1-5-4-8- سازه های تقویتی در انبساط (control joint)19
1- 6 روش اجرا سیستم LSF19

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

1- 6-1پی یا شالوده20
1-6-1-1- طراحی پی:20
1-6-1-2-کف کاذب:21
1-6-1-3-سازه کف:21
1- 6-2 دیوار21
1- 6-3 سقف23
1-6-3-1 سقف کامپوزیتی:23
1-6-3-2: سقف کامپوزیت عرشه فولادی24
1-6-3-3سقفهایخرپاییشیبدار27
1- 6-4 اتصالات28
1-6-4-1مشخصات پانل ها28
1-6-4-2پیچها29
1- 6-5 شیوه نما سازی خارجی29
1- 7خصوصیات فولاد سرد ساخت30
1- 7-1استانداردهای فولاد سرد ساخت30
1- 7-2 ظرفیت باربری و سختی31
1- 7-3 طراحی پلاستیک31
1- 7-4منحنی های نوعی تنش-کرنش31
1- 7-5افزایش تنش تسلیم متاثر از شکل دهی سرد32
1- 7-6 روش محاسبه خطی خواص مقاطع32
1- 7-7 فرم منحنی خستگی32
1- 7-9 خستگی33
1- 7-10 خواص مکانیکال و اثر فرم دادن سرد به فلز33
1-8 معایب فولاد سرد ساخت33
بخش دوم بتن34
1-2 معرفی بتن های سبک سازه ای:34
1-2-1شرح توضیح مزایا ومعایب بتن سبک34
1-2-1-1 :سبک بودن35
1-2-1-2:عایق گرما35
1-2-1-3- :عایق صوتی36
1-2-1-4- : قابلیت برش36
1-2- 2انواع بتن سبک36
1-2-2-1بتن سبک سبکدانه36
1-2-2-2بتن سبک لیکا37
1-2-2-3بتن سبک پرلیتی39
1-2-2-4بتن های سبک متخلخل یا سلولی39
1-2-2-5بتن سبک گازی39
1-2-3کاربردهای سازه ای42
1-2-4 بتن های وروند استفاده در قاب های LSF سازه ای در این پروژه43
1-3- متغیر های مساله :43
1-4 فرضیه ها (هر فرضیه به صورت یک جمله خبری نوشته شود.)44
1- 5 اهداف تحقیق (شامل اهداف علمی، کاربردی وضرورت‌ های خاص انجام تحقیق)44
1-5-1هدف اصلی: طراحی سازه هایی بااسکلت فولادی سرد نورد شده مقاوم در برابر بار های44
1-5-2- اهداف فرعی:45
فصل دوم : آئین نامه ها ومطالعات قبلی
2-1 مروری بر تحقیقات گذشته46
2-2مروری بر آئین نامه ها50
2-2-1 (FEMA 450) NEHRP50
2-2-2 TI 809-0751
2-2-3 AISI و ASCE752
2-2-4 UBC 97 و IBC 200053
2-2-5 Australian /New Zealand Standard , AS/NZS 460053
فصل سوم: مواد وروش ها وبیان مسئله
مقدمه:55
3-1 ضریب رفتار :57
3-2 روش طیف ظرفیت فریمن :60
3-3 ضریب شکل پذیری یانگ :61
3-4 روش نیو مارک و هال :62
3-5 ضریب کاهش شکل پذیری، 64
3-2-2 ضریب مقاومت افزون ، 64
3-6 بیان مسئله :66
3-6-1 جزییات مقاطع………………………………………………………………………………………………………………………………….67
3-7- مشخصات بتن وفولاد68
3-8تئوری حل مسأله:69
3-9 مدل اجزا محدود مسأله :70
3-9 نمونه های آزمایش شده در تحقیق:70
3-10- آماده سازی جهت انجام آزمایش71
3-10-1مراحل انجام کار در آزمایشگاه71
3-11 رژیم بارگذاری :77
3-12 جدولی از استانداردهای مختلف در روش ASTM80
فصل چهارم: درباره نرم افزار ansys و روند مدل سازی در نرم افزار
مقدمه :83
4-1- آشنایی با روش اجزا محدود:85
4-1-1-روش تحلیل دقیق (Exact Solution)85
4-1-2-روش عددی (Numerical Solution)85
4-1-3-روش تجربی (Experimental Method)85
4-2-روش اجزا محدود:86
4-3-انواع المان ها در Ansys و قابلیت های آنها:86
4-3-1-المان – combin 7 :86
4-3-2-المان – combin 14 :86
4-3-3-المان – Link 1 :87
4-3-4-المان – BEAM3 :87
4-3-5-المان – PLANE 42 :87
4-3-6-المان- BEAM 54 :87
4-3-7-المان – pipe 16 :87
4-3-8-المان – solid 45:87
4-3-9-المان -combin 40 :87
4-4-10- المان- SHELL 93 :88
4-4-11-المان -SHELL22 :88
4-4-12-المان- PLANE 2 :88
4-4-13-المان – SHELL91 :88
4-4-14- المان- contact 12:88
4-5-15-المان- PLANE55 :88
4-4-16-المان – BEAM 189 :89
4-4-17-المان- BEAM188 :89
4-4-18-المان – SOLID92 :89
4-4-19-المان- SOLID95:89
4-4-20-المان -PLANE 82 :89
4-4-21-المان- PLANE145:89
4-4-22-المان – Link10:90
4-4-24-المان – SOLID 82:90
4-4- المان مورد استفاده در این تحقیق:90
4-5-انواع آنالیزها در نرم افزار Ansys:90
4-5-1آنالیز استاتیکی خطی (Static Analysis)90
4-6-2-آنالیز مودال (Modal Analysis)90
4-6-3-آنالیز هارمونیک (Harmonic Analysis)90
4-6-4-آنالیز دینامیکی گذرا (Transient Dynamic Analysis)90
4-6-5-آنالیزغیرخطی مادی ( Material nonlinearity )90
4-5-1-آنالیز استاتیکی خطی:91
4-6-1-1- مدول الاستیسیته91
4-6-1-2- بارگذاری اینرسی91
4-6-1-3- بارگذاری حرارتی91
4-5-2- آنالیز مودال:91
4-5-3-آنالیز هارمونیک:91
4-5-4-آنالیز دینامیکی گذرا:92
4-5-5-آنالیز غیر خطی مادی :92
4-6- انتخاب نوع تحلیل در این تحقیق:92
4-7- تحلیل پلاستیک دارای 3 رکن اساسی می باشد:93
4-8-1- مدل های تنش- کرنش و معیار تسلیم:93
4-8-2-قانون جریان:94
4-8-3-قانون سخت شوندگی:95
4-8-3-1-سخت شوندگی ایزوتروپیک: (isotropic hardening)95
4-8-3-2-سخت شوندگی کینماتیک: (kinematic hardening)95
4-9-مدل سازی مقاطع در نرم افزار:97
4-10-اتصالات100
4-11-مش بندی :101
4-12- اعمال شرایط تکیه گاهی :104
4-12 آماده سازی مدل برای تحلیل :106
4-13 بارگذاری :107
فصل پنجم: نتایج مطالعات و پیشنهادات
مقدمه :109
5-1 انجام آنالیز و مشاهده خرابی ها :109
5-1 مقایسه قاب پرشده با بتن باقاب تقویت شده باورق در محیط نرم افزار ansys:110
5-2- بررسی قابها و مشاهده خرابی ها116
5-3 منحنی پوش قاب ها :120
5-3-1 منحنی پوش قاب های نمونه های تست نرم افزاری با ورق تقویتی120
5-3-2 منحنی های پوش آزمایشگاهی قاب های پر شده با بتن :122
5-3-3 منحنی پوش قاب های نمونه های تست نرم افزاری با بتن:122
5-4 محاسبه ضریب رفتار :125
5-5 منحنی های دو خطی نمونه ها129
5-5-1 منحنی های دو خطی نمونه نرم افزاری با ورق129
5-5-2 منحنی های دو خطی با بتن130
5-6 نتیجه گیری وپشنهاد :133
فهرست منابع…………………………………………………………………………………………………………..136
Abstract……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….143
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 1-1کاربردهاى لیکا بر حسب اندازه دانه ها………………………………………………………38
جدول 1- 2مشخصات قاب های تحقیق……………………………………………………………………43
جدول 3- 1خصوصیات مکانیکی اعضای اصلی…………………………………………………………..68
جدول 3-2 مشخصات بتن لیکا…………………………………………………………………………….68
جدول 3-3- مشخصات مصالح………………………………………………………………………………69
جدول 3-4 مشخصات مکانیکی مقاطع فولادی سرد نورد شده…………………………………………69
جدول 3-5 مشخصات بتن فوم……………………………………………………………………………..69
جدول 3-6مشخصات قاب ها……………………………………………………………………………..71
جدول 3-7 رژیم بار گذاری چرخه ای ،روش B د.ASTM E2126-…………………………………77
جدول 3-9 سیکل رفت وبرگشت…………. …………. …………. …………. …………. ………….79
جدول 3-10 تغییر مکان های متناظر با سیکل بارگذاری…………. …………. …………. ………….79
جدول5-1 مشخصات قاب ها …………………………………………………………………………………………………..115
جدول5-2: جزئیات ساختاری دیوارها……………………………………………………………………………..116
جدول 5-3 بدست آوردن خروجی های تست نرم افزاری با بتن……………………………………………….128
جدول 5-4 مقایسه ای نرم افزاری نمونه با بتن ونمونه باورق…………………………………………………………..128

جدول 5-5 نتایج عددی ضریب رفتار و مقاومت نهایی بدست آمده………………………………………….. 129
جدول 5-6نتایج عددی بدست آمده در آزمایشگاه……………………………………………………..130
جدول 5-7مقاومت نهایی بدست آمده از آزمایشات……………………………………………………………..132

فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل 1-1 نمایی از برشی سبک به نحو اکسپوز6
شکل 1- 3 فرم دادن ورق فولادی به صورت نورد سرد13
شکل1-4 اشکال مختلف فولادی سرد نورد شده16
شکل 1-6جزئیات اتصال دیوار در سازه LSF22
شکل 1-7 نحوه اجرای سقف شیروانی در سیستم LSF22
شکل ا-9 پیچ برش گیر سقف25
شکل 1-10آرماتور های سقف25
شکل1-1126
شکل 1-12 اجرای اسکلت LSF27
شکل 1- 13نازک کاری28
شکل1-14دستگاه پله سازه های سرد نورد شده30
شکل 1-15الف وب منحنی های تنش کرنش فولاد32
شکل1-16نمایش قاب ها44
شکل (3-1) : طیف نیرو های وارد بر سازه در دو حالت ارتجاعی و غیر ار تجاعی [Freeman ,1990]61
شکل 3-2 : منحنی نیرو – تغییر مکان سازه [Yang ,1992]62
شکل 3-3 : پاسخ عمومی سازه بر اساس مفاهیم FEMA64
شکل 3-4:نمایی از دستگاه تست در آزمایشگاه شکل 3-4 : نمایی از قاب فیکس شده تقویت شده با ورق به جک های هیدرولیکی ازمایشگاه سازه دانشگاه آزاد واحد تفت66
شکل3-6 ناگین67
شکل 3-7 جزئیات ابعاد رانر یا ترک (ابعادمیلی متر)67
شکل 3-5قاب های ساخته شده در آزمایشگاه67
شکل 3-8استاد68
شکل 3-9 مدل اجزا محدود مسأله70
شکل 3-10 نحوه جازدن قاب در دستگاه تست ونحوه انجام تست می باشد.72
شکل 3-11قاب با استاد میانی73
شکل1-12قاب با استاد میانی وناگین74
شکل 1-13 قاب ساده74
شکل 1-14قاب Aمدل شده در نرم افزار74
شکل 1-15قاب C مدل شده در نرم افزار75
شکل 1-16قاب Bمدل شده در نرم افزار75
شکل 3-17 : دیوار برشی با تک استاد کناری و میانی76
شکل 3-18 رژیم بار گذاری چرخه ای ،روش B در ASTM E2126-0778
شکل 4-1- رفتار تنش-کرنش حالت های مختلف94
شکل 4-2- سطوح تسلیم مختلف94
شکل 4-3- تحول سطوح تسلیم95
شکل 4-4- رفتار مدل شده مقاطع و ورق های پوشش در ندم افزار96
شکل 4-5 – المان شل بتن پوشش97
شکل 4-6- المان شل مقاطع استاد97
شکل 4-7- المان شل عضو رانر98
شکل 4-8المان شل مقطع ناگین میانی98
شکل 4-9- نحوه عبور ناگین از استاد میا نی98
شکل 4-10- نحوه قرار گیری استاد در رانر99
شکل 4-11 نمونه از قاب با فلز تقویتی99
شکل 4-12قاب با بتن تقویتی100
شکل 4-13- نمایی از اتصالات spot weld در نرم افزار101
شکل 4-14- حل دیفرانسیلی101
شکل 4-15- حل المانی در نرم افزار102
شکل 4-16- نمایی از مش بندی اعضای قاب103
شکل 4-17-نمایی از مش بندی بتن پوش103
شکل4-18- مدل سازی شرایط تکیه گاه گیر دار به عضو رانر با ورق فولادی104
شکل 4-19-اعمال شرایط تکیه گاه غلطکی به عضو رانر با ورق فولادی105
شکل 4-20 اعمال جابجایی سیکلیک به قاب با مدل سازی hold down105
شکل 4-21 استفاده از تیرک های I شکل جهت اعمال حرکت مستقیم به قاب106
شکل 4-22 انتقال ونصب قاب ها زیر فک دستگاه در آزمایشگاه106
شکل4-23 نتایج آنالیز استاتیکی خطی جهت مشاهده مودهای کمانشی ورق107
شکل 4-24 عمل آوری بتن در قاب108
شکل 4-25 قاب پس از اعمال بار108
شکل 4-26 نمایی از قاب پر شده با بتن پس از اعمال بارگذاری108
شکل 5-2 پلاستیک شدن استاد کناری110
شکل 5-1 کمانش ورق در گوشه قاب110
شکل 5-3 کمانش کلی استاد ها و قیچی شدن قاب در جابجایی های بالا111
شکل 5-4 تغییر شکل ناشی از نیرو درمحل استادکناری وناگین وسط111
شکل5-5 کمانش و چروکیده شدن ورق مهار بندی112
شکل 5-6 کمانش ودفرمگی در مقطع استاد ها وترک های شدید بتنی112
شکل 5-7 نشان دان تغییر شکل در بتن وترک های ان برای بهتر فهمیدن مطلب113
شکل 5-8 روند دادن اطلاعات در نرم افزار113
شکل 5-9 تعیین مقاومت‌ها114
شکل 5-10 روند دادن اطلاعات بتن در نرم افزار114
شکل 5-11 روند دادن اطلاعات فولاد در نرم افزار114
شکل 5-12 نحوه نگهداری وتست قاب ها115
شکل 5-13 نحوه قرارگیری قاب بتنی در زیر فک دستگاه116
شکل 5-14 نحوه خرابی های قاب A که در محل تقاطع استاد کناری بالایی با رانرمی باشد117
شکل 5-15 مقایسه قاب A در نمونه نرم افزاری که مثل نمونه آزمایشگاهی117
شکل 5-16 ترکیده شدن بتن فوم در قاب A117
شکل 5-17 تغییرات قاب B در نمونه نرم افزاری118
شکل 5-18 تغییرات قاب C در نمونه نرم افزاری118
شکل 5-19 مقایسه تغییرات قاب D در نرم افزار و آزمایشگاه119
شکل 5-20 نحوه خرابی ناگین و استاد کناری در قاب D در نمونه آزمایشگاهی119
شکل 5-21 نحوه خرابی و حرکت ناگین میانی و استاد کناری در قاب D در نمونه نرم افزاری120
شکل 5-22 تغییر شکل قاب با استاد وناگین میانی در نمونه نرم افزاری120
شکل5-23 منحنی پوش قاب A121
شکل 5-24 منحنی پوش قاب B121
شکل 5-26 منحنی های پوش قاب A,B,C تست نرم افزاری با ورق121
شکل 5-27 منحنی پوش قاب A آزمایشگاه122
شکل 5-28 منحنی پوش قاب B آزمایشگاه122
شکل 5-29 منحنی پوش قاب C آزمایشگاه122
شکل 5-30 منحنی پوش قاب A در نمونه نرم افزاری با بتن123
شکل 5-31 منحنی پوش قاب B در نمونه نرم افزاری با بتن123
شکل 5-32 منحنی پوش قاب C در نمونه نرم افزاری با بتن123
شکل 5-33 منحنی پوش قاب D در نمونه نرم افزاری با بتن124
شکل 5-34 منحنی پوش قاب E در نمونه نرم افزاری با بتن124
شکل 5-35 منحنی پوش قاب F در نمونه نرم افزاری با بتن124
شکل 5-36 منحنی پوش هر شش قاب در نمونه نرم افزاری با بتن125
شکل 5-37 پاسخ عمومی سازه بر اساس مفاهیم FEMA126
شکل 5-38 نحوه ی محاسبه بر اساس نقطه تسلیم بارز127
شکل 5-39 منحنی ایده آل دو خطی قاب A129
شکل5-40 منحنی ایده آل دو خطی قاب B130
شکل 5-41 منحنی ایده آل دو خطی قاب C130
شکل 5-42 منحنی دو خطی قاب A130
شکل 5-43 منحنی دوخطی قاب B131
شکل 5-44 منحنی دوخطی قاب C131
شکل 5-45 منحنی دوخطی قاب D131
شکل 5-46 منحنی دوخطی قاب E132
شکل 5-47 منحنی دوخطی قاب F132

چکیده :
مقابله با نیروهای جانبی ازجمله زلزله یکی از مهمترین رسالت های مهندسین عمران می باشد. که برای رسیدن به این مهم می توان سیستم قاب سبک فلزی که دارای مزایایی مانند امکان تولید صنعتی،پیش ساختگی وسبکی،فرم پذیری درساخت است را میتواند جایگزینی مناسب برای سیستم های سنتی دانست. پانلهای دیوار برشی متشکل از قاب فولادی سرد نورد شده و پوشش پیچ شده به آن از متداول ترین سیستم های باربر جانبی در این سازه هاست. عملکرد لرزه ای سازه ها نیاز مند روشی تحلیلی ست که یک روش المان محدود همراه با آنالیز غیر خطی می باشد البته در راستای این می بایست از دیواره های برشی مناسب برای مهار نیرو های جانی استفاده نمود. در این پایان نامه پانل های دیوار برشی قاب های ما به کمک بتن های سبک (لیکا وفوم بتن) به جای ورق های فولادی و یا بادندهای ورقه ای جا نمایی و به وسیله نرم افزار المان محدود Ansys تحلیل شدکه برروی نمونه های با مقیاس 120×240 سانتیمتر ارزیابی شد. ضخامت های مختلفی از دیوارههای برشی تحلیل شده وعملکرد جانبی آنها به وسیله اعمال بارگذاری چرخهای روی شش دیوار مورد بررسی قرار گرفت. تمرکز اصلی این پایان نامه روی ظرفیت باربری جانبی حداکثر جانی و حداکثر مقاوت نهایی مورد تحمل دیوار ها و برآورد منطقی از ضریب رفتار (R) قاب ها با دیوار برشی (shear wall Bracing) و همچنین نحوه خرابی آنها می باشد. برای این منظور شش قاب CFS باضخامت ورق یک میلیمتربه صورت تک استاد کناری وتک استاد میانی وتک تراک بالاوپایین قاب ها ودر یک سری از نمونه ها با یک ناگین تک تسمه ای همراه با بتن سبک برای کلیه نمونه ها در نرم افزار مدل وقاب های مدل شده با بتن پر شده و تا لبه قاب ها به ضخامت یک سانتیمتر تسطیح شدند. نمونه ها تحت رژیم بار گذاری چرخه ای جانبی خاص که براساس روش B استاندارد (38)ASTM E2126-07 مورد بررسی قرار گرفت برای هر دیوار منحنی پوش اعمال شده رسم گردید. سپس پرامترهای محاسبه شدند. ودر نهایت فاکتور R ارزیابی وهم چنین در پی آن نتایج آزمایشگاهی با نتایج نر م افزاری در حالت نمونه شده با بتن وهمچنین نتایج نرم افزاری دیوار ها با بتن با نتایج نرم افزاری دیواره ها با ورق مورد مقایسه قرار گرفت.

کلمات کلیدی: پانل های دیوار برشی، آنالیز غیرخطی، فولاد سرد ساخت، بتن سبک لیکاوفوم بتن

فصل اول
کلیات

مقدمه
نیاز مبرم بشر به طراحی وساخت بناهای1- باقابلیت اجرای سریع 2- مقاوم در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله 3- سبک در سازه و جنس و متریال اجرایی 4- توان تحمل کشش بالا وضریب رفتار ایمن 5- کاربری سازه مسکونی با طبقات متعدد ما رابه تحقیق درباره این موضوع انداخت. در ساختمانهای رایج سازه علی رغم طراحی پیشرفته معمولا ازاجرای ضعیفی در ایران برخوردار است به این معنی که رفتار واقعی سازه در مواقع سرویس دهی با آنچه طراحی شده کاملا متفاوت است. لذا نظارت دقیق بر کیفیت اجرا و تطبیق با جزییات محاسبه شده امری کاملا ضروری می باشد. از این رو ساختمانهای پیش ساخته شده در کارخانه به دلیل طی نمودن مراحل کنترل کیفیت و تولید مطابق با نقشه های محاسباتی رفتار مناسب در موقع سرویس دهی خواهد داشت. در این بین قابهای سبک فولادی ال اس اف با کیفیت ساخت کارخانه ای واتصالات ساده، مطمئن مستحکم و سریع از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشندهمچنین نیاز روز افزون کشور به سطح زیربنای بیشتر در امر مسکن، آموزش، تسهیلات بهداشتی، درمانی، رفاهی، تاسیسات صنعتی و تجاری که عمدتا از افزایش جمعیت و توسعه ناشی میشود، ایجاب مینماید که از روشهای جدیدی در ساختمان سازی استفاده گردد. دراین روشها علاوه بر کاهش زمان ساخت، با صرفه جویی در مصرف مصالح ساختمانی سنتی، هزینه ساخت نیز با حفظ کیفیت مطلوب کاهش می یابد به منظور دستیابی به اهداف فوق سیستم ساختمانی ساخت سریع با بررسی های فنی و اقتصادی جامعی که در آن امکانات و شرایط موجود در نقاط مختلف کشور منظور گردیده است طراحی شده و به عنوان سیستم ساختمانی سریع معرفی می گردد. (حاتمی و رحمانی، 1389؛ فلاح و وطنی اسکوئی، 1382).
دیوار های برشی یکی از اعضای اصلی ومقاوم در برابر بارهای جانبی مخصوصاً زلزله اند که به طور وسیع در ساختمان های کوتاه مرتبه و میان مرتبه فلزی مورد استفاده قرار می گبرد هر پانل دیوار برشی می تواند از یک قاب فولادی با مقطع فولادی سرد باشد که تیرکها و ستونکهای قاب به وسیله پیچ خودکار یا پرچ متصل است. استفاده از قاب های ترکیبی با بتن سبک و فولادی سبک سرد نورد شده جهت بالا بردن میزان مقاومت جانبی در برابر برش اهمیت بسزایی در پایایی سازه و افزایش تعداد طبقات می تواند داشته باشد که در این پایان نامه به آن می پردازیم (AISI.)1.

1-1تاریخچه
1-1-1تاریخچه و دلایل به کارگیری سیستم های(LSF)
فولاد فرم داده شده در حالت سرد یاCFS از سال 1850در کشور انگلستان و آمریکا با به کارگیری در ساخت لوازم اتومبیل آغاز شد ولی تا قبل از جنگ جهانی اول در ساختمان سازی بکار گرفته نمی شد از سال 1930 به بعد با بکارگیری قطعات فولادیLSF درساختمان های تجاری و صنعتی شروع شد اما به دلیل ارزانی چوب نتوانست باآن به عنوان سیستم رایج مسکن سازی رقابت اقتصادی کند. از سال 1990گران شدن چوب ومطرح شدن مشکلات زیست محیطی در صنعت ساختمان سازی سبب گردید که سیستم ساختمانی LSF که بااستفاده از قطعات فولاد CFS از نوع گالوانیزه برپا می گردد،برای ساخت واحد های مسکونی بکار گرفته شود.این سیستم ساختمانی تا به حال توانسته در کشور های مختلفی گواهنامه ساخت در چند طبقه دریافت نماید و من جمله در ایران فعالیت های گسترده ای در این حوزه مخصوصاً درشهر پرند و تیران انجام پذیرفته است (وثوقی فر و عدل پرور، 1386؛ حاتمی و همکاران ،1388).
بکار گیری سیتم ساختمانی LSF برای ساخت وساز مسکن بعد از جنگ جهانی دوم در استرالیا هم آغاز شد. در صورتی که پیش از آن ساخت وسازمسکن عمدتاً با استفاده از قاب چوبی انجام می شد. در ادامه تحولات ساختمانی در آمریکا در این کشور نیز تحولاتی صورت گرفت که عمده ان به کارگیری این سیستم در کشور استرالیا بود. این سیستم به دلیل سرعت بالا و مقاوم توانست رشد قابل توجهی در صنعت سازه کشور استرالیا داشته باشد. و هم اکنون بهترین ماشین الات رول فرم دنیا در انحصار آن کشور قرار دارد. در کشور سوئد چوب رایجترین مصالح ساختمانی بود اما به دلیل کاهش متوسط عمر درختان از دهه 90سازندگان ساختمان اقدام به جایگزین کردن سیستم LSF درآن کشور کردند. در حال حاضر در کشور هلند نیز سیتم LSF در ساخت سازه های مسکونی ومدارس نقش عمده ای دارد. در سال 1989بنیاد تحقیقات ساختمان هلندSBR، پتانسیل استفاده از سیستم LSF را برای خانه سازی مورد بررسی قرار داد ونتیجه بررسی ها مشخص نمود که به کارگیری این سیستم ساختمانی، تسهیل در طراحی وفوائد زیست محیطی را به دنبال دارد ولی کمی گرانتر از سازه های چوبی است. در کشور فرانسه هم در سال های اخیر سبک این سیستم به شکلی محدود به جای سیستم های فولادی و بتونی قرار گرفته است.در کشور کره، آجر وبتن تا سال 1996 به عنوان مصالح اصلی در ساخت و ساز بودند و در ساختمان های بلند مرتبه از سیستم های بتن درجا استفاده می شد تا در فوریه سال 1996شرکت POSCOبرای اولین بار از سیستم LSF را در شهر فوانگ با احداث700 ویلای دو تا پنج طبقه شروع نمود.
در سال1995داویس و همکاران استفاده از فولاد جدار نازک را در ساختمانهای مدولار کوتاه و متوسط بررسی کرده اند در سال 1996 سرته و همکاران عملکرد دینامیکی دیوارهای برشی را در قابهای سبک فولادی مورد بررسی قرار داده است. درهمان سال داویس و همکاران رفتار برشی اتصالات فشرده را در سازه های با قاب سبک فولادی بررسی کرده اند. در سال 1997درایور و همکاران رفتار لرزه ای را در دیوارهای برشی فولادی مورد بررسی قرار داده اند. در سال1998پی وکینی مقاومت برشی را در اتصالات فشرده فولادی مورد بررسی قرارداده اند. در همان سال لنون و همکاران به مقایسه تعدادی از اتصالات مکانیکی در فولاد سرد نورد پرداخته اند. در همان سال الگالی و همکاران به تحلیل رفتار دیوارهای برشی فولادی نازک پرداخته اند. در سال 1999 لاوسون ساخت مدولار را با استفاده از قاب سبک فولادی بررسی کرده است. در سال 2000 لوبل و همکاران عملکرد دیوارهای برشی سخت نشده را تحت بارگذاری متناوب بررسی کرده اند. در سال 2004دوبینا به بررسی عملکرد پانلهای برشی دیوارهای استادی سرد نورد تحت بارگذاری یکنواخت و متناوب پرداخته است. در همان سال تیان و همکاران به بررسی مقاومت گسیختگی وسختی قابهای دیوارهای فولادی سرد نورد پرداخته اند. درسال2005 پاستور و رودریگز به مدل سازی پسماند دیوارهای برشی بامهاربندی ضربدری شکل در دیوارهای نازک سازه ها پرداخته اند. درهمان سال الخراط و راجرز مدل آزمایشگاهی قاب فولادی سبک که بوسیله دیوارهای مهاربندی تقویت شده اند پرداخته اند. در سال 2006 ولکوویچ و یوهانسون مدل طراحی سنتی در دیوارهای با صفحات گچی تک لایه و منبسط شونده با دولایه که در مقابل آتش مقاوم می باشند را بررسی نموده اند. در همان سال گور گلوسکی یک روش ساده را برای محاسبه شاخص یو – والوودر قابهای سبک ارایه نموده است. این روش جدید براساس تحقیقات انجام شده بوسیله بازگشت به اصول اولیه دراستفاده از مدلسازی آلمان محدود در تحلیل سیالهای حرارتی در میان ساخت قاب سبک می باشد. در همان سال کاسافنت و همکاران آزمایشات آزمایشگاهی گره ها را در طراحی لرزه ای سازه های سبک پرداخته اند. در همان سال بلاژبه بررسی آزمایشگاهی وتحلیلی پانل دیوارهای برشی 9 میلی متری قاب فولادی سبک پرداخته اند. در همان سال دبینا و همکاران عملکرد لرزه ای خانه های با قاب سبک فولادی بررسی کرده اند. در همان سال لاندولفو و همکاران به مطالعه آزمایشگاهی و نظری عملکرد لرزه ای قابهای سبک فولادی نورد سرد در ساختمانهای کوتاه پرداخته اند. در همان سال رکاس پانل دیوارهای برشی فولادی سبک را مورد آزمایش قرار داده است. در سال 2007 فیورینو و همکاران آزمایشاتی را برروی اتصالات پیچ شده میان پانلهای برپایه گچ یا چوب و پروفیلهای استد در خانه سازی با قاب سبک فولادی انجام داده است. در همان سال هانگ و همکاران به بررسی آزمایشهای متناوب اتصالات پیچی قاب خمشی فولادی ویژه سازه های نورد سرد شده پرداخته اند. در این نمونه ها پاسخ سه مود گسیختگی – گسیختگی اتصالات، کمانش بال و کمانش ستون مورد بررسی قرار گرفته است. در همان سال لاندولفو و همکاران پاسخ لرزه ای قاب های فولادی نورد سرد را در ساختمانهای کوتاه مورد بررسی قرار داده اند. درسال 2008 رونق و مقیمی به بررسی مدهای گسیختگی سیستم های مختلف و ضرایب موثر محاسباتی در پاسخ شکل پذیری دیوارهای CFS پرداخته اند.
در ساختمانهای رایج سازه علی رغم طراحی پیشرفته معمولا از اجرای ضعیفی در ایران برخوردار است به این معنی که رفتار واقعی سازه در مواقع سرویس دهی با آنچه طراحی شده کاملا متفاوت است. لذا نظارت دقیق بر کیفیت اجرا و تطبیق با جزییات محاسبه شده امری کاملا ضروری می باشد. از این رو ساختمانهای پیش ساخته شده در کارخانه به دلیل طی نمودن مراحل کنترل کیفیت و تولید مطابق با نقشه های محاسباتی رفتار مناسب در موقع سرویس دهی خواهد داشت. در این بین قابهای سبک فولادی ال اس اف با کیفیت ساخت کارخانه ای واتصالات ساده، مطمئن مستحکم و سریع از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند.
– همچنین نیاز روز افزون کشور به سطح زیربنای بیشتر در امر مسکن، آموزش، تسهیلات بهداشتی، درمانی، رفاهی، تاسیسات صنعتی و تجاری که عمدتا از افزایش جمعیت و توسعه ناشی میشود، ایجاب مینماید که از روشهای جدیدی در ساختمان سازی استفاده گردد. دراین روشها علاوه بر کاهش زمان ساخت، با صرفه جویی در مصرف مصالح ساختمانی سنتی، هزینه ساخت نیز با حفظ کیفیت مطلوب کاهش می یابد به منظور دستیابی به اهداف فوق سیستم ساختمانی ساخت سریع با بررسی های فنی و اقتصادی جامعی که در آن امکانات و شرایط موجود در نقاط مختلف کشور منظور گردیده است طراحی شده و به عنوان سیستم ساختمانی سریع معرفی می گردد (آرش مستاجران وهمکاران، 1388؛ انوشه آشوری، 1385؛ مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن).
2-1-1تاریخچه و دلایل به کارگیری بتن های سبک

شکل 1-1 نمایی از برشی سبک به نحو اکسپوز

اولین گزارشهای تاریخی در مورد کاربرد بتن سبک و مصالح سبک وزن به روم باستان بر می گردد. رومیان در احداث معبد پانتئون و ورزشگاه کلوزیوم از پومیس که نوعی مصالح سبک است استفاده کرده اند. کاربرد بتن سبکدانه پس از تولید سبکدانه های مصنوعی و فراوری شده در اوایل قرن بیستم وارد مرحله جدیدی شد. در سال 1918، S. J. Hayde با استفاده از کوره دوار اقدام به منبسط کردن رس و شیل کرد و بدین وسلیه سبکدانه ای مصنوعی تولید کرد که از آنها در ساخت بتن استفاده شد. تولید تجاری روباره های منبسط شده نیز از سال 1928 آغاز گردید. این سبکدانه مصنوعی در هنگام جنگ جهانی اول به دلیل محدودیت دسترسی به ورق فولادی برای ساخت کشتی بکار رفت. کشتی Atlantus به وزن 3000 تن که با بتن سبک هایدیتی ساخته شد، در اواخر سال 1918 به آب افتاد. در سال 1919 کشتی Selma به وزن 7500 تن و طول 132 متر با همین نوع بتن ساخته و به آب انداخته شد. تا آخر جنگ جهانی اول و سپس تا سال 1922 کشتی ها و مخازن شناور متعددی ساخته شد که یکی از آن ها Peralta تا سال های اخیر شناور بود. برنامه ساخت کشتی ها در اواسط جنگ جهانی دوم متوقف شد و دوباره به دلیل محدودیت تولید ورق فولادی مورد توجه قرار گرفت. تا پایان جنگ جهانی دوم 24 کشتی اقیانوس پیما و 80 بارج دریایی ساخته شد که ساخت آن ها در دوران صلح، اقتصادی محسوب نمی گشت. ظرفیت این کشتی ها 3 تا 140000 تن بود. در سال 1948 اولین ساختمان با استفاده از شیل منبسط شده در پنسیلوانیای شرقی احداث گردید. در ادامه، از سال 1950 ساخت بتن سبک گازی اتوکلاو شده در انگلستان متداول شد. اولین ساختمان بتن سبکدانه مسلح در این کشور که یک ساختمان سه طبقه بود درسال 1958 و در شهر برنت فورد احداث گردید.
ساختمان هتل پارک پلازا در سنت لوئیز، ساختمان 14 طبقه اداره تلفن بل جنوب غربی در کانزاس سیتی در سال 1929 از جمله ساختمان های دهه 20 و 30 میلادی ساخته شده در آمریکای شمالی با استفاده از بتن سبک هستند. ساختمان 42 طبقه در شیکاگو، ترمینال TWA در فرودگاه نیویورک در سال 1960، فرودگاه Dulles در واشنگتن در سال 1962، کلیسایی در نروژ در سال 1965، پلی در وایسبادن آلمان در سال 1966 و پل آب بر در روتردام هلند در سال 68 از جمله ساختمان هایی هستند که با بتن سبکدانه ساخته شده اند. در هلند، انگلستان، ایتالیا و اسکاتلند نیز در دهه 70 و 80 پل هایی با دهانه های مختلف ساخته و با موفقیت بهره برداری شده اند. در سال های 1970 ساخت بتن سبکدانه پرمقاومت آغاز شد و در دهه 80 به دلیل نیاز برخی شرکت های نفتی در امریکا و نروژ برای ساخت سازه ها و مخازن ساحلی و فراساحلی مانند سکوهای نفتی یک رشته تحقیقات وسیع برای ساخت بتن سبکدانه پرمقاومت در این دو کشور با هدایت واحد آغاز شد که نتایج آن در اواخر دهه 80 و اوایل دهه 90 منتشر گشت. در سالیان اخیر نیز استفاده بتن سبک در دال سقف ساختمانهای بلند مرتبه، عرشه پلها و دیگر موارد مشابه و همچنین کاربردهای خاص مانند عرشه و پایه دکلهای استخراج نفت کاربرد فراوانی یافته است.
دانستن این موضوع که بتن سبک از 50 سال پیش تا به حال در اروپا در ساختن بنا کاربرد دارد اما هنوز در ایران ناشناخته است تعجبی همراه با افسوس را به همراه دارد. کشور ما درحالی از قافله صنایع مدرن ساختمان سازی عقب مانده که زلزله های مخربی را در 15 سال گذشته تجربه کرده است (لازم به ذکر است با توجه به صحبت ها وفعالیت های شکل گرفته در عرصه صنعت سازه ومسئولان مربوطه سازمان مسکن ایران بتن های سبک در دستور کار ساخت وتولید قرار دارند{منبع خبرگداری مهر ذکر شود}).
نگارش یافته توسط رفعتی
اغلب بتنهای سبک خواصی از قبیل عایق بودن نسبت به حرارت و صوت، مقاومت در برابر یخ زدگی و آتش سوزی و کاهش لطمات ناشی از زلزله را دارا می باشند. سبک و یکپارچه سازى را می توان راهکارى محورى و عملى براى افزایش ایستادگى و ایمنى بناها در برابر زلزله محسوب داشت. ویژگى هایى چون کاهش جدى وزن سازه و ابعاد برخى اجزا، صرفه جویى زیاد در میزان فولاد مصرفى در اسکلت و پى، حائل صدا و رطوبت و به ویژه عایق حرارت بودن، افزایش مؤثر فضاى مفید داخل بنا، قابلیت هاى گوناگون کار پذیرى، انعطاف و تنوع در اشکال، سادگى، و سرعت و سهولت در حمل و اجرا، کاهش خستگى بنا و پایانى مناسب در برابر عوامل آسیب زا. نیز مى توانند از مزایاى بهره گیرى تجربه شده از این بتن ها با موارد کاربرى متعدد در ساخت و سازها باشند. بدیهى است تکیه بر این راهکار محورى در رویکردى منسجم و نظام یافته و با توجه به مجموعه موارد فنى، اقتصادى و اجرایى، نه تنها به معنى کم بها دادن به سایر عوامل مؤثر در ایمن و مقاوم سازى بناها و مجموعه فن آورى هاى مربوط به آن نخواهد بود بلکه ضمن جبران نسبى بسیارى کاستى ها در دیگر زمینه ها به ارتقا و افزایش کارآیى دیگر راهکارهاى مقتضى نیز می انجامد.(دهیر2،1998؛ مرکز عمران ایران؛ جوادپور و همکاران 1388).
بتن های سبک اغلب داراى ویژگى هاى مطلوب کار پذیرى چون قابلیت‌هاى برش، تراش و پذیرش میخ، پیچ، رول- پلاک و کورپى، امکان مرمت و نیز عبور تأسیسات و نصب و اجراى چارچوب ها و درب و پنجره و تزئینات و پوشش ها و رنگ هاى مقتضى و توان پذیرش پوشش‌ها و نماهاى مختلف را داراست و ضمن عدم نیاز به اندودهاى سنگین اضافى، امکان تطبیق با طرح هاى گوناگون معمارى را از جمله در سطوح و احجام منحنى در کاربرى های مختلف دارا می باشد.

بخش اول فولاد سبک
1-2 مزایای فولاد سرد ساخت
1-2- 1انعطاف پذیری
این مقاطع می توانند به صورت اعضای تک ویا یه صورت پانل های اماده شده در کارخانه، به سایت ارجا شود. نوع ضخامت وابعاد مقاطع جدار نازک امکان انعطاف پذیری زیادی را در مرحله طراحی ایجاد می نماید به عنوان مثال در یک طراحی سیستم خاص که ارتفاع تیرچه ها باید محدود باشند، بدون اینکه لازم شود فواصل المان های کف یادیوار را تغییر داد،می توان با تغییر ضخامت مقطع جدار نازک، این محدودیت رابرطرف کرد.

1-2-2 قابلیت بازیافت و حفظ محیط زیست
اغلب مواد و مصالح مورد استفاده در این سیستم قابلیت بازیافت به سیستم طبیعت را دارا می باشند. مقاطع فولادی جدار نازک بسیار مقاوم در مقابل خوردگی، کج شدگی می باشند در مقطع فولادی جدار نازک جمع شدگی وجود ندارد لذا مشکلات ایجاد شده برای پانل های چوبی وگچی متصل به این سازه ها به حداقل ممکن خواهد رسید. هم چنین فلز یک ماده اورگانیک بوده و بنابراین در مقابل رطوبت و هجوم حشرات موزی مقاوم است و ترک و خزش در آن ایجاد نمی شود (بهمن واقفی وهمکاران،1389)

1-2-4 وزن سبک وحمل ونقل آسان
مقاطع جدار نازک فولادی به دلیل سبک بودن به راحتی قابل حمل و نقل و جابجایی در محل بوده ولذا هزینه های مربوطه به حمل نقل را کاهش می دهد. همچنین باعث کاهش بارهای لرزه ای در سازه شده که به طور قابل ملاحظه ای هم در اجرای طرح وهم در اجرای قاب سازه ای موثر است و نیز این سیستم به دلیل حمل راحت و مونتاژپذیری می تواند دارای تجهیز کارگاهی به مراتب کوچکتر از سازه های اسکلتی سونتی و بدون حضور جرثقیل های بزرگ داشته باشد .

1-2-5 مقاومت وسختی بالا
در مقایسه با سایر بخش های سازه ای قابل دسترسی، بخش سردنورد شده بالاترین مقاومت رانسبت به وزن شان دارند.مقاومت بالا اجازه انعطاف پذیری بیشتر را می دهد، و می توان دهانه های پهن تری ایجاد نمود.

1-2-6 مقاوم در برابر آتش سوزی
مقاطع فولادی جدار نازک مصالحی غیر قابل اشتعال اند. این مصالح باعث گسترش حریق در فضای مختلف سازه نمی شوند پس هزینه های بیمه ای کمتری را برای بیمه به مالکان متحمل می شود.

1-2-7 ثبات در ابعاد
به دلیل اینکه این مقاطع در مقایسه با مقاطع مصالح اورگانیک، در مراحل مختلف شکل می گیرد مقاطعی کاملاً صاف و هم شکل دارد و دارای کیفیتی یکسان است.

1-2-8 قابلیت تغییر شکل پذیری
می توان با ورق های نازک فولادی به راحتی کار کرد و آنها را تقریباً به هر شکلی بدون میز شاسی و دستگاه خم و برش خاص در آورد. سطوح مقطع متفاوت، اجازه هر نوع مقاومت مطلوبی را به اعضا می دهد.
1-2-9 سرعت در ساختمان
زمانی که سرعت در اجرای طرحها از اهمیت ویژه ای برخوردار است سیستم “ساخت سریع ” را می دهد که کارفرمایانی که بدنبال، تکنیک، کیفیت می باشد می باشند بتوانند در کوتاه ترین زمان ممکن نیازهای خود را برطرف نمود و زمان برگشت سرمایه خود را به حداقل برسانند مدت زمان 114 روز کاری برای 1200 متر مربع یک بلوک چهار طبقه یک واقعیت اجتناب ناپذیر می باشد .

1-2-10 مقاومت در برابر زلزله
نظربه اینکه کشورایران در زمره مناطق زلزله خیر جهان شناخته شده است ساختن پهنای “ساخت سریع” با خطر نسبی بالا و شتاب طرح (A) 35/0 براساس آئین نامه 2800 ایران طراحی شده که از محاسبات عمده این سیستم محسوب می گردد در مقام مقایسه ساختمان “ساخت سریع” با مشابه سنتی ارقام زیر نشان دهنده این واقعیت خواهند بود

دسته بندی : پایان نامه ها

دیدگاهتان را بنویسید