پایان نامه طرح لرزه ای سازه های سرد نورد (با تاکید بر عناصر سازه ای)

پایان نامه کارشناسی ارشد

 مهندسی عمران

چکیده

مطالعه حاضر ضمن تشریح پارامترهای کل یدی موثر بر بوم ی سازی یک سیستم نوین در کشور و ارائه تجرب ایت ی در این زم نیه ، به مطالعه و مقایسه موردی سقف های نوین با نصب سریع و آسان با در نظر گ یری تاس یسات و ملاحظات اجرایی اتصالات پ یچ ی و مقایسه اقتصادی با سقف کامپوزیت رایج م ی پردازد. در این مقاله چند نوع س یستم نوین سقف کامپوزیت طراح ی شده و نتا یج ذکر شده است البته باید توجه داشت که بخاطر ضخامت کم ت یرچه های سرد نورد محدودیت ی در فاصله ت یرچه های سرد نورد وجود دارد که در مدل با ورق ذوزنقه ای این محدودیت برطرف شده است ول ی در کل بزرگترین دهانه ها را م ی توان با این سقف ها بخاطر سبک ی آنها تام ین کرد و این حسن سبب شده کشورهای پ یشرفته به این س یستم ها روی آورند. در پااین مقاله به طراح ی و کاربرد آن در دو سازه یک ی با سیستم LSF و دیگری با س یستم مدولار با ستون های H.S.S پرداخته شده است و کاربرد این س یستم ها بطور س یستمات یک بررس ی م ی شود.

کلید واژه : سرد نورد،توجیه فنیاقتصادی ،COLD-FORMED,LSF

مقدمه

استفاده از مقاطع نورد سرد به عنوان اعضای ساختمان در صنعت ساختمان سازی در حدود سال ١٨٥٠ م یلادی در اایلات متحده آمریکا و در بریتان ایی کب یر شکل گرفت البته گسترش کاربرد این مقاطع با صدور مجوز از AISI  (Steel Institute &American Iron )سرعت ب یشتری به خود گرفت . طراح ی سازه های سرد نورد بر طبق استانداردهای ٤٦٠ AS.NZS,AISI , ٠٧-٨٠٩ TI,IRC , ٣٠٢ FEMA انجام م یشود.و برایآنالیزو طراحی اعضای سازه از نرم افزارهایی همچون  PROGRAM,FRAMEMASTER  ,AISI WIN

PURLIN   ,COLD-FORMED  PRO,CUEWA,   SMARTTRUSS   ,FRAME

CADو... م یتوان استفاده کرد. [٧]در ایران سازه های فولادی از ورق نازک بر اساس استاندارد AISI  (انست یتو آهن و فولاد آمریکا) ته یه م ی گردند و سپس مقاطع به صورت سرد فرم داده شده که تا ٢ طبقه با مهاربند جانب ی معمول ی و تا ٥ طبقه با دیوار برش ی بتن ی توسط سازمان تحق یقات مسکن مجوز داده م ی شود. این سیستم نوین ساختمانی بر پایه دیوارهای باربر می باشد که مصالح اولیه و اصلی این سیستم ورق فولاد گالوانیزه در ضخامتهای

٠.٥ تا ٣ میلیمتر می باشد. در جهان دیوارهای باربر ثقل ی تا ٨ طبقه ،باربری دیوار های همکف تا 15000PLF با بارگذاری یکنواخت در حال اجرا م ی باشد.
 

بررسی رفتار لرزه ای و اقتصادی ساختمان های با مقاطع سردنورد

.     مزاایی سازه ی سرد نورد و H.S.S

١)تول ید کارخانه ای اعضای سازه ای (حداقل شدن عمل ایت در محل سایت ،کیف یت بالا،هزینه کمتر،...)

٢)مونتاژ و نصب سریع و آسان قطعات

٣)خود کنترل بودن اتصالات و اعضا و جلوگ یری از خطای انسان ی ح ین نصب توسط شابلون مخصوص

٤)حداقل رساندن جوشکاری و دقت بالا در اتصالات

٥)عدم وابستگ ی تول ید به شرایط مح یط ی سایت

٦)سبک سازی اعضای سازه ای و غیر سازه ای

٧)حداقل رساندن مصالح بخصوص آهن مصرف ی

٨)عدم ن ایز به تجه یزات خاص

٩)عدم ن ایز به کارگر ماهر

١٠) تلف ق کل ی مباحث علم ی و عمل ی

١١) حداقل رساندن اعضای سازه ای از لحاظ ابعادی و متناسب سازی معماری سازه

١٢) اشکال اعضای سازه ای به تناسب معماری سازه

١٣) امکان ت یپ سازی ساختمانها جهت سفارشات بالقوه در کل یه مناطق ایران

١٤) قابیت افزایش تول ید با توجه به پ یش ب ین ی سفارشات آینده

١٥) عدم وابستگ ی به کارخانجات خارج ی و محصولات واردات ی

١٦) بوم ی بودن طرح از تمام ی جهات

١٧) تاکد بر آسایش و اطم ینان ساکن ین و بررس ی سرویس ده ی سازه

١٨) استفاده از تکنولوژیهای نوین و بروز تا سال ٢٠٠٩

٣.     دایفراگم سقف

 [١٠،٩]چندین مدل سیستم کف میتواند با CFS یکپارچه عمل کند و بار دیوارها را تحمل کند که در ذیل به شرح آنها پرداخته م ی شود. سقف کامپوزیت فلزی با دال بتنی با با قالب ماندگار ،یک عرشه فلزی آماده نقش میلگردهای مثبت سقف کامپوزیت را دارند در حالی که میلگرد منفی باید اضافه شود. اثر اندرکنش بتن و عرشه فلزی باعث م ی شود که کف بار زنده ی بیشتری نسبت به کف بتنی تقویت شده با همان عمق را دارا باشد در بعض ی موارد د هانه ی سقف مرکب تقویت شده میتواند به 25ft هم برسد.

 سیستم با تیرچه های CFS نسبت به دایفراگم کف چوب یا بتنی یک سیستم کامپوزیت بس ایر سبکتر هستند . تیرچه ها معمولاً ٨ تا ١٤ اینچ عمق داشته و با فاصله ١٦ تا ٢٤ اینچ فاصله ازهم قرار میگیرند.ت یرچه های عمیق و ضخیم (٩٧ میل ضخامت و ١٤ اینچ عمق ) تا دهانه ٣٠ فوت  هم میتوانند برسند. تکیه گاه ها در وسط و انتهای تیرچه های CFS نیاز به سخت کننده های برای جلوگ یری از خمیدگی جان تحت اثر واکنش تکیه گاهی دارند. این تمه یدات  با استفاده از ستونک  یا رانر متصل به تیرچه کف با استفاده از اتصالات نبشی تأمین م ی شود.

در سیستم سقف , تیرچه با میلگردهای باز دارای عمق ب یشتری از سیستم های سقف دیگر است بنابراین اغلب در ساختمان های میان مرتبه ای که محدودیت ارتفاع طبقه دارند، بکار نمیروند. البته لازم به ذکر است که هر دو سیستم تیرچه با CFS و میلگرد باز نیاز به بادبند جانبی یا مانعی برای جلوگیری از حالت کمانش پیچشی جانبی بال فشاری تیرچه را دارند.

 سقف دیگر قطعه مجوف با هسته بتنی است که مزایای زایدی همچون نسبت سختی به وزن بالا و سرعت نصب بالا را فراهم میکند. این قطعات با نرخ ft25000  میتواند در یک روز نصب شود قطعات معمولاً در عمق ٦ و ٨ و ١٠ و ١٢ و ١٦ (inch) تولید میشوند. سیستم سقف با هسته بتنی مجوف بلندترین دهانه موردنیاز سیستم را نسبت به سیستم های بیان شده دیگر در سازه های میان مرتبه با CFS تأمین میکند. در حال ی که باید توجه داشت بارهای متمرکز و بازشوهای بزرگ اثر قابل توجه ی در ظرفیت دهانه های این سیستم میگذارد. با یک حساب ساده با  فرض بار یکنواخت ١٠٠ psf و قطعه مجوف هسته بتنی با عمق inch ٦ داشته باشد دهانه ft ٢٢  را میتواند جواب دهد با عمیق 10inch تا دهانه 35ft و با عمق 16inch تا دهانه 50ft را جواب میدهد.

این مقاله درباره ی تحلیل پس کمانش در حالت پیچشی مقاطع نازک با لبه های سخت کننده بحث میکند و اثر اندرکنش حالت کمانش بارهای گسیختگی را نیز بررسی میکند. تحلیل براساس تنش طولی توسعه یافته و باز توزیع با استفاده از روش اجزای محدود صورت گرفته است .

اخ یرا تحق یقات بس ایر وس یع ی ن یز در زم ینه سخت کننده در سقف های سرد نورد انجام شده است که برخ ی از آنها

ذکر شده است :

در "تحقیقات سختی برش ی پروفیل سرد نورد ورق های دیافراگم با سخت کننده فقط در دو طرف " ام . دوئر و اچ راهنماهای طراحی شامل مقاومت و سختی دیافراگم با سخت کننده در چهار طرف سقف بررس ی کرده است . اثر دولبه موازی آزاد دهانه ی سقف برای بارگذاری دیافراگم تحقیق و بررسی شده است . نتایج تحقیقات یک فرمول برای محاسبه ی سختی برشی پروفیل سردنورد ورقهای دیافراگم با سخت کننده در دو طرف بوده است .

در "مقاومت کف های سردنورد با نبش فوقانی سخت کننده فشاری" اس . فاکس  نتایج تحقیقات تجربی روی مقاومت تیرچه های کف سردنورد را تشریح میکند که از نبش فوقانی به عنوان سخت کننده فشاری استفاده شده

است ، فاز تجربی تحقیقات شامل ١٢٠ آزمایش بارگذاری به دو انتهای بال است . یک روش طراحی ارائه شده : محاسبه ی مقاومت طراحی نبش فوقانی سخت کننده فشاری است . 

 Abstract

In this research, a compound of natural rubber with butadiene and styrene butadiene rubber

(NR. BR. SBR) was prepared with different amounts of nanoclay. The effect of different

composition ratios of nanoclay (1, 3, 5, 7 & 10) and the method of mixing were

investigated on mechanical properties, morphology and rheology. A rheometer apparatus

was used in order to investigate curing time (t 90) and scorch time (ts). XRD, SEM, TEM

and RPA were used to investigate the morphology and rheology of the compound. The

obtained results from the rheometer showed that curing time and scorch time decreased

when nanoclay content was increased. Results from X- ray diffraction represent the

intercalation of silicate layer and chain penetrations among the layers, and they can be

explained by SEM and TEM. RPA test showed the increment of elastic modulus (G’) and

viscosity (η*) with nanoclay. Also the obtained results from the DMTA test showed

decreased tan δ .These phenomena could be attributed to higher contact area and better

interactions of nanoclay with matrix and also the crosslink density.