مقاله در مورد اعضاي كششي در قابهاي فلزي

 nx دارای 18 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است فایل ورد nx  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد. این پروژه توسط مرکز nx2 آماده و تنظیم شده است توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي nx،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد بخشی از متن nx : اعضای كششی در قابهای فلزی اعضای كششی در قابهای فلزی ساختمان های چند طبقه به عنوان باربند برای تحمل بارهای ناشی از باد و زلزله و كنترل كننده ی حركت جانبی قاب استفاده می شوند. هنگامی كه یك عضو كششی به عنوان یك عضو كششی با نیروی كم در یك سازه ی فولادی به كار می رود مقطع ان از میلگرد ، تسمه، كابل با سطح مقطع كم، و پروفیلهای سبك تك یا زوج از نبشی یا ناودانی است. ضوابط طراحی اعضای كششیچون در طراحی اعضای كششی تنها معیار مقاومت به عنوان ضابطه ی اصلی طراحی مطرح است ،لذا طراحی اعضای كششی یكی از ساده ترین مسائل طراحی در مهندسی سازه است . برای طراحی یك عضو كششی در یك سازه فولادی بایستی سازه موردنظر توسط روشهای متعارف علم مكانیك سازه ها تحلیل و نیروی داخلی عضو (T) تعیین شود. ضوابط ائین نامه ی AISC و نیز مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران برای طراحی اعضای كششی به شرح زیر است : در این روابط ، T نیروی كششی عضو است كه بایستی توسط تحلیل سازه در اثر بارهای موجود و سرویس تعیین می شود. Ag سطح مقطع كل عضو تحت كشش بدون در نظر گرفتن سوراخهاست. Fy تنش تسلیم فولاد و Fu تنش نهایی فولاد است. Ae سطح مقطع خالص موثر عضو كششی است كه توسط رابطه ی زیر تعیین می شودAe = Ct AnCt ضریب كاهشی است كه به نوع مقطع سوراخدار و نحوه ی ارایش و نوع سوراخها بستگی دارد و در مبحث دهم مقررات ملی ساختمانی ایران اورده شده است. An سطح مقطع خالص عضو كششی سوراخدار است كه با توجه به كاهش مناسب سطح مقطع سوراخ یا سوراخ ها از مقطع كل بدست می آید. كنترل لاغری در اعضای كششی :هر چند در اعضای كششی پدیده ی ناپایداری رخ نمی دهد ولی به علت سبك بودن مقاطع اعضای كششی ممكن است تغییر شكل در آنها زیاد شده و حساسیت آنها در مقابل نیروهایی كه با زمان تغییر می كنند افزایش یابد. آیین نامه های طراحی ضوابطی برای كنترل لاغری در اعضای كششی به منظور جلوگیری از افت آنها تحت اثر وزن ، عدم نوسان در مقابل نیروهایی نظیر باد و داشتن سختی كافی در نظر می گیرند. معیار لاغری در اعضای كششی به صورت بیان می شود كه L طول عضو كششی و r شعاع ژیراسیون حداقل مقطع است كه از رابطه ی بدست می آید كه در آن Imin ممان اینرسی مقطع حول محور ضعیف و A سطح مقطع كل عضو كششی است. بایستی توجه كرد مقاطع مركب از زوج نبشی ویا ناودانی دارای شعاع ژیراسیون مناسب بوده نیمرخ های تك خصوصا نبشی دارای شعاع ژیراسیون كم حول محور ضعیف خود هستند از این رو برای كنترل لاغری نیمرخ تك نبشی بایستی لقمه هایی در طول عضو كششی مركب از نیمرخ های زوج نبشی تعبیه كرد. (مبحث دهم برای كلیه ی اعضای كششی حداكثر لاغری را به 300 محدود می كند.)انواع مهاربندقاب های مهاربندی شده به تعداد زیادی در سازه های فولادی بكار می رود و برحسب اینكه مهارها در آنها مثلث بندی كامل بوجود آورد و یا نه ، معمولاً در دو گروه نام برده می شود : قاب های با مهاربندی بدون خروج از مركز(CBF) قاب های با مهاربندی خارج از مركز (EBF) قاب های گروه اول البته از نظر مقاومت و صلبیت موثرتر از گروه دوم اند ولی تحقیقات سال های اخیر نشان داده است، در جاهایی كه شكل پذیری زیاد برای سیستم در بارهای تناوبی (حالت زلزله) مورنظر باشدقاب های گروه دوم برتری خواهند داشت.الف- فاب های با مهاربندی بدون خروج از مركز(CBF) قاب های با مهاربندی بدون خروج از مركز، به قاب هایی اطلاق می شود كه در آنها محور تمام اعضای متوجه یك گره در یك نقطه تلاقی كنند (شكل 1).این نوع مهاربندی از سالها پیش در فن مهندسی متداول بوده و در ساختمانها، پل ها و برج های فلزی بكار رفته و بوسیله ی آن می توان یك سیستم مشبك دوبعدی و یا سه بعدی را بوجود آورد كه از نطر سختی، صلبیت و همچنین صرفه جویی در مصالح بسیار مناسب است. قاب های مهاربندی شده بر قاب های خمشی این مزیت را دارند كه در آنها تغییر شكل جانبی، نسبتاً كوچك است ولی در عوض ممكن است كه در تغییر شكل های بزرگ، استعداد ناپایداری و كمانش بیشتری نشان دهند و حصول اطمینان به شكل پذیری آنها نیز، كمتر خواهد بود.اعضای مورب (قطری) در این سیستم ها معمولاً نیمرخهای لاغری اند كه عملاً فقط قادر به تحمل كشش می باشند. در طراحی ساز های مقاوم در برابر زلزله دیده می شود كه مهاربندی با مهارهایی كه قادر به تحمل كشش و فشار، هردو، باشند بر مهارهای كششی تنها مزیت دارد. علت آن است كه مهار كششی تنها، ممكن است تحت اثر تغییر شكل های دائمی در یك جهت قرلر گیرد و در تناوب بارگذاری هنگام اثر نیروی فشاری كمانش می كند و همین كه در نوبت كشش، مهار بطور ناگهانی بشكل كشیده برای بردن نیرو درآید، بارگذاری ضربه ای در آن حاصل می شود و چنانكه می دانیم در چنین حالتی ضرایب ضربه بزرگی ممكن است بوجود آید كه خود به ضعف عضو كششی و اتصال آن كمك می كند.چنانكه در شكل (1) دیده می شود مهارها را می توان در دو شكل قرار داد: 1-مهارها را مابین دو گره تلاقی تیر و ستون قرار داد كه در این صورت مهاربندی به شكل X و Z را بوجود می آورد.2-مهارها را می توان طوری قرار داد كه یك سر آنها در محلی روی تیر قاب تلاقی كند كه در این صورت مهاربندی به شكل V و 8 را بوجود می آورد.در مهاربندی شكل Z باید مهار قطری در دو دهانه هم تراز ، در دو شیب عكس یكدیگر قرار داده شود تا در صورت تناوب بارهای جانبی ، به نوبت در كشش و فشار قرار گیرد و در حالت مهارهای خیلی لاغر، همیشه یك عضو قطری كششی موجود باشد.تحقیقاتی كه در این مورد به عمل آمده نشان می دهد كه در بارگذاری تناوبی و خارج از محدوده ارتجاعی مصالح، (مانند حالت زلزله) در اثر ناپایداری كه در مهارها بروز می نماید، مقاومت، سختی، شكل پذیری و ظرفیت جذب انر‍‍ژی سیستم به مقدار زیادی افت می كند و در این نوع مهاربندی ، شكل پذیری سیستم تابعی است از ظریب لاغری مهارها و تعداد طبقات سازه. به عنوان مثال، در مورد یك سازه سه طبقه كه با مهاربندی به شكل X با مهارهایی با لاغری ساخته شده باشد. ضریب شكل پذیری كه می توان بدست آورد در حدود4 =µ است. درحالی كه اگر مهارهایی با لاغری بكار رود مقدار µ را باید در حدود 8/1 در نظر داشت. ب- قاب های با مهاربندی خارج از مركز(EBF) در طرح و محاسبه شكل های مشبك و خرپاها تأكید براین نكته هست كه تلاش های بوجود آمده به صورت نیرو های محوری باشد و امتداد محمور اعضای جمع شده در یك گره تا حد امكان، در یك نقطه تلاقی نماید تا از بوجود آمدن لنگرهای خمشی جلوگیری شود.تحقیقات سالهای اخیر در طراحی سازه های مقاوم زلزله نشان داده كه با طرح مهاربندی خارج از مركز، در سازه های فولادی ، می توان مزایایی در تأمین شكل پذیری سازه و اطمینان بر رفتار آن در زلزله بدست آورد.در مهاربندی خارج از مركز، انتقال نیروی محوری مهارها به ستونها از طریق خمش وبرش در تیرها به عمل می آید و اگر طرح و محاسبه آنها بطور صحیح انجام گیرد، دستگاه مهاربندی خارج از مركز(EBF) شكل پذیری بیشتری از مهاربندی بدون خروج از مركز(CBF) نشان خواهد داد و در عین حال مزایای تغییر شكل كم مربوط به مهاربندی را هم حفظ خواهد نمود. از طرف دیگر، روش »كنترل شكل و سلسله مراتب خرابی» را نیز- كه امروزه در طراحی ساز های مقاوم زلزله، اهمیت خاصی یافته است – می توان در این سیستم عملی نمود چه طراح سازه به این وسیله می تواند تغییر شكل های پلاستیك (خارج از محدوده ارتجاعی) را به انتخاب خود در محل های به خصوصی متمركز سازد و از مد های غیرمنتطره و ناگهانی خرابی جلوگیری به عمل آورد. البته مقدار صدمه وارد و مسئله مرمّت تیرها و كفهای صدمه دیده در زلزله، مطلبی است كه باید در مسئله كلی طراحی ، مطالعه و حل شود. چنانكه درشكل (2) دیده می شود مهاربندی(EBF) به این ترتیب به عمل می آید كه طراح به میل خود مقداری خروج از مركز (e) را در مهاربندی های نوع V و8 (و یا انواع دیگر تعبیه می كند) به طوری كه لنگر خمشی و نیروی برشی در طول كوتاهی از تیر (یعنی e) كه به نام «تیرچه ارتباطی» نامیده می شود بوجود آید.تیرچه ارتباطی ممكن است در اثر لنگر خمشی به جاری شدن برسد در این صورت ارتباط را خمشی می گویند و یا اینكه اگر طول (e) خیلی كوتاه باشد جاری شدن در برش اتفاق افتد كه دراین صورت ارتباط را برشی می نامند.شكل (2-ب) از نظر تأمین اطمینان بیشتر در رفتار ستون ها، مناسب است زیرا محل خرابی احتمالی را از ستون ها دور می نماید ضمناً جوشكاری سنگینی كه در محل تیرچه ارتباطی موجود خواهد بود، دور از محل ستون ها قرار می گیرد. شكل (2-ت) حداقل دوران را برای مقدار معینی از انتقال جانبی بوجود می آورد. شكل (2): مهاربندی نوع خارج از مركز(EBF) توصیه های لازم جهت طراحی بادبندها :• حتی المقدور سعی گردد بادبندها در دهانه های انتهایی تعبیه گردند. • تعداد بادبندها در ساختمان در حد متعارف باشد. هر چه تعداد دهانه های قاب مهارت بندی شده كمتر باشد،مجبور به استفاده از سختی بیشتر در عضوهای بادبندی می باشیم.• سختی بادبندها باید در حدی باشد كه در هنگام انهدام اول بادبندها، سپس تیرها و نهایتاً ستونها تخریب شوند.• اتصال بادبندها به صورت مفصلی یا مایل به مفصل انجام گیرد.• بادبندها در تراز یك طبقه قطع نشود (حذف نشود).• برای جلوگیری از پدیده پیچش تحت اثر نیروی جانبی باد و یا زلزله می بایست بادبند ها بصورت متقارن تعبیه شوند. • حتی المقدور اختلاف سختی بادبند ها دردو طبقه متوالی از 30 درصد بیشتر نشود.در بادبند های ضربدری برای كم كردن طول كمانش بادبند ها بهتر است كه بادبند ها در محل تلاقی با یكدیگر اتصال داده شوند. نحوه محاسبه بادبندها:طراحی بادبندهای هر طبقه براساس نیروی برشی همان طبقه صورت می گیرد.مثال طراحی طراحی یك بادبند درون محور بر مبنای UBC 1985 مطابق شكل 79 ،یك بادبند یك دهانه دو طبقه در نظر بگیرید. برش طبقه اول مساوی V=90T می باشد كه فرض می شود به طور مساوی بین بادبندی فشاری و كششی تقسیم می شود. فولاد مصرفی از نوع ST37 با fy=2400 و fu=3700 كیلوگرم بر سانتی متر مربع.طول عضو بادبند برابر است با: (طول محور به محور)(كششی و فشاری) =نیروی بادبند طول آزاد برای كمانش در صفحه بادبند، نصف طول كل بادبند درنظر گرفته می شود:Lx-x=L/2 طول آزاد برای كمانش خارج از صفحه، دو سوم طول كل بادبند منظور می شود:Ly-y=2L/3اگر ستون از بال پهن نمره 30 و تیر از تیرآهن نمره 45 باشد، طول بادبند برابر است با: =L طول آزاد (البته وجود ورق اتصال نیز از طول آزاد بادبند خواهد كاست)اگر به عنوان عضو بادبند از دو نبشی پشت به پشت 12×120×120میلی متر استفاده شود، مشخصات هندسی آن یه قرار زیر خواهد بود : (حاكم است) , 89=لاغریبا درنظرگرفتن 33 درصد افزایش تنش مجاز به علت وجود نیروی جانبی در تركیب بارگذاری خواهیم داشت: تنش موجود در بادبند برابر است با (با درنظرگرفتن 25 درصد افزایش در تنش طبق توصیه ی ):خوبست كنترل ظرفیت كششی (سطح مقطع كل)با فرض استفاده از پیچ پر مقاومت A325 به (قطر اسمی 19 میلی متر) ، حداثر سوراخ استاندارد برابر خواهد شد با: 19+15=205 mm = قطر سوراخ اگر هر مقطع بحرانی یك سوراخ را قطع كند، سطح مقطع خالص برابر است با : چون نبشی فقط توسط یك بار متصل شده است : تنش موجود با در نظر گرفتن 25 درصد اضافه تنش برابر است با : تنش كششی مجاز برابر است با: . محاسبه بادبندهای 8 شكل:این بادبندها به عنوان یك تكیه گاه میانی برای تیر سقف تحت اثر بارهای قائم عمل می كنند. لذا این بادبندها می بایست تحت اثر توأم نیروهای ناشی از بارهای قائم تیر سقف و نیروهای ناشی از بارهای جانبی طراحی شوند.مثال: مطلوب است طرح بادبند 8 شكل در قسمتی از قاب نشان داده در شكل در صورتی كه نیروی برشی وارد بر طبقه محل تعبیه این بادبند 142 ton و بار وارد برتیر سقف معادل 1500 kg/m باشد؟ تنش مجاز محوری بادبند با احتساب 33% افزایش برابر 1800kg/cm2درنظرگرفته شود. حل: =نیروی قائم بادبندها حاصل از بارتیر P1 نیروی محوری هر یك از بادبندها حاصل از بار قائم تیرفشاری P2 نیروی محوری هر یك از بادبندها حاصل از بارافقیفشاری و كششی P نیروی فشاری كل در یك مولفه بادبند سطح مقطع لازم بادبندها محاسبه بادبندهای زانویی:این بادبندها به عنوان دو تكیه گاه میانی برای تیر سقف محسوب می گردند لذا در طراحی این نوع بادبندها نیز می بایست اثر بار قائم تیر سقف لحاظ گردد.مثال: مطلوب است حل مثال قبل هرگاه از بادبندهای زانویی مطابق شكل زیر استفاده شده باشد؟ حل: نیروی قائم هر یك از بادبندها حاصل از بار تیر P1 نیروی محوری هر یك از بادبند ها حاصل از بار قائم تیرفشاری P2 نیروی محوری هر یك از بادبند ها حاصل از بارافقیفشاری و كششی p نیروی فشاری كل در یك مولفه بادبند سطح مقطع لازم بادبندهابا توجه به نبشی های متعارف از دو عدد نبشی استفاده می نماییم. محاسبه بادبندهای X شكل (ضربدری):بادبندهای ضربدری صرفاً جهت تحمل بارهای جانبی محاسبه می شوند و بارهای قائم تیر سقف نقشی در محاسبه و طراحی آنها ندارد.مثال:مطلوب است حل مثال قبلی هرگاه از بادبندهای ضربدری مطابق شكل زیر استفاده شده باشد؟ حل: P نیروی محوری هر یك از بادبندها حاصل از بار افقی سطح مقطع لازم بادبندها مثال: برای تحمل نیروی جانبی در یك ساختمان 6 طبقه در جهت y از دو ردیف قاب مفصلی بادبندی شده به شكل 8 استفاده شده است. چنانچه كل نیروی برشی ناشی از بارهای جانبی در تراز كف ساختمان 160 تن در جهت y باشد و این نیروها فقط توسط دو ردیف قاب بادبندی شده تحمل شود و توضیح نیروهای جانبی در طبقات مانند تصویر شكل زیر قسمت ب باشد، بادبند طبقه همكف و طبقه سوم را از نبشی زوج طرح كنید. اعضای بادبندی فقط قادر به تحمل نیروی كششی هستند و ارتفاع هر طبقه 3 متر است.حل:برای تعیین نیروهای كشی در بادبندها می توان فرضیات ساده شده ی زیر را درنظر داشت.1-نیروی جانبی برای هر ردیف قاب بندی شده در جهت y برابر 80 تن است.2-نیروهای جانبی فقط توسط بادبندها و بصورت كشش تحمل می شود. نیروی كل جانبی قابد های B یا D ادامه خواندن مقاله در مورد اعضاي كششي در قابهاي فلزي

نوشته مقاله در مورد اعضاي كششي در قابهاي فلزي اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.