دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد
دانشکده فنی و مهندسی
پایان نامه برای دریافت درجه كارشناسی ارشد
در رشته مهندسی عمران- زلزله
عنوان :
بررسی تاثیر کاهندگی بر ظرفیت فروریزش سازه های چند درجه آزادی
استاد راهنما :
دكتر غلامرضا قدرتی امیری
اساتید مشاور :
دكتر رضا کرمی
دكتر محمدعلی رهگذر
آذرماه 1391
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1
فصل اول: مقدمات
1-1. مقدمه………………………………………………………………………………………………………….. 3
1-2. بیان مسئله……………………………………………………………………………………………………. 4
1-3. اهمیت و ضرورت تحقیق……………………………………………………………………………………… 5
1-4. اهداف تحقیق………………………………………………………………………………………………….. 6
فصل دوم: مفاهیم پایه و کلیات
2-1. بررسی نظریه‌های پیرامون موضوع تحقیق…………………………………………………………………… 8
2-1-1. مدل ایبارا-کراوینکلر (Ibarra-Krawinkler)……………………………………………………….. 9
2-2. بررسی تحقیق‌های انجام شده……………………………………………………………………………… 15
2-2-1. تاثیرات ……………………………………………………………………………………………. 15
2-2-2. تاثیرات کاهندگی………………………………………………………………………………………… 17
2-3. چاچوب نظری تحقیق………………………………………………………………………………………. 18
2-3-1. زوال مقاومت (Strength Degredation):……………………………………………………….. 20
2-3-2. زوال سختی(Stiffness Degredation):………………………………………………………….. 21
2-3-3. باریک شدگی(Pinching):……………………………………………………………………………. 22
2-4. مدل تحلیلی تحقیق………………………………………………………………………………………… 22
2-4-1. تحلیل استاتیکی غیرخطی………………………………………………………………………………. 22
2-4-1-1. اساس تحلیل استاتیکی غیرخطی…………………………………………………………………… 23
2-4-1-2. مزایا و نتایج قابل حصول از آنالیز پوشاور…………………………………………………………… 24
2-4-1-3. الگوی بارگذاری جانبی……………………………………………………………………………….. 25
2-4-1-4. منحنی رفتاری………………………………………………………………………………………… 26
2-4-2. تحلیل دینامیكی غیرخطی……………………………………………………………………………… 27
2-4-2-1. معادلات تعادل جهشی………………………………………………………………………………. 28
2-4-2-2. روش انتگرال‌گیری مستقیم………………………………………………………………………….. 29
2-4-2-3. روش نیومارك………………………………………………………………………………………… 31
2-4-3. مدل سازی ریاضی در آنالیز دینامیکی غیرخطی………………………………………………………. 33
2-4-3- 1. مدلسازی سازهای…………………………………………………………………………………….. 34
2-4-3-2. مدلسازی المانها…………………………………………………………………………………….. 34
2-4-3-3. مدلسازی هیسترتیک…………………………………………………………………………………. 35
فصل سوم: روش تحقیق
3-1. روش طرح و تحقیق…………………………………………………………………………………………. 40
3-2. فرایند تحقیق……………………………………………………………………………………………….. 41
3-2-1. انتخاب زمین لرزه سطح حداکثر زلزله محتمل(MCE)و طیف بازتاب شتاب……………………….. 42
3-2-2. سازگاری روش با تعاریف ضرایب عملکرد لرزهای در آیین نامه های فعلی……………………………… 43
3-2-3. تعریف ایمنی سازهها در قالب نسبت محدوده فرو ریزش………………………………………………. 46
3-2-4. تعریف کمّی از طریق شبیهسازی غیرخطی……………………………………………………………. 47
3-2-5. مبانی تعیین الزامات طراحی…………………………………………………………………………….. 48
3-2-6. توسعه مدلهای نمونه ای برای پوشش فضای طراحی سیستمهای سازهای……………………………. 50
3-2-6-1. نحوه توسعه مدلهای نمونه ای در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695…………………………. 50
3-2-6-2. مسائل پیکربندی سازهای……………………………………………………………………………. 52
3-2-6-3. آثار رفتار لرزهای………………………………………………………………………………………. 55
3-2-7. گروه های عملکردی………………………………………………………………………………………. 55
3-2- 8. طراحی مدلهای نمونه ای………………………………………………………………………………. 58
3-2- 8-1. ایدهآلسازی در مدلسازی…………………………………………………………………………….. 60
3-2- 8-2. پیکربندی پلان و ارتفاع……………………………………………………………………………… 61
3-2-9. نحوه ایدهآلسازی جهت ساخت مدلهای غیرخطی نمونه ای شاخص………………………………….. 62
3-2-9-1. مدهای فروریزش شبیهسازی شده در مدل غیرخطی……………………………………………….. 63
3-2-9-2. مدهای فروریزشی شبیهسازی نشده در مدل غیرخطی……………………………………………… 66
3-2-10. آنالیز مدلها……………………………………………………………………………………………… 67
3-2-10-1. دسته رکوردهای زمینلرزههای انتخاب در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695……………… 68
3-2-10-2. نحوه مقیاس نمودن رکوردهای زلزله………………………………………………………………. 70
3-2-10-3. آنالیز استاتیکی غیرخطی (پوشاور)……………………………………………………………….. 72
3-2-10-4. آنالیزهای غیرخطی دینامیکی (تاریخچه زمانی)………………………………………………….. 74
3-2-10-5. آنالیز دینامیکی افزایشی در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695……………………………… 75
3-2-10-6. استخراج منحنی آسیب پذیری فروریزش با بهره گرفتن از آنالیزهای IDA…………………………. 76
3-2-10-7. محاسبه ظرفیت فروریزش میانه و نسبت محدوده فروریزش مدلهای نمونه ای شاخص………….. 77
3-2-11. ارزیابی عملکرد سازهها…………………………………………………………………………………. 79
3-2- 11-1. معیار ارزیابی گروه های عملکردی و مدلهای نمونه ای شاخص…………………………………… 80
3-2-12. مقادیر قابل قبول احتمال فروریزش سازهها در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695……………. 82
3-2- 12-1. نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده……………………………………………………………… 82
3-2- 12-2. ضرایب شکل طیفی………………………………………………………………………………… 83
3-2- 13. عدم قطعیت کل در ارزیابی فروریزش سیستمهای مقاوم لرزهای…………………………………… 84
3-2- 14. ترکیب منابع عدم قطعیت در ارزیابی عملکرد فروریزشی سازهها…………………………………… 87
3-2- 15. محاسبه مقادیر عدم قطعیت کل در ارزیابی عملکرد سیستمهای سازهای مختلف…………………. 89
3-2- 16. تاثیر میزان عدم قطعیت کل بر نسبت محدوده فروریزش مجاز……………………………………… 90
3-2- 17. مقادیر نسبت محدوده فروریزش مجاز در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695…………………. 92
3-2-18. ارزیابی صحت ضریب رفتار (R)………………………………………………………………………. 93
3-3. معرفی نرمافزار OpenSees………………………………………………………………………………. 95
3-3-1. ساخت مدلهای غیرخطی برای مدلهای نمونه ای شاخص در نرمافزار OpenSees………………… 97
3-3-2. اعضای تیر و ستون……………………………………………………………………………………… 99
3-3-2-1. چشمه اتصال………………………………………………………………………………………….. 99
3-3-2-2. مقاطع کاهش یافته تیر ( RBS )…………………………………………………………………. 101
3-3-2-3. مفاصل پلاستیک ستونها……………………………………………………………………………. 101
3-3-3. اثرات در مدلسازی……………………………………………………………………………….. 102
3-3-4. سایر ملاحضات در ساخت مدل غیر خطی…………………………………………………………… 102
فصل چهارم: مدلسازی و تحلیل عددی
4-1. انتخاب مدلهای نمونه ای شاخص برای سیستم قاب خمشی ویژه فولادی…………………………….. 105
4-2. توسعه مدلهای نمونه ای بر مبنای مدل نمونه ای شاخص اولیه………………………………………….. 106
4-2- 1. تعیین گروه های عملکردی برای سیستم قاب خمشی ویژه فولادی………………………………… 108
4-2- 2. معرفی الگوهای مدلسازی ارائه شده برای قابهای خمشی…………………………………………… 109
4-3. آنالیز پوشاور سازه های قاب خمشی ویژه فولادی………………………………………………………. 113
4-3-1. انتخاب ترکیب بار ثقلی……………………………………………………………………………….. 113
4-3-2. توزیع نیروی جانبی زلزله بین گرههای مدل…………………………………………………………. 114
4-3-3. محاسبه تغییر مکان هدف……………………………………………………………………………… 114
4-3-4. اعمال تغییر مکان هدف و اجرای آنالیز پوشاور………………………………………………………. 115
4-3-5. نکاتی در خصوص همگرایی عددی در آنالیزهای پوشاور……………………………………………. 115
4-3-6. تحلیل نتایج آنالیز پوشاور…………………………………………………………………………….. 130
4-4.آنالیز IDA سازه های قاب خمشی ویژه فولادی و محاسبه نسبت محدوده فروریزش…………………. 131
4-4-1. نحوه انجام آنالیزهای دینامیکی افزایش (IDA)…………………………………………………….. 131
4-4-2. آنالیزهای دینامیکی (IDA) انجام شده جهت ارزیابی عملکرد سیستم قاب خمشی ویژه فولادی. 133
4-5. محاسبه سطح فروریزش میانه و نسبت محدوده فروریزش در آنالیزهای IDA…………… 140
4-6. نتایج ارزیابی عملکرد سیستم قاب خمشی ویژه فولادی مطابق با FEMA P695………………….. 142
4-6-1. محاسبه نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده (ACMR) با در نظر گرفتن اثرات شکل طیفی…… 143
4-6-2. محاسبه میزان عدم قطعیت کل (βTot) در پروسه ارزیابی عملکرد سیستم قاب خمشی ویژه فولادی 143
4-6-3. محاسبه نسبت محدوده فروریزش مجاز جهت ارزیابی عملکرد سیستم قاب خمشی ویژه فولادی… 144
4-7. ارائه نتایج نهایی ارزیابی عملکرد سیستم قاب خمشی ویژه فولادی…………………………………… 145
4-8. ارزیابی صحت ضریب رفتار (R) و مناسب بودن عملکرد لرزهای سیستم قاب خمشی ویژه فولادی…. 147
4-9. مقایسه ارزیابی عملکرد سیستم قاب خمشی ویژه با و بدون کاهندگی تحت تاثیر زلزلههای حوزه دور 148
4-9-1. بررسی روال تغییرات AMCR مدلهای نمونه ای بر حسب ارتفاع سازهها…………………………. 150
4-9-2. بررسی روال تغییرات ACMR مدلهای نمونه ای بر حسب پریود مد اول ارتعاش سازهها (Tl)…… 152
4-9-3. بررسی روال تغییرات ضریب ایمنی (Safety Factor) مدلهای بر حسب پریود مد اول ارتعاش سازه (Tl) 154
4-10. مقایسه نتایج بدست آمده با سایر تحقیقات…………………………………………………………… 156
فصل پنجم: نتیجه گیری
5-1. مقدمه………………………………………………………………………………………………………. 159
5-2. نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………… 161
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 3-1 معرفی پارامترهای اساسی طراحی مدلهای نمونه ای شاخص در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695 53
جدول 3-2 ملاحظات مربوط به رفتار لرزهای سازهها درروش ارزیابی عملکرد FEMA P695 [12]…………. 55
جدول 3-3 فرم جامعه گروه های عملکردی در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695 [12]……………………… 57
جدول 3-4 ملاحظات عمومی در راستای ساخت مدلهای غیرخطی در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695 60
جدول 3-5 مشخصات رکوردهای انتخابی زلزلههای حوزه دور در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695 [12] 70
جدول 3-6 ضرایب نرمالیزاسیون و پارامترهای نرمالیز شده دسته رکورد زلزلههای حوزه دور در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695 [12]…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 71
جدول 3-7 مقادیر ضریب اثر شکل طیفی برای سازه های در سطوح لرزهخیزی کم، متوسط و زیاد[12]……… 83
جدول 3-8 مقادیر ضریب اثر شکل طیفی برای سازه های در سطوح لرزهخیزی خیلی زیاد [12]………………… 84
جدول 3-9 ارزش گذاری کیفیت الزامات طراحی در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695 [12]……………… 86
جدول 3-10 ارزش گذاری کیفیت داده های آزمایشگاهی در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695…………. 87
جدول 3-11 ارزش گذاری کیفیت مدلهای غیرخطی در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695 [1]…………. 87
جدول 3-12- الف عدم قطعیت کل (βtot) به ازای کیفیت مدلسازی غیرخطی عالی (A) [12]………………… 89
جدول 3-12- ب عدم قطعیت کل (βtot) به ازای کیفیت مدلسازی غیرخطی خوب (B) [12]…………………. 90
جدول 3-12- ج عدم قطعیت کل (βtot) به ازای کیفیت مدلسازی غیرخطی متوسط (C) [12]………………. 90
جدول 3-12- د عدم قطعیت کل (βtot) به ازای کیفیت مدلسازی غیرخطی ضعیف (D) [12]………………… 90
جدول 3-13 مقادیر مجاز نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده (ACMR10%,ACMR20%) [12]…….. 93
جدول 4-1 مشخصات طراحی مدلهای نمونه ای شاخص اولیه برای سیستم قاب خمشی ویژه فولادی………. 106
جدول 4-2 مدل نمونه ای شاخص و گروه های عمکلردی انتخابی برای سیستم قاب خمشی ویژه فولادی….. 109
جدول 4-3 مقادیر پیشنهادی برای نسبت مقاومت خمشی موثر به مورد انتظار و نسبت بعد از تسلیم [11]. 110
جدول 4-4 ملاحظات عمومی در راستای ساخت مدلهای غیرخطی در روش ارزیابی عملکرد FEMA P695 114
جدول 4-5 نتایج آنالیز پوشاور مدلهای نمونه ای با کاهندگی برای سیستم قاب خمشی ویژه فولادی……… 123
جدول 4-6 نتایج آنالیز پوشاور مدلهای نمونه ای بدون کاهندگی برای سیستم قاب خمشی ویژه فولادی.. 123
جدول 4-7 نتایج آنالیز پوشاور گروه های عملکردی انتخابی برای سیستم قاب خمشی ویژه فولادی………. 130
جدول 4-8 نتایج آنالیزهای IDA برای حالت با کاهتدگی تحت تأثیر دسته رکورد حوزه دور………………… 141
جدول 4-9 نتایج آنالیزهای IDA برای حالت بدون کاهتدگی تحت تأثیر دسته رکورد حوزه دور…………… 142
جدول 4-10 نتایج ارزیابی عملکرد سازهها با کاهندگی………………………………………………………………………….. 146
جدول 4-11 نتایج ارزیابی عملکرد سازهها بدون کاهندگی……………………………………………………………………. 147
جدول 4-12 نتایج نهایی ارزیابی عملکرد سیستم قاب خمشی ویژه فولادی تحت دو حالت با و بدون کاهندگی مقاومت و سختی اعضاء،…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 150
جدول 4-13 بررسی وضعیت گروه عملکردی در برابر فروریزش………………………………………………………………. 156
4-14 نتایج ارزیابی عملکرد سیستم قاب خمشی ویژه فولادی تحت تاثیر رکوردهای حوضه دور(Zareian , Lignos (2010)) 157
جدول 5-1 مقایسه نتایج مدلهای دهانه 5 متر………………………………………………………………………………………. 161
جدول 5-2 مقایسه نتایج مدلهای دهانه 8 متر………………………………………………………………………………………. 161
5-3 جدول مقایسه ضرایب ایمنی و پریود سازه هایی با دهانه 8 متر……………………………………………………….. 162
5-4 جدول مقایسه ضرایب ایمنی و پریود سازه هایی با دهانه 5 متر……………………………………………………….. 163
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل 2-1 منحنی نیرو تغییر مکان بدست آمده از بارگذاری مونوتونیک و سیکلی [1]………………………………….. 9
شکل2-2 منحنی پوش هیسترتیک (back–bone) برای مدلهای هیسترتیک [1]………………………………… 10
شکل 2-3 منحنی bilinear با تعریف حد مقاومت [1]…………………………………………………………………………. 11
شکل 2-4 قوانین پایه مدل هیسترتیک راسگرا (Peak-Oriented) [19]…………………………………………… 12
شکل 2-5 قوانین پایه مدل هیسترتیک چلانده (Pinching) [1]…………………………………………………………. 12
شکل 2-6 نمایش چهار مود کاهندگی به صورت جداگانه بر روی مدل راسگرا (Peak-Oriented): a) زوال مقاومت پایه، b) زوال مقاومت پس از تسلیم، c) زوال سختی باربرداری و d) زوال سختی بارگذاری دوباره [1]…………………………………………. 14
شکل 2- 7 تقسیم بندی اعضا از نظر شکل پذیری…………………………………………………………………………………. 19
شکل 2- 8 مراحل اعمال بار جانبی به سازه، از ایجاد تغییرشکلهای ارتجاعی تا آستانه فروریزش در آنالیز پوشاور. 23
شکل 2- 9 رفتار غیرخطی کنترل شونده توسط تغییر شکل……………………………………………………………………. 27
شكل 2- 10 تعریف ضرایب نفوذ غیرخطی: (الف) استهلاك لزج غیرخطی ، (ب) سختی غیرخطی . 29
شكل 2 – 11 روش شتاب میانگین ثابت نیومارك [9]……………………………………………………………………………. 32
شکل 2- 12 مولفه های یک المان در مدل سازه ای [10]………………………………………………………………………. 35
شکل 2-13 مدل اصلاح شده ایبارا-کراوینکلر (Modified Ibarra-Krawinkler Model) [24]…… 37
شکل 3-1 طیف های بازتاب شتاب حداکثر زلزله (MCE) در آیین نامه ASCE/SEI 7-05 [14]………. 42
شکل 3-2 نمایش ضرایب عملکرد لرزهای مطابق با تعریف ارائه شده در الزامات پیشنهادی (FEMA NEHREP [4]2004-b) 43
شکل 3-3 نمایش ضرایب عملکرد لرزهای مطابق با تعریف ارائه شده در FEMA P695 .[12]………………… 44
شکل 3-4 مدل غیرخطی پیشنهادی برای سیستمهای قاب خمشی [12]………………………………………………… 63
شکل 3-5 منحنی پوش هیسترتیک ایدهآل جهت تعریف رفتار غیرخطی اجزای سازهای [12]………………….. 64
شکل 3-6 رفتار غیرخطی هیسترتیک ایدهآل اجزای سازهای بااحتساب زوال سیکلی مقاومت و سختی [12] 65
شکل 3-7 اثر مدهای زوال شبیهسازی نشده در مدلهای غیرخطی بر منحنی پوش هیسترتیک اعضا [12]….. 67
شکل 3-8 مقایسه نتایج آنالیز دینامیک افزایشی (IDA)در وضعیت مودهای فروریزش شبیهسازی شده (SC) و شبیهسازی نشده (NSC) [12]……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 67
شکل 3-9 منحنی پوشاور ایدهآل [12]…………………………………………………………………………………………………. 73
شکل 3-10 نمونه ای از نتایج آنالیز دینامیکی افزایش (IDA)به همراه نحوه محاسبه پارامترهای مدنظر روش ارزیابی عملکرد FEMA P695 [12]……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 76
شکل 3-11 منحنی آسیب پذیری فروریزش متناظر با نتایج آنالیز IDA ارائه شده در شکل 3-8………………. 77
شکل 3-12 منحنیهای آسیب پذیری فروریزشa) عدم قطعیت رکورد به رکورد زلزله b) عدم قطعیت کل [12] 91
شکل 3-13 الگوهای مدل غیرخطی جهت مدلسازی در نرمافزار OpenSees (قاب 2 طبقه 1 دهانه) [17] 98
شکل 3-14 جزئیات مدلسازی پانل برشی در مدل غیرخطی (شامل گرهها و المانهای مورد نیاز) [17]………. 98
شکل 4-1 کالیبره کردن مدل اصلاح شده بر روی یک نمونه از منحنیهای ممان-انحنا آزمایشگاهی به دست آمده توسط انگل هارت [20]……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 111
شکل 4-2 منحنی پوشاور گروه عملکردی A (سازه های کوتاه پریود با دهانه 5 متر با کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد) 117
شکل 4-3 منحنی پوشاور گروه عملکردی A (سازه های کوتاه پریود با دهانه 5 متر بدون کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد) 117
شکل 4-4 منحنی مفایسه منحنی پوشاور گروه عملکردی A (سازه های کوتاه پریود با کاهندگی و بدون کاهندگی دهانه 5 متر در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد)………………………………………………………………………………………………………………………….. 118
شکل 4-5 منحنی پوشاور گروه عملکردی C (سازه های کوتاه پریود با دهانه 8 متر با کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد) 118
شکل 4-6 منحنی پوشاور گروه عملکردی C (سازه های کوتاه پریود با دهانه 8 متر بدون کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد) 119
شکل 4-7 منحنی مفایسه منحنی پوشاور گروه عملکردی C (سازه های کوتاه پریود با دهانه 8 متر با کاهندگی و بدون کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد)………………………………………………………………………………………………………………………….. 119
شکل 4-8 منحنی پوشاور گروه عملکردی B (سازه های بلند پریود با دهانه 5 متر با کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد) 120
شکل 4-9 منحنی پوشاور گروه عملکردی B (سازه های بلند پریود با دهانه 5 متر بدون کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد) 120
شکل 4-10 منحنی مقایسه پوشاور گروه عملکردی B (سازه های بلند پریود با دهانه 5 متر با و بدون کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد)……………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 121
شکل 4-11 منحنی پوشاور گروه عملکردی D (سازه های بلند پریود با دهانه 8 متر با کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد) 121
شکل 4-12 منحنی پوشاور گروه عملکردی D (سازه های بلند پریود با دهانه 8 متر بدون کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد) 122
شکل 4-13 منحنی مقایسه پوشاور گروه عملکردی D (سازه های بلند پریود با دهانه 8 متر با و بدون کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد)……………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 122
شکل4-14 منحنی پوشاور استاندارد گروه عملکردی A (سازه های کوتاه پریود با دهانه 5 متر با کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 124
شکل 4-15 منحنی پوشاور استاندارد گروه عملکردی A (سازه های کوتاه پریود با دهانه 5 متر بدون کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 124
شکل 4-16 مفایسه منحنی پوشاور استاندارد گروه عملکردی A (سازه های کوتاه پریود با کاهندگی و بدون کاهندگی دهانه 5 متر در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد)………………………………………………………………………………………………………………………….. 125
شکل 4-17 منحنی پوشاور استاندارد گروه عملکردی C (سازه های کوتاه پریود با دهانه 8 متر با کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 125
شکل 4-18 منحنی پوشاور استاندارد گروه عملکردی C (سازه های کوتاه پریود با دهانه 8 متر بدون کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 126
شکل 4-19 منحنی مفایسه پوشاور استاندارد گروه عملکردی C (سازه های کوتاه پریود با دهانه 8 متر با کاهندگی و بدون کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد)………………………………………………………………………………………………………………………….. 126
شکل 4-20 منحنی پوشاور استاندارد گروه عملکردی B (سازه های بلند پریود با دهانه 5 متر با کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 127
شکل 4-21 منحنی پوشاور استاندارد گروه عملکردی B (سازه های بلند پریود با دهانه 5 متر بدون کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 127
شکل 4-22 منحنی مقایسه پوشاور استاندارد گروه عملکردی B (سازه های بلند پریود با دهانه 5 متر با کاهندگی و بدون کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد)………………………………………………………………………………………………………………………….. 128
شکل 4-23 منحنی پوشاور استاندارد گروه عملکردی D (سازه های بلند پریود با دهانه 8 متر با کاهندگی در سطح لرزه خیزی خیلی زیاد)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 128
شکل 4-24 منحنی پوشاور استاندارد گروه عملکردی D (سازه های بلند پریود با دهانه 8 متر بدون کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 129
شکل 4-25 منحنی مقایسه پوشاور استاندارد گروه عملکردی D (سازه های بلند پریود با دهانه 8 متر با و بدون کاهندگی در سطح لرزهخیزی خیلی زیاد)………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 129
شکل 4-26 منحنی IDA سازه 3 طبقه با دهانه 5 متر با کاهندگی……………………………………………………… 134
شکل 4-27 منحنی IDA سازه 3 طبقه با دهانه 5 متر بدون کاهندگی…………………………………………………. 134
شکل 4-28 منحنی IDA سازه 3 طبقه با دهانه 8 متر با کاهندگی………………………………………………………. 135
شکل 4-29 منحنی IDA سازه 3 طبقه با دهانه 8 متر بدون کاهندگی…………………………………………………. 135
شکل 4-30 منحنی IDA سازه 9 طبقه با دهانه 5 متر با کاهندگی………………………………………………………. 136
شکل 4-31 منحنی IDA سازه 9 طبقه با دهانه 5 متر بدون کاهندگی…………………………………………………. 136
شکل 4-32 منحنی IDA سازه 9 طبقه با دهانه 8 متر با کاهندگی………………………………………………………. 137
شکل 4-33 منحنی IDA سازه 9 طبقه با دهانه 8 متر بدون کاهندگی…………………………………………………. 137
شکل 4-34 منحنی IDA سازه 15 طبقه با دهانه 5 متر با کاهندگی……………………………………………………. 138
شکل 4-35 منحنی IDA سازه 15 طبقه با دهانه 5 متر بدون کاهندگی………………………………………………. 138
شکل 4-36 منحنی IDA سازه 15 طبقه با دهانه 8 متر با کاهندگی…………………………………………………….. 139
شکل 4-37 منحنی IDA سازه 15 طبقه با دهانه 8 متر بدون کاهندگی………………………………………………. 139
شکل 4-38 منحنیهای تغییرات نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده بر حسب ارتفاع سازهها در گروه عملکردی دهانه 5 متر در حالت کاهندگی(WD) و بدون کاهندگی(WOD)………………………………………………………………………………………… 151
شکل 4-39 منحنیهای تغییرات نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده بر حسب ارتفاع سازهها در گروه عملکردی دهانه 8 متر در حالت کاهندگی(WD) و بدون کاهندگی (WOD)……………………………………………………………………………………….. 151
شکل 4-40 منحنیهای تغییرات نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده بر حسب پریود مد اول سازهها در گروه عملکردی دهانه 5 متر در حالت کاهندگی(WD) و بدون کاهندگی (WOD)……………………………………………………………………………………….. 153
شکل 4-41 منحنیهای تغییرات نسبت محدوده فروریزش اصلاح شده بر حسب پریود مد اول سازهها در گروه عملکردی دهانه 8 متر دو حالت کاهندگی(WD) و بدون کاهندگی(WOD)………………………………………………………………………………………… 153
شکل 4-42 منحنیهای تغییرات ضریب ایمنی بر حسب پریود مد اول سازهها در گروه دهانه 5 متر در حالت کاهندگی(WD) و بدون کاهندگی(WOD)……………………………………………………………………………………………………………………………… 155
شکل 4-43 منحنیهای تغییرات ضریب ایمنی برحسب پریود مد اول سازهها در گروه دهانه 8 متر در حالت کاهندگی(WD) و بدون کاهندگی(WOD)……………………………………………………………………………………………………………………………… 155
5-1 نمودار ضریب ایمنی-پریود سازه هایی با دهانه 8 متر (کاهندگی(WD) و بدون کاهندگی(WOD) ). 163
5-2 نمودار ضریب ایمنی-پریود سازه هایی با دهانه 5 متر (کاهندگی(WD) و بدون کاهندگی(WOD) ). 164
فصل اول
مقدمات
1-1. مقدمه
مطالعه زلزله به قرنهای متمادی در گذشته بر میگردد. امروزه نیز زندگی و اموال صدها میلیون نفر از مردم جهان با خطر بزرگ ناشی از زلزلهها روبرو میباشد. سلامت تعداد زیادی از اقتصادهای محلی، ناحیهای و حتی ملی نیز در معرض خطر زلزلهها میباشند و این مخاطرات در کشورهای مختلف یکسان نیست و تحت شرایط مختلفی قرار دارد. در این میان بخاطر پیچیدهگیهای همراه با زلزلههای بزرگ اغلب روزها، هفتهها و ماهها وقت نیاز است تا فاجعه ناشی از زلزله درست درک شود. زمان در مناطق زلزله زده عامل مهمی است و هر گونه تاخیر در درک میزان فاجعه در پاسخهای بعدی زلزله و تخمین خسارتهای مالی و اجتماعی بعد از آن تاخیر ایجاد خواهد کرد. جنبه هایی از زلزله از قبیل طبیعت زلزله شناختی، مهندسی زلزله و عواقب اقتصادی آن باید قبل از رخ دادن زلزله شناخته شود.
در این میان هدف اصلی مهندسی زلزله جلوگیری از فروریزش ساختمانهای است، که در معرض زلزله قرار دارند. فروریزش سازه به علت کاهش مقاومت سازه در برابر بارهای گرانشی وارده بر سازهای که در معرض زلزله قرار گرفته است، اتفاق می افتد. از نظر مالی فروریزش همراه با خرابی ساختمان و از دست رفتن هزینه مصرف شده برای ساخت آن است، اما باید توجه داشت که فروریزش سازه منبع اصلی مرگ و میر انسانهایی است، که در آن مکان به زندگی مشغول هستند، بنابراین از نظر فنی و مهندسی نیاز به بررسی احتمال، زمان، شیوه خرابی سازه و سطح ایمنی یک سازه در برابر فروریزش میباشد.
1-2. بیان مسئله
با توجه به مشاهدات زلزلههای گذشته متوجه میشویم فروریزش در دو حالت صورت میگیرد که حالت اول بدلیل افزایش بیش از اندازه جابجایی سازه تحت بارهای جانبی، در ساختمان ناپایداری دینامیکی بوجود آمده و موجب خرابی میگردد. در حالت دوم تحت اثر ، اعضای سازه که تحت نیروی محوری فشاری و لنگر خمشی قرار می گیرند، حتی جزئی ترین لنگر خمشی باعث بوجود آمدن انحنا و خیز در عضو تیر-ستون میشود که این انحنا باعث میشود که در اثر نیروی محوری موجود لنگر خمشی ثانویهای بوجود آید این فرایند تا آنجا ادامه می یابد که بالاخره عضو مورد نظر یا به تعادل برسد یا در اثر تشدید از هم فروپاشد. عملا در سازه ها بدلیل اینکه اعضایی همچون ستون یک انحنای اولیه دارند که میتواند ناشی از نقص عضو یا خطا در اجرا باشد این پدیده همواره رخ میدهد. در نوع اول فروریزش به صورت آبشارگونه رخ میدهد، به بیان دیگر فروریزش بشکل کلی صورت میگیرد. اما در نوع دوم ابتدا از یک عضو شروع شده سپس به باقی اعضا سرایت کرده و نهایا منجر به فروریزش کلی سازه میگردد، که به آن فروریزش جزئی میگویند.
در سالهای گذشته پژوهشگران چندین روش ارزیابی فروریزش را ارائه کرده اند. آنها مستقلا بر روی میزان تاثیر بر ظرفیت فروریزش یک سازه تحقیق کرده اند. اما بعضی دیگر بر روی کاهندگی غیرخطی مدلهای اتصالات که به صورت تجربی میتوان آزمایش انجام داد، کار کرده اند؛ چرا که رفتار سازه در هنگام زلزله وارد حوزه غیرخطی می شود. میزان کاهندگی سیستم توسط منحنیهای هیسترتیک نمایش داده می شود که در فصول بعدی بطور مفصل در مورد آنها بحث خواهیم کرد.
ارزیابی ایمنی سازه مستلزم توانایی پیش بینی کاهش پاسخ دینامیکی سیستم سازه است. البته باید توجه داشت که موضوع فوق برای ساختمانهایی قدیمیتر، که کاهش مقاومت و سختی در آنها از تغییر شکلهای کوچک آغاز می شود مشکل است، زیرا که شبیه سازی مدلهای هیسترتیک آنها امکان ندارد، بنابراین معمولا فروریزش کلی با یک دریفت قابل قبول یا دستیابی به محدوده تغییر شکل در هر کدام از اجزای سازهای بررسی می شود. البته باید توجه کرد که برای توسعه یک روش سیستماتیک، تمام منابع فروریزش کلی میبایست ادغام شوند. در این روش میبایست شامل تاثیر کاهش مقاومت و تاثیرات در فروریزش سازه باشد.
1-3. اهمیت و ضرورت تحقیق
در هنگام بروز زلزله های مختلف یک سازه رفتارهای گوناگونی از خود نشان می دهند و با توجه به شدت زلزله سازه می تواند در حوضه رفتار خطی بماند و یا اینکه وارد حوضه رفتار غیرخطی شود. با توجه به اینکه فروریزش سازه در محدوده رفتار غیرخطی صورت میگیرد بنابراین این موضوع که فروریزش در چه ناحیهای از رفتار صورت بگیرد، مهم است. ضمن اینکه حداکثر شدت زلزلهای که یک سازه پایداری دینامیکی خود را در آن حفظ می کند برای ما مشخص می شود. هر چه میزان پایداری دینامیکی سازه در حوضه رفتار غیرخطی بیشتر باشد فروریزش آن سازه دیرتر صورت میگیرد و این بدین معنی است که سازه شدت زلزلهی بیشتری را می تواند تحمل کند. قابلیت پیش بینی فروریزش سازهها با افزایش اطلاعات در مورد خصوصیات و ویژگیهای اجزا بتنی و فولادی سازهها بیشتر خواهد شد.
البته مهمترین علت بررسی فروریزش سازهها کاهش صدمات جانی پس از زلزله است، چرا که پس از زلزله چنانچه سازه هایی با ظرفیت فروریزش بالا داشته باشیم تلفات پس از زلزله نیز کاهش پیدا می کند ولی در صورت پایین بودن ظرفیت فروریزش تلفات افزایش پیدا می کند، از طرفی کاهش فروریزش سازهها خسارات مادی نیز کاهش پیدا می کند.
1-4. اهداف تحقیق
هدف اصلی این پایان نامه توسعه روش برای ارزیابی فروریزش کلی سازه در قابهای خمشی ویژه فولادی میباشد. در این پژوهش میزان تاثیر کاهش مقاومت اعضای سازه با عدم کاهش مقاومت اجزا سازه بر ظرفیت فروریزش مورد بررسی قرار می گیرند. ارزیابی فروریزش بر اساس اندازه گیری روابط شدت که میزان شدت نسبی حرکت زمین به پارامترهای مقاومت سازهای است، انجام می شود که شدت نسبی در فروریزش به ظرفیت فروریزش گفته می شود. در این بین در مدلسازی و استفاده از مواد مورد استفاده در مدلسازی ابهامات زیادی وجود دارد، هرچند روابطی آماری جهت مشخص کردن این ابهامات وجود دارد که از آنان بعنوان پایهای برای مدلسازی و مواد بکار رفته استفاده می شود. حال چنانچه با وجود این ابهامات تحلیل درستی از پیش بینی فروریزش کلی تحت اثر کاهش مقاومت اجزاء سازه بدست بیاوریم، اما هنوز هم موانع زیادی برای یک تحلیل کاملا واقعی بر سر راه ما در مورد چگونگی پیش بینی ظرفیت فروریزش سیستمهای سازهای وجود خواهد داشت که صرفا با گذشت زمان و انجام آزمایشهای بیشتر بر روی مدلهایی که نزدیکی بیشتری به ساختمانهای واقعی داشته باشند، میتوان این مشکلات و ابهامات را کمتر نمود. اجزای روش بکار رفته در این پژوهش عبارتند از:
– توسعه مدلهای سازهای دارای کاهش مقاومت و عدم کاهش مقاومت اعضا با ترکیب تمام فاکتورهای مهم که در فروریزش کلی موثر هستند.
– محاسبه ظرفیت فروریزش برای مجموعه ای از مدلهای سازهای.
– ارزیابی اندازه گیری آماری ظرفیت فروریزش و تاثیر ابهامات در مدلها و حرکات زمین و پارامترهای سازهای در این اندازه گیری آماری.
– ارزیابی ظرفیت فروریزش مدلها در دو حالت با و بدون کاهندگی اعضا
تعداد صفحه :186
قیمت :14700 تومان
بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد
و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.
پشتیبانی سایت : * parsavahedi.t@gmail.com
در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.
*
14,700 تومانافزودن به سبد خرید