارامتری رفتار چرخه ای اتصالات ستون عمیق
۱-۳-۳٫ رفتار چرخه کلی اتصالات ستون عمیق
۲-۳-۳٫ تاثیر عمق / اندازه ستون
۳-۳-۳٫ تاثیر تراکم مقطع تیر
۴-۳-۳٫ ثبات عرضی اتصالات با ستون W14
…
استفاده از ستون های عمیق در قابهای خمشی فولادی ویژه
۴٫ نتیجه گیری
۱-۴٫ مقدمه
بر مبنای نتایج تحلیل های غیر خطی قابهای خمشی فولادی با اتصالات RBS و با ستونهای W14 الی W33، نتیجه گیری ذیل حاصل آمده است. البته این نتایج را نباید برای هر نوع کاربرد خاص بدون بررسی حرفه ای، تکمیلی و تصدیقی مناسب، و کنترل مناسبت ها و بکارگیری آن بوسیله مهندسین حرفه ای مجاز، و یا طراحان و معماران ماهر، بکار گرفت. همانگونه که در بخش رفع مسئولیت عنوان شد، هر فردی که اقدام به استفاده از اطلاعات این مبحث می نماید می بایست کلیه مسئولیتهای آن را نیز تقبل نماید.
۲-۴٫ نتیجه گیری
بر مبنای عملکرد قابهای دارای ستونهای عمیق و رفتار اتصالات آنها، هیچگونه دلیل قابل توجهی جهت پیشنهاد جلوگیری از استفاده مقاطع ستون عمیق در هر نوع قاب خمشی شامل قابهای خمشی ویژه وجود ندارد.
تحلیل های صلب یا غیر ارتجاعی اتصالات با ستونهای عمیق معرف آن است که اتصالات ارائه شده در این مطالعه می بایست قابلیت فراهم آوردن استحکام و مقاومت مورد نیاز و مخصوصا نرمی یا شکل پذیری چرخه ای فراتر از موارد مشخص شده در موسسه FEMA-350 (2001) برای اتصالات دارای کیفیت را داشته باشند. شکل ۱-۴ نشان دهنده ضروریت ها و الزامات FEMA برای منحنی پوش با چرخش – خمشی حداقلی (منحنی OYF) همراه با منحنی پوش شاخص برای اتصالات با ستون عمیق بررسی شده در این مقاله (منحنی OYA) می باشد. همانگونه که این شکل مشخص می سازد، اتصالات دارای ستون عمیق بطور آشکار در بردارنده ضروریات استاندارد FEMA می باشند.
شکل ۱-۴٫ مقایسه منحنی M-q اتصالات همراه با ستونهای عمیق با توجه به M-q که در مشخصه FEMA در زمینه اتصالات خمشی خاص نشان داده شده است.
با توجه به ستونهای عمیق و مبحث مطرح شده در FEMA-350 (2001)، صفحه ۲ الی ۲۳ بیان می دارد که : «اتصالات با کیفیت را می بایست تنها با مقاطع ستون W12 و W14 مورد استفاده قرار داد». برحسب FEMA-350، این جمله بر مبنای نتایج تنها دو آزمایش نمونه های ستون عمیق بوده است که در زمان ایجاد گزارشات FEMA اعمال گردیده است. در این دو آزمایش، ستونهای عمیق از نوعی تمایل به تاب خوردگی یا پیچش برخوردار بوده اند. یک بررسی مرتبط با این آزمایش همانگونه که در بخشهای قبلی ذکر شد مشخص کننده احتمال عدم تاب خوردگی چنین ستونهایی در صورت انجام آزمایشهای مربوطه و در هنگامی می باشد که از شاخص های اصلی و واقعی و نمونه های منطبق با آزمایشات مناسب در ساختمان استفاده شود. البته این نمونه ها دارای هیچگونه تیر عرضی که در محل برخورد تیر و ستون تیرها بهم متصل شده باشند و همچنین دال کف نبوده اند. تقریبا کلیه سازه های فولادی قاب خشمی دارای دال های کف (نوعا دال بتونی یا فولادی) و تیرهای عرضی می باشند، که خود فراهم آورنده مهاربندی یا قابلیت اتصال عرضی قابل توجهی می باشند. این بررسی معرف آن است که حضور این موارد جهت فراهم آوردن یک نوع مهار مورد نیاز جهت حذف یا کاهش میزان پیچش ستون و تقلیل آن به نوعی پیچش بی اهمیت در یک سطح اندک کفایت خواهد داشت.
رفتار چرخه ای اتصالات RBS با تیرهای عمیق به نظر برابر با رفتار اتصالات مشابه با تیرهای W14 می باشد. مطالعات ما معرف آن است که هیچگونه تفاوتی در الزامات مهاربندی برای اتصالات RBS با W14 و ستونهای عمیق تا W33، به هنگام بکارگیری یک دال کفی، حداقل در یک طرف تیر، وجود ندارد.
با استفاده از ستونهای عمیق، در قالب خمشی، محدوده های دریفتی را می توان با میزان توناژ کمتر فولاد در مقایسه با مقاطع ستون W14 برآورده ساخت. چنین امری بواسطه مقدار قابل توجه گشتاور ماند مقاطع عمیق برای یک وزن یکسان برحسب فوت در مقایسه با ستون W14 می باشد.
یک مزیت اضافه شده استفاده از ستون عمیق، پتانسیل صرفه جویی در قیمت مواد و سازه ها می باشد. در یک ساختمان با قاب ۱۰ طبقه ای، وزن فولاد با استفاده از ستونهای عمیق W27 تقریبا ۱٫۳ lbs/ft2 کمتر از فولاد با قاب مشابه اما با ستونهای W14 می باشد. برحسب یک تولید کننده فولاد پیشرو، ۱٫۳ lbs/ft2 مساوی با تقریبا ۸-۶٪ در کل حجم ماده صرفه جویی شده بر مبنای ۱۶ الی ۱۸ psf فولاد برای یک سازه نوعی از این دست می باشد. البته همانگونه که قبلا بیان شد، این ساختمان ۱۰ طبقه صرفا بعنوان یک مثال جهت تشریح استفاده از ستونهای عمیق بجای W14 بیان شده است که نه تنها منجر به افزایش مقاومت بار جانبی و کاهش میزان دریفت شده است بلکه سبب کاهش هزینه نیز گردیده است. در مواد دیگر، میزان صرفه جویی ممکن است متفاوت باشد اما به احتمال زیاد قابلیت حصول بازده اقتصادی با استفاده از ستونهای عمیق وجود خواهد داشت.
نمونه های بدون مهارهای کف، شکل ۲-۴ (الف) که بوسیله Gilton، Chi و Uang (2000) آزمایش شده اند، را نمی توان بعنوان شاخص ساختارهای حقیقی بیان داشت. رویه های طراحی و توصیه ها بر مبنای نتایج این آزمایش را نمی توان توجیه نمود. آزمایش متعاقب اتصالات با ستونهای عمیق را می بایست انجام داد تا آنکه تاثیرات مهاربندی که بوسیله تیرهای کف و تیرهای عرضی فراهم شده اند کاملا محرز و مشخص شوند. یک مثال در این ارتباط در شکل ۲-۴ (ب) نشان داده شده است.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
