خون، به عنوان یک بافت سیال و سهل الوصول یکی از مهم ترین مایعات بیولوژیک بدن بوده که تحت تأثیر حالات مختلف فیزیولوژیک و پاتولوژیک، ترکیبات آن دستخوش نوسان و تغییر میگردند. لذا در اختیار داشتن مقادیر طبیعی پارامترهای خونی و بررسی چگونگی تغییرات آن ها در بیماری های مختلف همواره از ابزارهای مهم تشخیص در بسیاری از بیماری های انسان و دام بوده است. در رابطه با آبزیان و از جمله ماهی نیز، این مهم با تعیین مقادیر طبیعی پارامترهای خونی به عنوان منبأ و شاخصی برای مقایسه و قضاوت در تشخیص بیماری ها مورد تأکید قرار گرفته است.
معمولا حجم خون ماهیان نسبت به سایر مهره داران کمتر و در ماهیان استخوانی حدودا بین 4-2 میلی لیتر به ازای 100 گرم است. در لامپری ها حجم خون بیشتر و به 5/8 میلی لیتر به ازای 100 گرم میرسد و در هاگ فیش ها حتی از این هم بیشتر است و به 17 میلی لیتر به ازای 100 گرم میرسد. در ماهیان الاسمو برانش ها،حجم خون بین 8-6 میلی لیتر به ازای 100 گرم گزارش شده است. در تحقیقات اولیه که بر روی آزاد ماهیان صورت گرفت، حجم خون را در حدود 5/3-3 میلی لیتر به ازای 100 گرم گزارش کردند، اما تحقیقات اخیر نشان داد که حجم خون آن ها در حد ماهیان الاسمو برانش و بین 5 تا بیش از 7 میلی لیتر به ازای 100 گرم است. ...
...
1-1 خون : خون، مایعی است که در رگ های بدن جریان دارد و نوعی بافت همبند محسوب میشود. اختلاف عمده بافت خون با دیگر بافت ها در این است که ماده خارج سلولی در آن بصورت مایعی به نام پلاسما است که پلاسما خود شامل آب ، پروتئین (آلبومین ـ گلبولین و فاکتورهای انعقادی) ، قندها (گلوکز) ، چربی و یون ها می باشد و سلول های خونی شامل اریتروسیتها (گلبول های قرمز)، لکوسیتها (گلبول های سفید) و ترومبوسیتها (پلاکت ها) هستند. این بافت در تمامی بافت ها به جز بافت پوششی و غضروفی وارد میشود و تغذیه و تنفس آنها را سبب میشود(1).
1_ انتقال گاز (اکسیژن و گاز کربنیک) بین اندام تنفسی ، بافت ها و ذخیره اکسیژن .
2_ انتقال مواد غذایی به بافتها .
3_ انتقال محصولات دفعی از بافتها به سوی اندام های مختلف .
4_ انتقال مواد متابولیکی اسید لاکتیک (از عضلات به کبد) .
5_ انتشار هورمونها برای کنترل اعمال بدن و تأثیر متقابل هورمون ها بر اندام های خون ساز
6ـ تنظیم حرارت بدن با انتشار در بافتها .
7ـ انعقاد .
8_ دفاع بدن در برابر حمله باکتری ها و ایجاد ایمنی در بدن .
9_ تثبیت محیط داخلی مناسب برای سلول ها به منظور ایجاد PH مناسب، مواد غذایی و غیره …) .
10_ انتقال نیرو مثل شکستن کیتین در سختپوستان (4).
سیستم گردش خون در ماهی ها عمدتاً به میزان زیاد و یا تماماً بسته است و قلب و مویرگ های آبششی و عمومی و رگ های بزرگ در یک آرایش خطی به هم متصلند. ماهیان در محیطی زندگی میکنند که در مقایسه با اتمسفری که تنفس میکنیم از نظر O2 فقیرتر است، هم چنین قلب آن ها که سادهتر است باید قبل از انتشار خون به داخل بافت ها آنها را به سمت سطوح اکسیژن دار پمپاژ کند. خون، مواد مختلف از جمله یون های غیرآلی و تعدادی از ترکیبات آلی مثل هورمون ها، ویتامین ها و پروتئین ها که شامل 2 نوع گلوبولین، 2 نوع گلوبولین و گاماگلوبولین، آلبومین، ترانسفرین و سایر پروتیئن هاست که در ایجاد ایمنی معین، ایجاد حالت بافری و حفظ فشار اسمزی نقش دارند (3). ...
...
2-1 عوامل موثر بر تغییر پارامتر های خونی :
الف ) عوامل غیر عفونی :
1 ) جنس ماهی
2 ) سن ماهی
3 ) تغییرات دمایی
4 ) شرایط تغذیه ای
5 ) نحوه صید و نمونه گیری
6 ) عوامل مسمومیت زا: الف – فلزات سنگین ، ب – آفت کش ها ، ج – شوینده های آنیونی
ب ) عوامل عفونت زا
1 ) باکتریایی
2 ) انگلی
3 ) ویروسی
2-1-1 اثر جنس روی پارامترهای خونی ماهی:
جنس یکی از عواملی است که میتواند روی پارامترهای خونی ماهی اثرگذار باشد، در طی مطالعاتی که سامرفلت( 1976 )روی ماهیهای Carassius auratus، Brown trout، Brook trout انجام داد، نشان داد که میزان پارامترهای خونی در نرها بیشتر از جنس ماده است. بررسی جنس نر و ماده در ماهی های سالم و بیمار نشان میدهد که تفاوت های معناداری در میزان WBC، نوتروفیل و لنفوسیت (001/0 P<) دیده="" میشود="" و="" پس="" از="" سازشپذیری="" ماهیها="" با="" محیط="" جدید="" میزان="" این="" پارامترها="" در="" نرها="" بیشتر="" از="" مادهها="" است،="" که="" این="" خود="" نشان="" دهنده="" این="" است="" که="" پاسخ="" نرها="" به="" استرس="" ناشی="" از="" تغییر="" محیطی="" بیشتر="" از="" مادهها="" است="">)>
جدول 14 : اثر جنس روی پارامترهای خونی ماهی Claris gariepinus
نر | ماده | پارامترها |
72/0±79/6 | 77/0±6/8 | Hb |
97/1±50/22 | 43/2±46/24 | Ht |
59/1±93/7 | 98/1±31/7 | ESR |
20/0±40/2 | 30/0±60/2 | RBC |
60/0±80/33 | 30/2±20/36 | MCHC |
6/0±70/31 | 1/2±80/33 | MCH |
20/0±40/2 | 94/3±31/36 | WBC |
36/2±23/43 | 27/4±86/42 | (%) نوتروفیل |
48/4±5/54 | 66/2±23/55 | (%) لمفوسیت |
56/0±72/2 | 39/0±45/2 | (%) منوسیت |
پایان نامه بررسی استفاده از پارامترهای مارکوف در شناسایی سیستم و شبیه سازی و مدل سازی و شناسایی یک توربین گاز
مقدمه :
شرح مکتوب مختصری از تشریح و شبیه سازی و مدل سازی یک توربین احتراق گازی می باشد .
در بخش اول ملزم دانستیم که یکی از انواع این توربین ها از دیدگاه فنی و مهندسی مورد بررسی و تفصیل قرار دهیم .
که به عنوان نمونه یکی از توربین های احتراق گازی به کار گرفته شده در صنعت نفت مورد انتخاب واقع شده است .گزارش مذکور در خصوص ساختمان – طرز کار و دستگاه های برقی و کنترلی توربین های رستون (RUSTON ) اتوماتیک مدل 1750 و با راهنمایی کارشناسان محترم شرکت ملی نفت ایران صورت گرفته است .
بخش دوم که مبحث اصلی پایان نامه این جانب می باشد در خصوص تحلیل سیستماتیک توربین احتراق گازی به روش مارکوف می باشد .
و در نهایت امر مدلسازی و شبیه سازی این توربین در محیط برنامه MATLAB )) با استفاده از پارامترهای مارکوف صورت پذیرفته است .
کنترل گاورنر (شکل13-1)
برای کنترل اتوماتیک سرعت توربین دستگاههای زیر بکار برده شده اند و پس از تشریح ساده این دستگاهها مدار کنترل اتوماتیک مشروحاً شرح داده خواهد شد طبق شکل شماره13 مولد برق مربوط به سرعت سنج محور بازده که روی جعبه دنده قرار گرفته بازاء هر 100 دور در دقیقه یک ولت برق متناوب تولید می کند که برق مولد برق به نشان دهنده های سرعت، رله سرعت شماره 2 وصل است سپس این برق متناوب از یک سو کننده Rectifier عبور کرده و قسمت خرجی یکسوکننده به نسبت سرعت توربین برق مستقیم بین 30 الی 60 میلی ولت (هزارم ولت) است. بعد این برق مستقیم به یک دستگاه مبدل نیروی محرکه به جریان Emf/ Current Converter وارد شده و به نسبت برق ورودی، قسمت خروجی آن جریان برق بین 10 الی 50 میلی آمپر می باشد و سپس جریان برق به دستگاه پولز دیوریشن کنترلر (کنترل کننده ضربه ای زماندار Pluse Duration Controller وارد می شود و علاوه بر این یک جریان برق دیگر باز بین 10 الی 50 میلی آمپر از طریق تبدیل کننده فشار هوا به جریان برق Pneumatic/ Current Converter که از دستگاه کنترل جریان نفت تلمه نفت گرفته شده به کنترل کننده ضربه ای زماندار وارد می شود.
فهرست مطالب
پیشگفتار | 1 |
فصل اول :معرفی ساختمان و نحوه عملکرد بخش های مکانیکی یک توربین گازی |
|
1-1 مقدمه | 2 |
2-1قسمتهای مهم توربین | 8 |
1-2-1 دستگاه مولدگازداغ | 8 |
2-2-1 توربین نیرو | 10 |
3-1 ساتمان توربین | 12 |
1-3-1 دستگاه مولدگازداغ | 12 |
2-3-1 استارتر گازی | 13 |
3-3-1دستگاه برق | 14 |
4-3-1 کنتاکتهای مربوط به رله وقت گیر | 17 |
5-3-1مدارهای کمکی | 18 |
6-3-1 کنترل گاورنر | 19 |
4-1 شرح کامل کنترل اتوماتیک سرعت | 20 |
5-1محافظت توربین در برابر اشکالات | 23 |
6-1کار کردن توربین | 24 |
7-1خاموش کردن توربین | 25 |
1-7-1 خاموش کردن توربین در حالت اضطراری | 26 |
8-1 محافظت در برابر اشکالات | 26 |
9-1 نکات قبل از استارت | 27 |
1-9-1بکار انداختن توربین | 32 |
2-9-1 خاموش کردن توربین | 33 |
10-1باطریها | 34 |
1-10-1 ولتاژ باطری نایف | 34 |
2-10-1نصب باطری | 35 |
3-10-1شارژ اول | 35 |
11-1نکات ایمنی | 36 |
12-1 سیگنال سرعت محور بازده | 37 |
13-1یکسو کننده | 37 |
14-1 دستگاههای نشان دهنده | 41 |
1-14-1 شرح کلی | 43 |
51-1 بازرسی نیمه هادی ها | 45 |
16-1 کار کردن رله | 47 |
1-16-1 میزان کردن رله سرعت | 47 |
2-16-1 سیگنال سرعت کمپرسور | 47 |
3-16-1 مراحل میزان کردن رله سرعت | 48 |
17-1 کلی | 54 |
1-17-1 شرح | 57 |
2-17-1طرز کار | 58 |
18-1 مدار کنترل حرارت گاز داغ MAX / T | 58 |
1-18-1 مدار نشان دهنده حرارت حد اکثر گاز داغ | 59 |
19-1 دستگاه ایمنی نشان دهنده لرزش | 59 |
1-19-1طرز کار | 59 |
فصل دوم: بررسی پارامترهای مارکوف در شناسایی سیستم |
|
1-2 مقدمه | 61 |
2-2 پارامترهای مارکوف سیستم | 62 |
3-2 تحقق سیستم بر اساس پارامترهای مارکوف | 63 |
1-3-2 مفاهیم اساسی در تحقق | 63 |
2-3-2 الگوریتم تحقق سیستم ویژه ERA) ( | 65 |
3-3-2 مشخص کردن مدهای صحیح از مدهای نویزی | 72 |
4-3-2 گامهای محاسباتی در ERA | 79 |
4-2 توصیف سیستم و معادلات اساسی رویتگر | 84 |
5-2 محاسبه پارامترهای مارکوف سیستم از پارامترهای مارکوف رویتگر 1-5-2 محاسبه پارامترهای مارکوف سیستم | 91 91 |
2-5-2محاسبه پارامترهای مارکوف بهره رویتگر | 96 |
6-2رابطه بین رویتگر شناسایی شده و فیلتر کالمن | 101 |
7-2 بهبود شناسایی فیلتر کالمن /رویتگر به وسیله سفید کردن مانده ها | 114 |
1-7-2 تحلیل پاسخ حداقل مربعات برای شناسایی پارامترهای مدل ARMAX | 116 |
2-7-2 خاصیتهای دنباله مانده | 119 |
3-2-7 شناسایی پارامترهای مارکوف رویتگر/ فیلتر کالمن با سفید کردن مانده ها | 121 |
4-7-2 4-7-2 محاسبه پارامترهای مارکوف بهره Deadbeat و پارامترهای مارکوف سیستم | 122 |
8-2 جمع بندی | 127 |
پیوست 1 : تصاویری از ساختار توربین احتراق گازی رستون |
|
پیوست 2 : نسخه های برنامه شبیه سازی و مدل سازی یک توربین گاز بر اساس پارامترهای مارکوف توسط برنامه MATLAB |
|
مراجع |
|
پایان نامه تحلیل پارامترهای هندسی-هیدرولیکی درابشستگی پایین دست کالورت ریزشی
چکیده :
پیش بینی آبشستگی ناشی از سازه های هیدرولیکی یکی از مسائل مهم در علم هیدرولیک می باشد.
تا کنون مطالعات متعددی در این زمینه انجام شده اما با توجه به پیچیدگی این مسئله بدلیل اثر توام آب و رسوب عرصه برای مطالعات در این زمینه بسیار زیاد است .
در این تحقیق به بررسی پارامتر های مختلف چون ارتفاع ریزش ، دبی ، عمق پایاب و همچنین زاویه ریزش و تاثیر تک تک این پارامتر ها بر حد اکثر ابعاد حفره آبشستگی پرداخته شده است .
بر اساس نتایج بدست آمده :
با افزایش دبی مقدار حد اکثر عمق ، عرض و طول حفره آبشستگی افزایش می یابد.هم
با افزایش ارتفاع ریزش عمق و عرض حفره افزایش ولی طول حفره آبشستگی کاهش می یابد.
با افزایش عمق پایاب هر سه پارامتر طول ،عرض و عمق حفره آبشستگی کاهش پیدا می کند.
با تغییر زاویه ریزش از ٠ به ٤٥ درجه رو به بالا ، عمق و طول حفره آبشستگی کاهش امی عرض حفره آبشستگی افزایش پیدا میکند.
برای تحلیل ابعاد حفره آبشستگی حد اکثر عمق ،طول و عرض حفره اندازه گیری شده و نهایتا" با توجه به آنالیز ابعادی صورت گرفته روابطی برای محاسبه حد اکثر ابعاد حفره آبشستگی ارائه گردیده است .
واژه های کلیدی :جت ریزشی ، حفره آبشستگی ، ارتفاع ریزش ، عمق پایاب ، زاویه ریزش ، دبی ، آنالیز ابعادی
عنوان مطالب
چکیده ....................................................................................................................................................................... ١
مقدمه ....................................................................................................................................... ٢
فصل اول
کلیات
١-١-تاریخچه علم رسوب و فرسایش و مفهوم آستانه حرکت . ...... ........................................................٤
١-٢-مراحل مختلف فرسایش و انواع
آبشستگی ..................................................................................................٦
١-٣-مکانیسم آبشستگی به وسیله جت ریزشی ................................................................................٩
١-٤-اهمیت آبشستگی در جت ریزشی ...........................................................................................١٢
١-٥-اهداف این تحقیق ...............................................................................................................١٣
فصل دوم
مروری بر مطالعات انجام شده
٢-١-مقدمه ...............................................................................................................................١٥
٢-٢-مکانیسم آبشستگی پایین دست جت .....................................................................................١٥
٢-٣-نتایج محققین قبلی ............................................................................................................١٧
٢-٣-١-تاثیر عمق پایاب ............................................................................................................١٨
٢-٣-٢-تاثیر قطر ذرات رسوب و دانه بندی آن ..............................................................................٢٣
٢-٣-٣-تاثیر دبی یا سرعت جریان جت خروجی .................................................................٢٥
٢-٣-٤-تاثیر ارتفاع ریزش .........................................................................................................٣٠
٢-٣-٥-تاثیر زاویه جت .............................................................................................................٣٧
٢-٣-٦-تاثیر اختلاف چگالی Δρ................................................................................................39
٢-٣-٧-تاثیر ابعاد و شکل جت ...................................................................................................٤٠
فصل سوم
آنالیز ابعادی و شرایط انجام آزمایش
٣-١-آنالیزابعادی .....................................................................................................................٤٨
٣-٢- شرایط آزمایش ........................................................................................٥١
٣-٢-١- فلوم آزمایشگاهی ........................................................................................................٥١
٣-٢-٢- کالورت خروجی ...........................................................................................................٥١
٣-٢-٣-روش اندازه گیری دبی ....................................................................................................٥٢
٣-٢-٤-دستگاه ژرفا سنج نقطه ای ................................................................................٥٣
٣-٢-٥-تنظیم ارتفاع سطح آب .................................................................................................٥٣
٣-٢-٦-تعیین مدت زمان آزمایش .............................................................................................٥٤
٣-٢-٧-مخزن انجام آزمایشات ................................................................................٥٤
٣-٢-٨-مصالح مورد استفاده آزمایش ..........................................................................................٥٦
٣-٢-٩-شرایط هیدرولیکی جریان ............................................................................................٥٩
٣-٣-نحوه انجام آزمایشات .........................................................................................................٥٩
٣-٣-١-مقدمه .........................................................................................................................٥٩
٣-٣-٢-تشریح آزمایشات ......................................................................................................... ٦٠
٣-٣-٣-قطرهای مشخصه بستر .................................................................................................٦١
٣-٣-٤-پایاب ..........................................................................................................................٥٦
٣-٣-٥-ارتفاع ریزش .................................................................................................................٦١
٣-٣-٦-دبی ............................................................................................................................٦٢
٣-٣-٧-زمان ...........................................................................................................................٦٢
٣-٣-٨-خروجی آزمایش ( ابعاد حفره )........................................................................................٦٢
٣-٤-پارامتر های اندازه گیری شده و محدوده داده های برداشت شده .................................................٦٢
٣-٥-محدودیت ها و مشکلات .....................................................................................................٦٤
فصل چهارم
تجزیه و تحلیل داده های آزمایشگاهی
٤-١-مقدمه .............................................................................................................................................................٦٦
٤-٢-مشاهدات .......................................................................................................................................................٦٦
٤-٣-تحلیل نتایج ..................................................................................................................................................٦٧
٤-٣-١-بررسی پروفیل طولی حفره آبشستگی ...................................................................................................٦٧
٤-٤-تغیرات زمانی آبشستگی ...............................................................................................................................٧١
٤-٥-ابعاد حفره آبشستگی ...................................................................................................................................٧٣
٤-٥-١-زاویه ریزش برابر 0=θ..............................................................................................................................73
٤-٥-١-١-حد اکثر عمق حفره آبشستگی Hs....................................................................................................73
٤-٥-١-٢-حد اکثر عرض حفره آبشستگی Ws.................................................................................................76
٤-٥-١-٣-حد اکثر طول حفره آبشستگی Ls....................................................................................................79
٤-٥-٢-زاویه ریزش برابر 45=θ..........................................................................................................................82
٤-٥-٢-١-حد اکثر عمق حفره آبشستگی Hs...................................................................................................82
٤-٥-٢-٢-حد اکثر عرض حفره آبشستگی Ws...............................................................................................84
٤-٥-٢-٣-حد اکثر طول حفره آبشستگی Ls....................................................................................................86
فصل پنجم
نتایج و پیشنهادات
٥-١-نتایج ...............................................................................................................................................................٨٩
٥-٢-پیشنهادات .....................................................................................................................................................٩٠
منابع
منابع فارسی ............................................................................................................................................................٩٢
منابع لاتین ..............................................................................................................................................................٩٣
چکیده انگلیسی
سختی و شکلپذیری دو موضوع اساسی در طراحی ساختمانها در برابر زلزلهاند. ایجاد سختی و مقاومت به منظور کنترل تغییرمکان جانبی و ایجاد شکل پذیری برای افزایش قابلیت جذب انرژی و تحمل تغییرشکلهای خمیری اهمیت دارند. در طراحی ساختمانهای فولادی مقاوم در برابر زلزله، استفاده از سیستمهای قابهای مقاوم خمشی MRF ، قابهای با مهاربند همگرا CBF و قابهای با مهاربند واگرا EBF رایج است.
قابهای مقاوم خمشی MRF ، شامل ستونها و تیرهایی است که توسط اتصالات خمشی به یکدیگر متصل شدهاند. سختی جانبی این قابها به سختی خمشی ستونها، تیرها و اتصالات در صفحه خمش بستگی دارد. در طراحی این قابها فلسفه تیر ضعیف و ستون قوی حاکم است. این امر ایجاب میکند که تیرها زودتر از ستونها تسلیم شوند و با شکل پذیری مناسب خود، انرژی زلزله را جذب و مستهلک کنند و اتصالات دربارهای حدی با شکل پذیری غیرارتجاعی مناسب خود، قابلیت تحمل تغییر شکلهای خمیری را بالا ببرند.این قابها دارای شکل پذیری مناسب ولی سختی جانبی کمتری هستند(شکل1-1 ).
شکل 1 – 1 – قابهای مقاوم خمشی [1]
قابها با مهاربند همگرا CBF ، در برابر زلزله از نظر سختی، مقاومت و کنترل تغییرمکانهای جانبی در محدوده خطی دارای رفتار بسیار مناسبیاند، ولی در محدوده غیرارتجاعی به علت سختی جانبی مهاربندها، قابلیت جذب انرژی کمتری دارند و در نتیجه دارای شکل پذیری کمتریاند. قابهای با مهاربند همگرا شکلهای مختلفی دارند که در آئین نامه 2800 ایران برخی از آنها معرفی شده است. در این قابها برش وارده در ابتدا توسط اعضای قطری جذب شده و سپس مستقیماً به نیروی فشاری و کششی تبدیل شده و به سیستم قائم انتقال مییابند (شکل 1-2 ) .
شکل 1-2 - قاب با مهار بند هم محور [1]
در قابهای با مهاربند واگرا EBF ، عضو قطری بصورت برون محور به تیر کف متصل میگردد. در محل اتصال تیر و ستون و مهاربند مقداری خروج از مرکزیت ایجاد میشود به نحوی که تیر رابط توانایی تحمل تغییر شکلهای بزرگ را داشته باشد و همانند فیوز شکل پذیر عمل کنند (شکل 1-3 ).
شکل 1-3 - نمونههایی از قابهای خارج از مرکز [2]
لذا یکی از اهداف اصلی در طراحی این قابها در برابر زلزله، جلوگیری از کمانش مهار بندها از طریق بوجود آمدن مفاصل پلاستیک برشی و خمشی در تیرهای رابط میباشد. قابهای با مهاربند واگرا از قابلیت هر دوی قابهای مقاوم خمشی و قابهای با مهاربند همگرا بهره گرفتهاند و بنابراین سختی و شکل پذیری مناسب را به صورت توام تامین میکنند. تعیین صحیح طول تیرهای رابط و طراحی مناسب آنها بسیار حائز اهمیتاند. اگرچه قابهای EBF دارای رفتار بسیار مناسبتریاند، ولی با تسلیم تیر رابط در اثر بارهای زلزله، خسارات جدی به کف وارد خواهد شد و چون این عضو به عنوان یک عضو اصلی سازهای محسوب میشود، ترمیم سازه نیز مشکل خواهد بود. این موضوع و گسترش مفاصل پلاستیک به تیرها و سپس به ستونها در قابهای EBF ، تمایل به یافتن سیستمهای جدید مقاوم در برابر زلزله با رفتار مناسبتر از لحاظ شکل پذیری و سختی جانبی را افزایش میدهد. در این راستا تلاشهای صورت گرفته ، منجر به پیشنهاد سیستمی به نام مهاربند زانویی KBF شده است [ 3 ] ( شکل1-4 ) .
در این سیستم وظیفه تامین سختی جانبی به عهده مهاربند قطری بوده که حداقل یک انتهای آن به جای اتصال به محل تلاقی تیر و ستون، به میان یک عضو زانویی متصل است و دو انتهای این عضو زانویی به تیر و ستون اتصال دارد.
شکل 1-4 – قاب با مهاربند زانویی
در واقع با وارد آمدن نیروی مهاربند به این عضو، سه مفصل پلاستیک در دو انتها و محل اتصال آن به مهاربند تشکیل میگردد و باعث جذب و استهلاک انرژی زلزله خواهد شد. از آنجا که در این سیستم پیشنهادی، مهاربندهای قطری برای عدم کمانش طراحی نمیگردند، رفتار آن تحت بار رفت و برگشتی، بسیار شبیه رفتار سیستم مهاربند ضربدری یا همگرا بوده و منحنی رفتار هیسترزیس آن به صورت ناپایدار و نامنظم بوده و سطح خالص زیر منحنی، کاهش مییابد. بنابراین قادر به جذب انرژی زیادی نیست.
به همین دلیل در تکمیل این سیستم پیشنهاد گردید [4] تا همانند مهاربند واگرا EBF ، عضو مهاربندی برای عدم کمانش و تسلیم، طراحی گردد. در این صورت میتوان تنها از یک عضو مهاربندی استفاده کرد.
هدف نهایی در طرح و کاربرد این سیستم این است که در پایان زلزله وارده، تنها عضو زانویی دچار تسلیم و خرابی شده باشد و قاب و مهاربند آن همچنان ارتجاعی مانده و دچار کمانش یا تسلیم نگردیده باشد تا بتوان تنها با تعویض عضو زانویی، مجدداً سیستم را مورد استفاده قرار داد.
در ادامه برخی از مفاهیم لرزهای و همچنین سیستمهای مختلف مهاربندی جانبی سازهها با بیان ویژگیهای آنها به طور مختصر بیان خواهد شد. سپس به بررسی بیشتر سیستم مهاربندی جانبی زانویی خواهیم پرداخت و بهترین نمودار برای ابعاد هندسی این سیستم که سختی و شکلپذیری توام را نتیجه دهد، معرفی خواهیم نمود.
1-2 – شکلپذیری سازهها:
بطور معمول میتوان منحنی برش پایه – تغییر مکان سازهها را با یک نمودار دو خطی ایدهآل ارتجاعی - خمیری جایگزین نمود. این نوع ساده سازی در سازههای معمول تقریب قابل قبولی دارد. در یک سیستم یک درجه آزادی نسبت تغییر مکان جانبی حداکثر به تغییرمکان جانبی تسلیم ضریب شکل پذیری نامیده میشود و بصورت زیر بیان میگردد [ 2 ] .
(1 – 1 )
پارامترهای فوق در شکل 2-1 مشخص گردیده است.
شکل 1 – 5- منحنی ایدهآل و واقعی نیرو – تغییر مکان یک سیستم [2]
در واقع ضریب شکل پذیری () بیانگر میزان ورود سازه در ناحیه خمیری است. در سازههای چنددرجه آزادی تعریف ضریب شکل پذیری قدری مشکلتر است، چون در این نوع سازهها برای هر درجه آزادی میتوان ضریب شکل پذیری جداگانهای تعریف نمود. پوپوف (popov) شکل پذیری یک قاب را بصورت نسبت تغییرمکان حداکثر به تغییر مکان تسلیم در بالاترین نقطه سازه پیشنهاد کرده است. بطور خلاصه میتوان گفت هر چه تغییرمکان یک سازه بعد از تسلیم و قبل از انهدام بیشتر باشد شکل پذیری آن بیشتر است. جهت کاهش نیروهای جانبی وارده به سازه و ایجاد طرحی اقتصادی از طریق جذب و استهلاک انرژی در ناحیه خمیری باید این مشخصه را تا مقدار مورد نیاز افزایش داد. با توجه به این موضوع که حرکات زلزله بصورت رفت و برگشتی بوده و سازه میتواند در هر سیکل مقداری از انرژی زلزله را بصورت هیسترزیس مستهلک نماید.
1-3- مفصل ولنگر خمیری :
مفصل خمیری در یک قطعه به حالتی گفته میشود که در آن (یا مقطعی از آن) با افزایش بسیار اندک نیرو، تغییرشکل قابل توجهی ایجاد شود. به عنوان مثال اگر یک تیر ساده (شکل 1-6 ) تحت اثر بار افزایشی قرار گیرد, منحنی نیرو – تغییر مکان آن مشابه شکل 1-7 خواهد بود [ 2 ] .
همانگونه که در شکل 1-7 دیده میشود در ناحیه AB ، تغییرمکان تیر افزایش قابل توجهی مییابد در حالیکه بار وارده آنچنان افزایش نیافته است. این بدان مفهوم است که با افزایش بارهای خارجی، لنگرخمشی در مقطع مورد نظر زیاد شده و به تدریج تارهای انتهایی مقطع وارد مرحله تسلیم میشوند. با افزایش بار تمامی تارهای مقطع تسلیم شده و به این ترتیب مقطع خمیری کامل و مفصل خمیری تشکیل میگردد. لنگر ایجاد شده در این مقطع که تا زمان انهدام تقریباً ثابت باقی میماند لنگر خمیری MP نامیده میشود. ( شکل 1-8 ).
فهرست مطالب
فصل اول:
1-1- مقدمه................................................................................................................................................................... 2
1-2- شکل پذیری سازه ها ...................................................................................................................................... 4
1-3- مفصل و لنگر پلاستیک ................................................................................................................................. 5
1-4- منحنی هیستر زیس و رفتار چرخه ای سازه ها .................................................................................... 6
1-5- مقایسه رفتار خطی و غیر خطی در سیستمهای سازه ای ................................................................... 7
1-6- ضریب شکل پذیری ........................................................................................................................................ 8
1-7- ضریب کاهش نیروی زلزله در اثر شکل پذیری سازه ............................................................................ 9
1-8- ضریب اضافه مقاومت .................................................................................................................................. 10
1-9- ضریب رفتار ساختمان ................................................................................................................................ 10
1-10- ضریب تبدیل جابجایی خطی به غیر خطی ...................................................................................... 12
1-11- سختی .......................................................................................................................................................... 12
1-12- مقاومت ......................................................................................................................................................... 12
1-13- جمع بندی پارامترهای کنترل کننده ................................................................................................. 12
فصل دوم :
2-1-1- قاب فضایی خمشی ................................................................................................................................ 14
2-1-2- تعریف سیستم قاب صلب خمشی .................................................................................................... 14
2-1-3- رفتار قابهای خمشی در برابر بار جانبی ............................................................................................ 15
2-1-4- رابطه بار – تغییر مکان در قابهای خمشی ...................................................................................... 16
2-1-5- رفتار چرخه ای قابها .............................................................................................................................. 16
2-1-6- شکل پذیری قابهای خمشی ................................................................................................................ 16
2-1-7- مفصل پلاستیک در قابهای خمشی ................................................................................................... 17
2-1-8- مشخص کردن لنگر پلاستیک محتمل در مفصل پلاستیک ...................................................... 18
2-1-9- کنترل ضابطه تیر ضعیف – ستون قوی ................................................ 18
2-1-10- چشمه اتصال ........................................................................................................................................ 19
2-1-11- اثرات چشمه اتصال بر رفتار قاب خمشی .................................................................................... 19
2-1-12- طراحی چشمه اتصال ......................................................................................................................... 19
2-1-13- اثرات نامعینی ....................................................................................................................................... 20
2-2-1- سیستم مهاربندی همگرا ..................................................................................................................... 20
2-2-2- پاسخ رفت و برگشتی مهاربندهای فولادی ...................................................................................... 21
2-2-3- ضریب کاهش مقاومت فشاری مهاربند ............................................................................................. 23
2-2-4- رفتار لرزه ای قابهای فولادی با مهاربندی ضربدری ...................................................................... 23
2-2-5- رفتار کششی تنها ................................................................................................................................... 24
2-2-6- رفتار کششی – فشاری ......................................................................................................................... 24
2-2-7- تاثیر ضریب لاغری در رفتار قاب با مهاربندی همگرا ................................................................... 24
2-2-8- سیستم دوگانه قاب خمشی و مهاربندی همگرا ............................................................................ 25
2-3-1- سیستم مهاربندی واگرا ........................................................................................................................ 25
2-3-2- سختی و مقاومت قاب ........................................................................................................................... 26
2-3-3- زمان تناوب قاب ...................................................................................................................................... 27
2-3-4- مکانیزم جذب انرژی .............................................................................................................................. 27
2-3-5- نیروها در تیرها و تیر پیوند ................................................................................................................. 29
2-3-6- تعیین مرز پیوندهای برشی و خمشی .............................................................................................. 30
2-3-7- تسلیم و مکانیزم خرابی در تیر پیوند ............................................................................................... 31
2-3-8- اثر کمانش جان تیر پیوند .................................................................................................................... 31
2-3-9- مقاومت نهایی تیر پیوند ........................................................................................................................ 32
2-4-1-سیستم جدید قاب با مهاربندی زانویی .............................................................................................. 32
2-4-2- اتصالات مهاربند – زانویی .................................................................................................................... 35
2-4-3- سختی جانبی الاستیک قابهای KBF.............................................................................................. 35
2-4-4- اثر مشخصات اعضاء بر سختی جانبی ارتجاعی سیستمهای KBF.......................................... 37
2-4-5- رفتار غیر خطی مهاربند زانویی تحت بار جانبی............................................................................ 37
فصل سوم :
3-1- مقدمه .............................................................................................................................................................. 41
3-2- مشخصات کلی ساختمان ........................................................................................................................... 41
3-3- بارگذاری جانبی ............................................................................................................................................ 44
3-3-1- بارگذاری ثقلی ......................................................................................................................................... 44
3-3-2- بارگذاری جانبی ...................................................................................................................................... 45
3-4- تحلیل قابها....................................................................................................................................................... 46
3-5- طراحی قابها ................................................................................................................................................... 48
3-5-1- کمانش موضعی اجزاء جدار نازک ..................................................................................................... 48
3-5-2- کمانش جانبی در تیرها و کمانش جانبی – پیچشی در ستونها ............................................... 50
3-6- طراحی قابهای TKBF.............................................................................................................................. 53
3-7- طراحی اعضای زانویی ................................................................................................................................. 54
3-8- طراحی تیرها و ستونها ............................................................................................................................... 55
3-9- طراحی اعضای مهاربندی ........................................................................................................................... 55
3-10- طراحی قابهای EBF................................................................................................................................ 55
3-11- طراحی قابهای CBF............................................................................................................................... 55
3-12- نتایج طراحی مدلها ................................................................................................................................... 56
3-12-1- سیستم TKBF + MRF .......................................................................................................... 56
3-12-2-سیستم EBF + MRF.................................................................................................................... 57
3-12-3- سیستم CBF + MRF.................................................................................................................. 57
3-13- کنترل مقاطع انتخابی با قسمت دوم آئین نامه AISC................................................................. 58
3-13-1- کنترل کمانش موضعی ...................................................................................................................... 58
3-13-2- کنترل پایداری جانبی اعضای زانویی ............................................................................................. 58
3-14- بررسی رفتار استاتیکی خطی سیستمهای KBF و EBF و CBF و مقایسه آنها با یکدیگر 58
3-14-1- مقایسه تغییر مکان جانبی مدلها...................................................................................................... 59
3-14-2-مقایسه پربود طبیعی مدلها.................................................................................................................. 59
3-14-3- بررسی نیروپذیری المانهای زانویی در قابهای TKBF............................................................. 60
3-14-4- بررسی نیروهای داخلی ایجاد شده در تیر کف............................................................................ 61
3-14-5- بررسی نیروی فشاری در اعضای قطری ........................................................................................ 63
3-15- بررسی اثر پارامترهای هندسی قاب روی سختی سیستمهای KBF........................................ 63
3-15-1- بررسی اثر و بر سختی ارتجاعی سیستمهای TKBF............................................. 64
3-16- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی ........................................................................................................... 81
3-16-1-معادلات تعادل دینامیکی .................................................................................................................... 81
3-16-2- مشخصات دینامیکی قابهای مورد مطالعه ..................................................................................... 82
3-16-3- شتاب نگاشتهای اعمالی .................................................................................................................... 83
3-16-4-نتایج تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی ............................................................................................ 92
فصل چهار م :
4-1- نتایج ................................................................................................................................................................. 96
4-2- ضوابط طراحی زانویی ................................................................................................................................. 97
4-3- پیشنهادات ...................................................................................................................................................... 99
پیوست 1 ................................................................................................................................................................. 100
پیوست 2................................................................................................................................................................... 107
پیوست 3................................................................................................................................................................... 111
مراجع ........................................................................................................................................................................ 118
فهرست شکلها
فصل اول :
شکل 1-1- قابهای مقاوم خمشی ......................................................................................................................... 2
شکل 1-2- قاب با مهاربند هم محور .................................................................................................................... 2
شکل 1-3- نمونه هایی از قابهای خارج از مرکز ................................................................................................ 3
شکل 1-4- قاب با مهاربند زانویی .......................................................................................................................... 3
شکل 1-5- منحنی ایده آل و واقعی نیرو – تغییر مکان یک سیستم ........................................................ 4
شکل1-6- تیر دو سر مفصل تحت اثر بار افزایشی ............................................................................................ 5
شکل 1-7- منحنی نیرو – جابجایی وسط دهانه تیر ....................................................................................... 5
شکل 1-8- نمودار تغییرات کرنش در یک مقطع تحت اثر خمش .............................................................. 6
شکل 1-9- منحنی واقعی کرنش – کرنش فولاد ............................................................................................. 6
شکل 1-10- منحنی هیسترزیس ایده آل و دو منحنی دارای زوال ........................................................... 6
شکل 1-11- رفتار سازه ها تحت بار دوره ای .................................................................................................... 7
شکل 1-12- مقایسه رفتار خطی و غیر خطی ایده آل سیستمهای مقاوم ساختمانی ........................... 8
شکل1-13- طیف بازتاب ارتجاعی و غیر ارتجاعی با شکل پذیری ثابت ..................................................... 9
شکل 1-14- تعریف پارامترهای غیر خطی ..................................................................................................... 10
فصل دوم :
شکل 2-1- تغییر شکل قاب صلب خمش ....................................................................................................... 14
شکل 2-2- تغییر شکل قاب خمشی ................................................................................................................. 15
شکل 2-3- روابط بار – تغییر مکان برای قاب خمشی تحت بار ثقلی ..................................................... 16
شکل 2-4- روابط بار – تغییر مکان قابهای خمشی پرتال .......................................................................... 16
شکل 2-5- روابط شکل پذیری برای قاب خمشی پرتال ............................................................................. 17
شکل 2-6- مد گسیختگی و تشکیل طبقه نرم .............................................................................................. 18
شکل 2-7- چشمه اتصال ...................................................................................................................................... 19
شکل 2-8- حلقه های هیسترزیس قاب مهاربندی همگرا............................................................................ 21
شکل 12-9- رفتار رفت و برگشتی عضو قطری مهاربند ............................................................................. 22
شکل 2-10- تصویر عضو بادبندی در نواحی مختلف دیاگرام شکل2-9-................................................ 22
شکل 2-11- تغییر شکل غیر متقارن قابهای با بادبندی همگرا ................................................................ 23
شکل 2-12- منحنی های هیستر زیس بادبندهای با رفتار فقط کششی ............................................... 24
شکل 2-13- نمونه ای از منحنی های هیسترزیس سیستم با بادبندی فشاری – کششی ............... 25
شکل 2-14- نمونه هایی از قاب های خارج از مرکز .................................................................................... 25
شکل 2-15- اثر تغییر طول تیر پیوند بر سختی قاب .................................................................................. 26
شکل2-16- ارتباط مقاومت نهایی با نسبت .............................................................................................. 27
شکل2-17- ارتباط زمان تناوب اصلی با نسبت ..................................................................................... 27
شکل 2-18- مکانیسم های جذب انرژی در سیستم های خمشی و واگرا ............................................ 28
شکل 2-19- تغییرات دوران خمیری مورد نیاز با نسبت ..................................................................... 29
شکل2-20- نیروهای موجود در تیر پیوند قاب واگرا .................................................................................... 30
شکل2-21- نیروهای موجود در تیر رابط ........................................................................................................ 30
شکل 2-22-انواع قابها با مهاربند زانویی ........................................................................................................... 33
شکل 2-23- دو نمونه از اتصال بادبند به زانویی ........................................................................................... 35
شکل 2-24-انواع قابهای KBF........................................................................................................................... 36
شکل 2-25- قاب دارای مهاربند زانویی ........................................................................................................... 37
شکل 2-26- روند تشکیل مفاصل خمیری قابها تحت تاثیر زلزله نوغان ................................................. 38
فصل سوم :
شکل 3-1- قاب TKBF....................................................................................................................................... 41
شکل 3-2- پلان محوربندی ................................................................................................................................. 42
شکل 3-3- سیستم TKBF+MRF.............................................................................................................. 43
شکل 3-4- سیستم EBF+MRF................................................................................................................... 43
شکل 3-5- سیستم CBF+MRF................................................................................................................... 44
شکل 3-6- خلاصه بارگذاری ............................................................................................................................... 46
شکل 3-7- نیروی محوری در عضو مهاربندی و عضو زانویی ...................................................................... 47
شکل 3-8- نیروی برشی در عضو زانویی .......................................................................................................... 47
شکل 3-9- لنگر خمشی در عضو زانویی .......................................................................................................... 47
شکل 3-10- کمانش موضعی قوطیهای جدار نازک ..................................................................................... 48
شکل 3-11-نمودار لنگر- انحنا برای تیرستونهای H با نسبت عرض به ضخامت متفاوت ................ 49
شکل 3-12- نمودار پسماند تیرستونهای فولادی H با نسبتهای مختلف عرض به ضخامت ............ 49
شکل3-13- نمونه رفتا رلنگر – تغییر شکل برای تیرهای I تحت لنگر یکنواخت با نسبت مختلف 50
شکل 3-14- نمودار لنگر – انحنا برای تیرهای I با نسبت مختلف.................................................... 51
شکل3-15- نمودار لنگر – انحنای تیرهای I با نسبت مختلف تحت لنگر متغیر......................... 51
شکل 3-16- نمونه رفتار تیرستون بال پهن تحت نیروی محوری و لنگر خمشی هنگامیکه حالت تسلیم غالب باشد 52
شکل 3-17- رفتار تیرستونهای بال پهن که در صفحه عمود بر محور قوی ناپایدار گردیدهاند.......... 53
شکل 3-18- روابط تجربی لنگر – زاویه دوران تیرستونها در معرض ناپایداری جانبی – پیچشی... 53
شکل3-19- نمونه قاب TKBF......................................................................................................................... 65
شکل 3-20- نمونه قاب CBF............................................................................................................................ 66
شکل 3-21- نمونه قاب EBF............................................................................................................................ 66
شکل 3-22- نمونه قاب MRF........................................................................................................................... 66
شکل 3-23- نمونه قاب EBF با برون محوری روی ستون....................................................................... 66
شکل 3-24- نمونه قاب TKBF........................................................................................................................ 67
شکل 3-25- نمونه قاب..................................................................................................................................... 67
شکل 3-26- رویه برای نسبت ........................................................................................................ 69
شکل 3-27- منحنیهای هم سختی برای نسبت قاب TKBF........................................ 69
شکل 3-28- رویه برای نسبت....................................................................................................... 71
شکل 3-29- منحنیهای هم سختی برای نسبت قاب TKBF....................................... 71
شکل 3-30- رویه برای نسبت .............................................................................................................. 73
شکل 3-31- منحنیهای هم سختی برای نسبت قاب TKBF............................................... 73
شکل 3-32- رویه برای نسبت ...................................................................................................... 75
شکل 3-33- منحنیهای هم سختی برای نسبت قاب TKBF....................................... 75
شکل 3-34- رویه برای نسبت ......................................................................................................... 77
شکل 3-35- منحنیهای هم سختی برای نسبت قاب TKBF........................................... 77
شکل 3-36- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF................................................. 79
شکل 3-37- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF.............................................. 79
شکل 3-38- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF...................................................... 80
شکل 3-39- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF............................................... 80
شکل 3-40- ناحیه بندی منحنی هم سختی قاب TKBF.................................................. 81
شکل3-41- نمودار شتاب مولفه طولی ( N16w ) زلزله 25 شهریور 1375 طبس....................... 90
شکل3-42- نمودار شتاب مولفه طولی زلزله 17 فروردین 1356 ناغان ............................................... 92
شکل 3-43- نمودار تغییر مکان – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله طبس.......................................... 93
شکل 3-44- نمودار برش پایه – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله طبس.............................................. 93
شکل 3-45- نمودار تغییر مکان – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله ناغان............................................ 94
شکل 3-46- نمودار برش پایه – زمان قاب TKBF1 تحت زلزله ناغان................................................ 94
فصل چهارم :
شکل 4-1- نمودار ابعاد هندسی بهینه جهت اثر توام سختی و شکل پذیری برای انواع مختلف قاب TKBF 96