nx دارای 10 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 :
ارزیابی پدیده ستون كوتاه و شكست آن در زلزله و روشهای مقابله با آن
چكیده:پدیده ستون كوتاه در طول زلزله‌های گذشته خسارات زیادی را متوجه ساختمانها نموده است. این پدیده بعلت قرار گرفتن ساختمان در یك سطح شیبدار و یا محدود شدن ستون و یا دیوار با عناصر غیرسازه‌ای نظیر دیوارهای آجری و بازشوها و یا در اثر اختلاف سختی در یك تراز معین (بعلت وجود عواملی نظیر اختلاف تراز از طبقه، پله و تیر نیم طبقه) ایجاد می‌گردد. در ساختمانها قابلهای باربر توسط دیوارهایی با مصالح بنایی پر می‌شوند. این امر باعث افزایش سختی قاب شده و اگر توزیع سختی بصورت متقارن باشد به بهبود رفتار سازه منجر می‌گردد. اما در عین حال در بعضی از ور ستونها ایجاد می‌شوند. این مسأله باعث كوتاه شدن طول موثر ستون و افزایش سختی آن می‌گردد. در نتیجه ستون كوتاه به علت سختی بیشتر نیروی زلزله بیشتری را جذب نموده و به خرابی آن منجر می‌گردد. پس نیاز به رعایت جزییات اجرایی مناسب جهت مقابله با این نیروی بزرگ و مخرب الزامی جلوه می‌كند. در این مقاله با تأثیر وجود میانقاب كامل و رفتار ستون كوتاه و آثار مخرب آن در زلزله‌های گذشته بررسی شده و روشهای جدید مقابله با پدیده ستون كوتاه ارائه گردیده است.
واژه‌های كلیدی: ستون كوتاه، میانقاب آجری، افزایش سختی، تحلیل خرابی، روشهای مقابله
1- مقدمهدر ساختمانها معمولا برای اینكه داخل ساختمان را از فضای بیرون جدا كنند از دیوارهای با مصالح بنایی استفاده می‌كنند كه در داخل قاب قرار می‌گیرند.اگر چه وجود میانقاب باعث افزایش سختی كل سازه می‌شود اما این اثر همواره جنبه مثب
ت ندارد. این تغییر در سختی سازه باعث تغییرات قابل ملاحظه‌ای در رفتار آن می‌شود. یك حالت نامناسب، وجود دیوارهای كوتاهی است كه تا قسمتی از ارتفاع طبقه ادامه یافته‌اند. در این صورت قسمتی از ستون كه مجاور دیوار است، تقریبا به طور یكپارچه با دیوار عمل نموده، ارتفاع مؤثر ستون كاهش و سختی آن بسیار افزایش می‌یابد. به تناسب این افزایش سختی، ستون متحمل نیروهای شدیدتری می‌شود. ]1[ در اغلب سازه‌های بتنی ستونها بعلت ناكارآمدی در شكل‌پذیری خمش و ضعف مقاومت برش یا خمش در مقاطع بحرانی (عمدتا ناشی از كمبود فولاد عرضی و یا طول وصله فولاد طولی) آسیب‌پذیرترین اعضاء بوده‌اند. ]2و4[ تجربه نشان داده است كه یكی از دلایل مهم
خرابی سازه‌های دارای میانقاب، پدیده ستون كوتاه می‌باشد. در زلزله‌های گذشته در ساختمان‌های بتنی كه دارای ستون‌هایی با ارتفاع‌های مختلف هستند خسارات وارده به ستون‌های كوتاه‌تر بیشتر از ستون‌های بلندتر بوده است. (شكل 1و2و2و) ]3[
ستون‌های كوتاه بطور وسیعی در ساختمان‌های شهری بوجود می‌آیند. تراز پاركینگ‌ها، قرارگیری ساختمان در شیب‌های تند، ستون‌های واقع در نیم طبقه‌ها و ستون‌های حدفاصل پنجره‌های بزرگ از جمله مهمترین محل‌های تشكیل ستون‌های كوتاه هستند. ]4[ دو نمونه از ساختمان‌های با ستون كوتاه شامل ساختمان‌هایی كه بر روی زمین شیبدار قرار گرفته‌اند و ساختمان‌هایی كه دارای نیم طبقه می‌باشند در شكل 4 نشان داده شده است.
در شكل 5 پدیده ستون كوتاه در ساختمان‌های با اختلاف تراز مشاهده می‌گردد.
رفتار ضعیف ستون‌های كوتاه بنا به این حقیقت است كه در زلزله، یك ستون بلند و یك ستون كوتاه با مقطع عرضی یكسان، با تغییر مكان یكسان حركتی افقی می‌نمایند. (شكل 6)
با این حال، ستون كوتاه در مقایسه با ستون بلند سخت‌تر است و نیروی زلزله بیشتری جذب می‌نماید، با توجه به رابطه سختی چنانچه طول ستون نصف گردد، سختی ستون و در نتیجه جذب نیروی زلزله 8 برابر می‌شود. سختی یك ستون به معنای مقاومت در برابر تغییر شكل می‌باشد. هر چه سختی بیشتر باشد، نیروی بیشتری برای تغییر شكل آن لازم می‌باشد. اگر یك ستون كوتاه به طور مناسب برای چنین نیروی بزرگی طراحی نشود، می‌تواند خسارت مهمی را در طول زلزله
متحمل شود، این رفتار «اثر ستون كوتاه» نامیده می‌شود. ]3[ با توجه به ابعاد سطح مقطع ستون و بر حسب ارتفاع بخش ستون كوتاه، مكانیزم‌های گوناگونی برای شكست آن وجود دارد. اگر ارتفاع ستون كوتاه، بسیار كم باشد (در مقایسه با ابعاد مقطع ستون)، شكست برشی رخ می‌دهد كه به ترك‌های قطری و یا خردشدگی شدید بتن منجر می‌گردد (تصویر 7).
اما اگر ستون باریك باشد و یا ارتفاع دیوار زیاد نباشد، شكست ایجاد شده در ستون به صورت خمشی خواهد بود (تصویر 8). خرد شدگی بتن بر اثر نیروهای شدید برشی در حضور نیروی فشاری زیاد در تصویر 9 نشان داده شده است. نیروی فشاری به همراه نیروی برشی باعث كمانش میلگردهای طولی شده است.]1[
2- نتایج برخی آزمایشات
در یك آزمایش یك قاب با دهانه 5 متر و ارتفاع 3 متر را برای سه حالت قاب، قاب مركب و قاب با دیوار كوتاه (نصف ارتفاع قاب) مورد بررسی قرار گرفت و ملاحظه شد كه رفتار سازه با میانقاب كامل با دو حالت دیگر تفاوت زیادی دارد بدینصورت كه جابجایی نسبی طبقه (% از ارتفاع) در طول زمان در حالت قاب پركننده بطور هماهنگ و یكسان بوده در حالیكه در دو حالت قاب و ستون كوتاه این جابجایی بیشتر می‌باشد.اگر چه جابجایی طبقه برای هر دو حالت قاب بدون دیوار و قاب با دیوار كوتاه، تقریبا یكسان اس
ت، اما باید توجه نمود كه مقدار تغییر مكان نسبی در حالت اول (ستون سه متری) نصف حالت دوم (ستون 5/1 متری- ستون كوتاه) می‌باشد. در نتیجه انتظار می‌رود كه در این سازه میزان خرابی در حالت وجود دیوار كوتاه بیشتر باشد. علاوه بر آن، ملاحظه می‌شود خرابی سازه‌ای در حالت میانقاب كامل، كمتر از دو حالت دیگر می‌باشد كه نشان‌دهنده اهمیت پدیده ستون كوتاه در خرابی سازه‌های دارای قاب مركب است. ]1[
3- رفتار ستون كوتاهعملكرد ستون‌های كوتاه به هنگام وقوع زلزله بسیار تاثیرگذار بر پایداری و ناپایداری سازه می‌باشد. در قسمت‌های مختلفی از ساختمان پدیده ستون كوتاه رخ می‌دهد. زمانی كه یك ساختمان بر روی زمین شیبدار قرار دارد (شكل 4- الف) در طول تكان‌های زلزله تمام ستونها دارای تغییر مكان افقی یكسانی به همراه دال سقف در یك تراز معین می‌گردند (این عمل دیافراگم كف صلب نامیده می‌شود.) اگر ستون‌های كوتاه و بلند در یك تراز طبقه بوجود آیند ستون‌های كوتاه نیروی زلزله چندین برابر بیشتری جذب كرده و متحمل خسارت بیشتری در مقایسه با ستون‌های بلند می‌گردند. همچنین پدیده ستون كوتاه در ستون‌هایی كه به تراز نیم طبقه برخورد می‌نمایند یا دال زیر شیروانی كه بین دو سقف اضافه می‌شود، اتفاق می‌افتد.
(شكل 4- ب) ]4و5[یك موقعیت خاص دیگر برای رخ دادن پدیده ستون كوتاه در یك ساختمان وجود دارد. چنانچه دیواری (بنایی یا بتن آرمه) با ارتفاع ناقص به منظور ایجاد بازشو در ارتفاع باقیمانده در نظر گرفته شود، ستون‌های مجاور به علت وجود این دیوارها رفتاری به صورت ستون كوتاه از خود نشان می‌دهند. در بسیاری از موارد، سایر ستونها در همان طبقه به علت عدم وجود دیوارهای متصل به آنها دارای ارتفاع كامل می‌باشند، زمانی كه دال كف در طول زلزله تغییر مكان افقی می‌دهد، انتهای بالای ستون‌های كامل دچار همان تغییر مكان می‌شوند. (شكل 10) ]3و5[
با این حال، دیوارهای سخت حركت افقی بخش پائینی ستون كوتاه را محدود می‌كنند و ستون در ارتفاع كوتاه خود در مجاورت پنجره (بازشو) تغییر شكل كامل می‌دهد. از طرف دیگر، ستون‌های كامل در كل ارتفاع تغییر شكل می‌دهد. از آنجایی كه ارتفاع مؤثری كه یك ستون كوتاه آزادانه می‌تواند خم شود كوچك است، نیروی زلزله بیشتری در مقایسه با ستون كامل جذب می‌نماید. در نتیجه ستون كوتاه خسارت بیشتری متحمل می‌شود. شكل 11 ترك خوردگی x شكل در یك ستون مجاور با دیوارهایی با ارتفاع ناقص را نشان می‌دهد. در شكل 12 نیز پدیده ستون كوتاه در دیوار آجری به علت محدود شدن توسط دیوارهای با ارتفاع ناقص مشاهده می‌گردد. ]5[
4- اساس طراحی سازه‌های بتن مسلح در برابر زلزله و مقایسه آن با رفتار ستون كوتاه:طبق ضوابط طراحی:1- انعطاف‌پذیری و قابلیت جذب انرژی و شكل‌پذیری در نظر گرفته شود.2- تیر باید قبل از ستون به حالت تسلیم برسد.3- شكست خمشی قبل از شكست برشی اتفاق بیافتد.4- اتصالات از اعضاء اتصال‌دهنده خود باید قویتر باشند.5- از شكست برشی در ستون و تیرها و یا لغزش میلگردهای مهاری یا شكست پانل اتصالات كمانش میلگرد فشاری و ; جلوگیری شود.در حالیكه رفتار حاكم بر ستون‌های لاغر تحت بارگذاری جانبی ایجاد مفصل خمشی است اما در ستون‌های كوتاه به برش نهایی خواهد رسید قبل از اینكه مفصل خمشی در آن بوجود آید. در واقع ظرفیت خمشی عضو بطور قابل ملاحظه‌ای از ظرفیت برشی بیشتر می‌شود و شكست از نوع برشی خواهد بود و در قاب‌های با تیر قوی و ستون ضعیف تحت بارگذاری جانبی شكست و تسلیم قاب با ستون شروع می‌شود و اگر ستون‌های ضعیف كوتاه باشند سازه در مد غیر شكل‌پذیر می‌شكند و در واقع تخریب بسیار ترد و سریع می‌باشد. ملاحظه می‌شود كه تناقضات زیادی بین اصول طراحی و رفتار ستون كوتاه وجود دارد. ]2و4و6[
5- راه حلبازشوها علاوه بر اینكه می‌توانند بدلیل عملكرد جدای از سازه به هنگام وقوع زلزله مشكل‌ساز شوند در بسیاری از اقوات موجب تشكیل ستون كوتاه یا طبقه نرم می‌شوند. بنابراین در ساختمان‌های جدید از پدیده ستون كوتاه تا حد امكان در طول فاز طرح معماری باید اجتناب گردد. زمانی كه نتوان از ایجاد ستون كوتاه جلوگیری كرد این پدیده باید در طرح سازه‌ای لحاظ گردد. (جزئیات اجرایی ویژه) در ستون‌هایی كه قسمتی از آن با دیوار بتنی پوشیده شده است در تمام قسمت آزاد ستون باید آرماتورگذاری ویژه اجرا شود ]3و4و6[ آرماتورگذاری محصوركننده خاص (مثلا تنگ‌های بسته با فواصل نزدیك) باید در ستون كوتاه در بالا و پایین به صورت قائم با یك فاصله معین (شكل 14) باشد.
همچنین می‌توان ستون را از دیوار كوتاه جدا كرد و فاصله بین آنها را با مصالح نرم كه براحتی خرد می‌شوند پر كرده و تمهیداتی نیز برای جلوگیری از شكست خارج از صفحه دیوار اندیشید. (شكل 15)
در سازه‌های موجود با ستون‌های كوتاه، برای جلوگیری از خسارت در زلزله‌های آتی راه‌حل‌های ترمیمی مختلفی را می‌توان بكار گرفت. ]1و3و4[ جایی كه دیوارهایی با ارتفاع ناقص وجود دارند، ساده‌ترین راه حل پر كردن محل بازشوها با ساخت دیوار با ارتفاع كامل می‌باشد. با چنین اقداماتی پدیده ستون كوتاه از بین می‌رود. چنانچه این راه حل امكان‌پذیر نباشد، ستون كوتاه ایجاد شده باید با استفاده از یكی از تكنیك‌های ترمیم لرزه‌ای مناسب مقاوم گردد. راه حل ترمیمی باید توسط یك مهندس سازه توانمند و با سابقه طراحی گردد. ]3[
6- نتیجه‌گیریدر این مقاله اثر وجود میانقاب و پدیده ستون كوتاه بررسی شد. با توجه به نتایج عددی حاصل می‌توان گفت وجود میانقاب كامل باعث بهبود رفتار لرزه‌ای سازه شده است. اگر چه این مطلب همواره صادق نیست، اما در اغلب موارد وجود میانقاب رفتار ساختمان را در مقابله زلزله بهبود می‌بخشد. همچنین تحلیل خرابی نشان می‌دهد كه وجود دیوار كوتاه بین دو ستون باعث شكست برشی شدید و زود هنگام سازه می‌گردد. با توجه به مطالب ذكر شده، سازه از لحاظ طرح افقی و قائم باید گونه‌ای باشد كه تا حد امكان از ایجاد ستون كوتاه اجتناب گردد اما در صورت اجتناب‌ناپذیر بودن باید روشهای سازه‌ای مناسب با نیروی زلزله مقابله نمود.
7- منابع]1[ تابش پور، محمدرضا، “ارزیابی محاسباتی شكست ستون كوتاه در هنگام زلزله”، پژوهشگاه زلزله‌شناسی و مهندس زلزله، بهار 84]2[ توكلی ، علی، “بررسی و ارزیابی موردی ساختمان‌های بتنی د رمنطقه مازندران”، دانشگاه علوم و فنون. ]3[ خیرالدین، علی، “آثار مخرب پدیده ستون كوتاه”، عمران و معماری، شماره 12]4[ رهایی، علیرضا – وثوقی‌فر، حمیدرضا، “مطالعات لازم برای تعیین شاخص خرابی (DI) ابنیه مختلف به هنگام زلزله”، مجله دانش، شماره 13
[5] murthy C.V.R, Minimising short column effect in buildings Indian Institute of technology, kanpur.]6[ طاحونی، شاپور، “طراحی سازه‌های بتن مسلح”، چاپ هشتم.]7[ آیین نامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله (2800)]8[ لطف الهی، محمدعلی – گلگ ون، حمیدرضا، “بكارگیری المان محدود در بررسی اثر بازشو روی دالهای بتن آرمه”، فصلنامه عمران، شماره 1a
ادامه خواندن مقاله در مورد ارزيابي پديده ستون كوتاه و شكست آن در زلزله و روشهاي مقابله با آن
نوشته مقاله در مورد ارزيابي پديده ستون كوتاه و شكست آن در زلزله و روشهاي مقابله با آن اولین بار در دانلود رایگان پدیدار شد.