رفتار پانل های بتنی در قابهای فولادی تحت اثر بار جانبی
چکیده
در ساختمانهای با سیستم سازه ای ساده مانند قاب فلزی استفاده از مهار بند قطری , بتن مسلح و دیوار برشی معمول می باشد. معمولا قاب فلزی برای نیروی عمودی و هسته ی بتنی دیوار مهمترین قسمت ها در مقابل نیرو های جانبی می باشد. این المان های سازه معمولا اطراف فضای پلکان وسرویس قرار می گیرند. واضح است که در نتیجه ی محدود بودن ابعاد, سختی جانبی کلی ونیروی جانبی جذب شده محدود خواهد شد. زمانی که این سازه ها تحت اثر نیروهای جانبی بزرگ نظیر بادهای شدید, زمین لرزه وانفجار قرار می گیرند کارایی سازه با افزایش ارتفاع بصورت یکنواخت کاهش می یابد. براساس نتایج تحقیقات گذشته در مورد سیستم های سازه ای کارامد میانقاب ها به عنوان یکی از این سیستم ها مورد توجه قرار گرفته. میان قاب ها به واسطه ی عملکرد کامپوزیت با قاب به طور قابل ملاحظه ای سختی جانبی ونیروی جذب شده را افزایش می دهد. مشارکت پانل میان قاب , سختی جانبی ونیروی قاب ساده پتانسیل زیادی در مقابل رفتار دور از انتظار سازه ایجاد می کند. نبود قوانین خاص برای ترکیب سازه ها و میان قابها عمدتا باعث کاهش درک بهتر رفتار کامپوزیت میان قاب است , همچنین کمبود اطلاعات و نبود روش طراحی مورد تایید قرار گرفته در مورد تاثیر میانقاب , نیرو و سختی جانبی درک مهندسین را از میانقاب به عنوان سیستم سازه ای کاهش می دهد. به علاوه مطمئن نبودن از لغزش کلی یا جزئی میانقاب دلیل دیگری از این موضوع می باشد. کافی نبودن اطلاعات دررفتار سازه ها با میانقاب بنایی علت به دست نیامدن روش دقیق برای طراحی این سیستم می باشد. این یک روش رایج در طراحی سازه است که از اثر میان قاب به صورت محافظه کارانه ای صرف نظر می شود.در ساختمانهای بلند نیروهای جانبی با مهاربندهای عمودی در قسمتهای پایین که ممکن است بسیار بزرگ باشد مقابله می شوند. در روش طراحی رایج برای قاب میان پر که اثر میان قاب نادیده گرفته می شود ممکن است مقاطع سایر المان ها به حد بحرانی برسد. در این جا لزوم بررسی سختی و نیروی میانقاب ها ضروری است و همچنین اتصالات باید قوی و وسیع تر باشد. هدف از این تحقیق بررسی رفتار نیرو_جابجایی وتنش های بوجود امده در سازه های فلزی مهار شده به وسیله ی میانقاب بتنی پیش ساخته تحت اثر بار جانبی می باشد. این بررسی شامل قسمت های ازمایشگاهی و عددی می باشد که در محاسبات رایج این سازه ها بیشتر مورد نظر فرم بوده و تاثیر میان قاب نادیده گرفته شده که این باعث ایجاد مقاطع بزرگتر و پیچیده تر ستون ها و تیر ها می شود. میان قاب ها شامل ? قسمت میباشند: ?)فرم ?)میان قاب ?)سطح مشترک بین فرم ومیان قاب سطح مشترک مربوط به قسمت اتصال قاب ومیانقاب می باشد. گروه بندی میان قاب ها بستگی به چگونگی اتصال و فصل مشترک این دو دارد. میانقاب هایی که به صورت مجزا عمل کرده و اتصالی بین قاب ومیانقاب وجود ندارد, میانقاب هایی که بصورت کاملا یکپارچه عمل کرده و اتصال قاب و میانقاب در تمامی سطوح مشترک برقرار می باشد و میانقاب هایی که بصورت بینابین عمل کرده و اتصالات گسسته دارند در این مدل ما از تحلیل غیر خطی و اجزای محدود استفاده خواهیم کرد. این تحلیل سنجش کلی سختی الاستیک می باشددر حالیکه نیروی گسیختگی پلاستیک بیشتر است و می توان نیروی گسیختگی را با بررسی اتصالات بتن و فولاد افزایش داد. این روش تحلیل بر اساس کمترین نیروی افقی گسیختگی صورت گرفته که طبق ان رفتار سازه به صورت دقیق تر محاسبه می شود. خلاصه ی این رفتار می تواند برای مدل در نرم افزار اجزای محدود بسیار سودمند باشد. رفتار اتصالات برای درک بهتر رفتار سازه و تعریف مدل باید بصورت دقیق تر بررسی شود. اتصالات بین بتن وفولاد تاثیر بسزایی در رفتار نیرو جابجایی دارد. تنش ها روی پانل بتنی نمایانگر فشار و کشش قطری می باشد. در حال حاضر میانقابها با اهداف غیر سازه ای و عمدتاً به منظور تقسیم فضا در ساختمان ها بکار میروند طی تحقیقات مختلف نشان داده شده است که این اعضا تاثیر بسزایی بر روی سختی و مقاومت جانبی ساختمانها داشته و لذا تاثیرات آنها در رفتار لرزه ای ساختمان باید به هنگام تحلیل و طراحی لحاظ گردد وجود میانقابها در سیستم سازه ای یک ساختمان، آنرا در مقابل بارهای جانبی زلزله تقویت می نماید همچنین این المانها باعث بالا رفتن میزان جذب انرژی ساختمان به هنگام وقوع زمین لرزه می شوند. لزوم تقویت میانقابهای ساخته شده از مصالح بنایی در راستای افزایش مقاومت جانبی ساختمان ها در برابر زلزله، برای سالیان متمادی مورد توجه محققین بوده است. برای دست یافتن به میاقابهایی با مقاومت و شکل پذیری مطلوب روشهای مختلفی مورد بررسی قرار گرفته است برخی از این روش ها عبارتند از: استفاده از برشگیرها در سطح مشترک بین قاب و میانقاب, استفاده از روکش بتنی, استفاده از فرّو سیمنت, تسلیح افقی میانقاب استفاده از تیر بتنی مسلح در نیمه ارتفاع میانقاب و استفاده از کامپوزیت های پلیمری استفاده از دیوار برشی در سازه های فلزی امری متداول است که معمول ان در سازه های فلزی به صورت در جا و با اتصالات معمول (نبشی و...) صورت می گیردکه از سرعت کار بالای سازه های فلزی به شدت می کاهد. ضرورت استفاده از میانقاب های بتنی پیش ساخته در حفظ یکی از ماهیت های سازه های فلزی که سرعت اجرای ان است امری است که با توجه به پیشرفت های امروز صنعت ساخت می تواند مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق بررسی دقیق یکی از سیستم های جدید سازه ای در مقابله با نیروهای جانبی می پردازیم. این سیستم قاب فلزی به همراه اتصالات نا پیوسته به میانقاب بتنی پیش ساخته است که اتصالات نا پیوسته به وسیله ی بولت ها به سازه ی فلزی شکل می گیرد. فرضیات این مسئله مربوط یه قسمت غیر خطی می باشد که شامل کاراکتر های متریال غیر خطی و هندسه غیر خطی است. قاب مورد نظر دارای یک دهانه و سه طبقه می با شد و اتصال پای ستون گیردار فرض شده است.