دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران مرکزي

دانشکده فنی مهندسی عمران ، گروه سازه

پایان نامه براي دریافت درجه کارشناسی ارشد (M.Sc)

گرایش :  مهندسی عمران ـ سازه

عنوان :

مطالعه رفتار پیچشی سازه هاي نامتقارن در تحلیل استاتیکی غیر خطی (پوش آور)

استاد راهنما:

دکترمحمد صادق روحانی منش

استاد مشاور:

دکتر منجمی نژاد

تابستان 1390

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                صفحه

 

فصل اول: کلیات

 

-1-1 مقدمه 4…………………………………………………………………………………… …………………………..

 

-2-1 تاریخچه 9……………………………………………………………………………….. …………………………..

 

-3-1 اصول و پایه هاي نظري پژوهش 11…………………………………………… …………………………..

 

-4-1 تحقیقات انجام شده 15………………………………………………………………… …………………………..

 

-5-1 ضرورت واهداف پژوهش………………………………………………………………………………….. 21

 

-6-1 روش پژوهش 21……………………………………………………………………….. …………………………..

 

-7-1  مزایاي بهره گیری از تحلیل غیرخطی استاتیکی 22…………………………….. …………………………..

 

فصل دوم:  مروري بر ادبیات موضوع

 

-1-2 مقدمه 25…………………………………………………………………………………. …………………………..

 

-2-2  تعریف اهداف عملکردي 26………………………………………………………. …………………………..

 

-3-2  تعریف سطوح عملکردي 27……………………………………………………… …………………………..

 

-1-3-2 سطوح عملکرد تعریف شده توسط 27……………………………………………………….. FEMA

 

-4-2 تعریف سطوح مختلف خطر زمین لرزه 30……………………………………. …………………………..

 

-5-2  انتخاب اهداف عملکردي 30……………………………………………………… …………………………..

 

-6-2 مدلسازي 31…………………………………………………………………………….. …………………………..

 

-7-2 پیچش 31………………………………………………………………………………… …………………………..

 

-8-2 روش تحلیل سازه 31………………………………………………………………… …………………………..

 

-9-2 تحلیل هاي خطی 32…………………………………………………………………. …………………………..

 

1-9-2  روش استاتیکی خطی 33………………………………………………………… …………………………..

 

-2-9-2 روش دینامیکی خطی 34………………………………………………………………………… (LDP)

 

 

-1-2-9-2تحلیل خطی شبه دینامیکی یا طیفی 35……………………………………. …………………………..

 

-2-2-9-2 معایب روش تحلیل دینامیکی طیفی 36………………………………….. …………………………..

 

-3-2-9-2 تحلیل خطی دینامیکی تاریخچه زمانی 36………………………………. …………………………..

 

-10-2 تحلیل هاي غیر خطی 37…………………………………………………………. …………………………..

 

-1-10-2 روش استاتیکی غیر خطی………………………………………………………………………….. 37

 

-2-10-2 مزایاي روش استاتیکی غیر خطی 38……………………………………………….. (Pushover)

 

-3-10-2 تعیین نیاز لرزه اي 39…………………………………………………………. …………………………..

 

-4-10-2 روش دینامیکی غیر خطی 40……………………………………………….. …………………………..

 

-11-2 انتخاب روش تحلیل مناسب 40…………………………………………………. …………………………..

 

-12-2 معیار پزیرش………………………………………………………………………………………………. 41

 

فصل سوم: مدلسازي ومطالعات مقدماتی

 

-1-3 مقدمه 43…………………………………………………………………………………. …………………………..

 

-2-3 مشخصات کلی ساختمان ها وفرضیات طراحی 43………………………….. …………………………..

 

-3-3 محاسبه نیروي جانبی ناشی از زلزله 46……………………………………….. …………………………..

 

-4-3 نحوه طراحی اجزاء ساختمانها 46………………………………………………… …………………………..

 

-1-4-3 طراحی ستون ها 47……………………………………………………………… …………………………..

 

-2-4-3 طراحی مهاربندها……………………………………………………………………………………….. 47

 

-3-4-3 کنترل تغییرمکان نسبی طبقات 47…………………………………………… …………………………..

 

-4-4-3 کنترل طبقه نرم 47……………………………………………………………….. …………………………..

 

-5-3 نتایج نهایی طراحی ساختمانهاي مورد مطالعه 48……………………………. …………………………..

 

فصل چهارم: نحوه ارزیابی ساختمان هاي طراحی شده

 

-1-4  مقدمات و مبانی وملزومات بهسازي 68………………………………………… …………………………..

 

-1-1-4 انتخاب هدف بهسازي 68……………………………………………………….. …………………………..

 

-2-1-4 روش تحلیل و قواعد مدل سازي 68………………………………………….. …………………………..

 

 

 

-1-2-1-4 کلیات 68…………………………………………………………………………. …………………………..

 

-2-2-1-4 ملاحظات مربوط به مدل سازي کلی ساختمان 68…………………….. …………………………..

 

-2-4 ترکیبات بارگذاري 71……………………………………………………………….. …………………………..

 

-1-2-4 بارهاي ثقلی 71……………………………………………………………………. …………………………..

 

-2-2-4 بارهاي جانبی 71………………………………………………………………….. …………………………..

 

-3-4 مدلسازي اعضاء 72………………………………………………………………….. …………………………..

 

-1-3-4 مدل هاي اجزا 72…………………………………………………………………. …………………………..

 

-4-4 رفتار اجزاي سازه 75……………………………………………………………….. …………………………..

 

-5-4 تحلیل استاتیکی غیرخطی مدل ها 87……………………………………………. …………………………..

 

-1-5-4 منحنی ظرفیت و پارامترهاي موثر در دوخطی سازي آن 88…………. …………………………..

 

-6-4 مدلسازي در نرم افزار 98………………………………………………………………….. Ram Perform

 

-1-6-4 مدلسازي المانهاي قاب 98……………………………………………………….. …………………………..

 

-1-1-6-4 مدلسازي ستون هاي غیرالاستیک……………………………………………………………… 101

 

-2-6-4 چگونگی مدل میرایی…………………………………………………………………………………. 103

 

-3-6-4 رفتار غیرخطی اعضا………………………………………………………………………………… 105

 

-7-4  روش تحلیل دینامیکی غیرخطی……………………………………………………………………… 106

 

-1-7-4 مشخصات شتاب نگاشت ها……………………………………………………………………….. . 107

 

-2-7-4 نحوه مقیاس کردن شتابنگاشت ها………………………………………………………………….. 109

 

فصل پنجم :  نتایج وبحث

 

-1-5 مقدمه………………………………………………………………………………………………………….. 111

 

-2-5 ساختمان 3 طبقه…………………………………………………………………………………………… 111

 

-1-2-5 ساختمان 3 طبقه بدون خروج از مرکزیت 111 …………………………………………… (e=0)

 

-2-2-5 ساختمان 3 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد 114………………………………… (e=10)

 

-3-2-5 ساختمان 3 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد 117………………………………… (e=20)

 

-3-5 ساختمان 5 طبقه…………………………………………………………………………………………… 120

 

-1-3-5 ساختمان 3 طبقه بدون خروج از مرکزیت 120 …………………………………………… (e=0)

 

-2-3-5 ساختمان 3 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد 123………………………………… (e=10)

 

-3-3-5 ساختمان 3 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد 126………………………………… (e=20)

 

-4-5 مطالعه برش پایه ساختمان هاي مورد پژوهش……………………………………………………… 129

 

فصل ششم : نتیجه گیري و پیشنهادات

 

-1-6 نتایج…………………………………………………………………………………………………………… 131

 

-2-6 پیشنهادات………………………………………………………………………………………………….. .. 132

 

فهرست منابع و مراجع…………………………………………………………………………………………… 133

 

چکیده انگلیسی…………………………………………………………………………………………………….. 154

 

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                               صفحه

1-2 جدول خرابی پیش بینی شده براي اعضاي قائم سازه اي…………………………………………… 29

 

2-2  جدول شاخص هاي کیفی خسارت در اعضاي سازه اي وغیرسازه اي………………………… 30

 

3-2 جدول سطوح خطر زمین لرزه 31…………………………………………………………… FEMA 273

 

1-3 جدول ستونها و مهاربند هاي موجود در سازه 3  طبقه بدون خروج از مرکزیت……………. 51

 

2-3 جدول ستونها و مهاربند هاي موجود در سازه 3 طبقه با 10 درصد خروج از مرکزیت…… 52

 

3-3 جدول ستونها و مهاربند هاي موجود در سازه 3 طبقه با 20 درصد خروج از مرکزیت…… 53

 

4-3 جدول ستونها و مهاربند هاي موجود در سازه 5  طبقه بدون خروج از مرکزیت……………. 54

 

5-3 جدول ستونها و مهاربند هاي موجود در سازه 5 طبقه با 10 درصد خروج از مرکزیت…… 56

 

6-3 جدول ستونها و مهاربند هاي موجود در سازه 5 طبقه با 20 درصد خروج از مرکزیت…… 58

 

7-3 جدول ستونها و مهاربند هاي موجود در سازه 5  طبقه بدون خروج از مرکزیت……………. 60

 

8-3 جدول ستونها و مهاربند هاي موجود در سازه 5 طبقه با 10 درصد خروج از مرکزیت…… 63

9-3 جدول ستونها و مهاربندC هاي موجود در سازه 5 طبقه با 20 درصد خروج از مرکزیت…………………………………………………. 66

1-4 جدول ضریب………………………………………………………………………………………………….. 73

 

2-4  جدول ترکیبات بارگذاري در تحلیل استاتیکی غیرخطی………………………………………….. 74

 

3-4 جدول نوع مفاصل اعضاي قابهاي مهاربندي شده…………………………………………………….. 78

 

4-4 جدول پارامترهاي مدلسازي ومعیارهاي پذیرش در روش هاي غیرخطی-اجزا سازه فولادي 88

 

5-4 جدول پارامترهاي مدلسازي ومعیارهاي پذیرش در روش هاي غیرخطی-اجزا سازه فولادي 89

 

6-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 8 طبقه با خروج از مرکزیت20 درصد…….. 96

 

7-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 8 طبقه با خروج از مرکزیت10درصد………. 97

 

8-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 8 طبقه متقارن……………………………………… 97

 

9-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 5 طبقه با خروج از مرکزیت20 درصد…….. 98

 

10-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 5 طبقه با خروج از مرکزیت10درصد……. 98

 

 

11-4جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 5 طبقه متقارن………………………………………………………….. 99
12-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 3 طبقه با خروج از مرکزیت20 درصد………………………. 99
13-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 3 طبقه با خروج از مرکزیت10درصد………………………. 100
14-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 3 طبقه متقارن………………………………………………………… 100
15-4 جدول مشخصات شتابنگاشت هاي مورد بهره گیری در تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی ………………….. 111
16-4 جدول ضرایب مقیاس شتابنگاشت ها ………………………….. …………………………………………………………… 113
1-5 جدول برش پایه حاصل از دو حالت تحلیل ………………………….. ……………………………………………………. 133

 

 

فهرست نمودارها

عنوان                                                                                                                             صفحه

1-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5  طبقه بدون خروج از مرکزیـت (e=0)  در تحلیـل پـوش آور  تحـت

 

بارمثلثی با خروج از مرکزیت اتفاقی مثبت ومنفی 115………………………………. …………………………..

 

2-5  نمــودار Drift طبقــات در ســازه 5  طبقــه بــدون خــروج از مرکزیــت (e=0) در تحلیــل پــوش آور

 

تحت باریکنواخت 116………………………………………………………………………… …………………………..

 

3-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5  طبقه بدون خروج از مرکزیـت (e=0)  در تحلیـل تاریخچـه زمـانی

 

تحت سه شتاب نگاشت 116………………………………………………………………….. …………………………..

 

4-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5  طبقه بدون خـروج از مرکزیـت (e=0)  در تحلیـل تاریخچـه زمـانی

 

وتحلیل پوش آور 117………………………………………………………………………….. …………………………..

 

5-5 نمودار خطاي بدست آمده در Drift طبقات در سازه 5   طبقه بـدون خـروج از مرکزیـت( (e=0 در دو

 

حالت تحلیل پوش آور نسبت به تحلیل تاریخچه زمانی 117…………………………. …………………………..

 

6-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5  طبقه با خروج از مرکزیـت 10 درصـد (e=10)  در تحلیـل پـوش آور

 

تحت بارمثلثی 118……………………………………………………………………………… …………………………..

 

7-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد (e=10) در تحلیل  پـوش آور

 

تحت باریکنواخت 119………………………………………………………………………… …………………………..

 

8-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5  طبقه با خـروج از مرکزیـت 10 درصـد (e=10)  در تحلیـل تاریخچـه

 

زمانی تحت سه شتابنگاشت 119……………………………………………………………. …………………………..

 

9-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصـد ( (e=10  در تحلیـل تاریخچـه

 

زمانی و تحلیل پوش آور 120……………………………………………………………….. …………………………..

 

10-5 نمودار خطاي بدست آمده در Drift طبقات در سازه 5  طبقه با خروج از مرکزیـت 10  درصـد در دو

 

حالت تحلیل پوش آور نسبت به تحلیل تاریخچه زمانی 120………………………….. …………………………..

 

11-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد ( (e=20 در تحلیل پـوش آور

 

تحت بار مثلثی 121…………………………………………………………………………….. …………………………..

 

 

12-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد ( (e=20 در تحلیل پـوش آور

 

تحت بار یکنواخت 122……………………………………………………………………….. …………………………..

 

13-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد ( (e=20  در تحلیـل تاریخچـه

 

زمانی تحت سه شتابنگاشت 122……………………………………………………………. …………………………..

 

14-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد ( (e=20  در تحلیـل تاریخچـه

 

زمانی و تحلیل پوش آور 123……………………………………………………………….. …………………………..

 

15-5 نمودار خطاي بدست آمده در Drift طبقات در سازه 5 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد ( e=20

 

) دردو حالت تحلیل پوش آور نسبت به تحلیل تاریخچه زمانی 123……………….. …………………………..

 

16-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه بدون خروج از مرکزیت (e=0)  در تحلیـل پـوش آور تحـت

 

بارمثلثی با خروج از مرکزیت اتفاقی مثبت ومنفی 124………………………………. …………………………..

 

17-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8  طبقه بدون خروج از مرکزیـت (e=0)  در تحلیـل پـوش آور تحـت

 

باریکنواخت با خروج از مرکزیت اتفاقی مثبت ومنفی 125…………………………. …………………………..

 

18-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه بدون خروج از مرکزیت (e=0) در تحلیل تاریخچه زمانی سـه

 

شتابنگاشت 125…………………………………………………………………………………. …………………………..

 

19-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه بدون خروج از مرکزیت (e=0)   در تحلیـل تاریخچـه زمـانی و

 

تحلیل پوش آور 126……………………………………………………………………………. …………………………..

 

20-5 نمودار خطاي بدست آمده در Drift طبقات در سازه 8  طبقه بدون خروج از مرکزیـت ( (e=0 در دو

 

حالت تحلیلپوش آور نسبت به تحلیل تاریخچه زمانی 126…………………………… …………………………..

 

21-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد (e=10) در تحلیـل پـوش آور

 

تحت بارمثلثی با خروج از مرکزیت اتفاقی مثبت ومنفی 127………………………. …………………………..

 

22-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد (e=10) در تحلیل پـوش آور

 

تحت باریکنواخت با خروج از مرکزیت اتفاقی مثبت ومنفی 128………………….. …………………………..

 

23-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد ( e=10)  در تحلیـل تاریخچـه

 

زمانی تحت سه شتاب نگاشت 128………………………………………………………… …………………………..

 

 

24-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد (  (e=10 در تحلیـل تاریخچـه

 

زمانی و تحلیل پوش آور 129……………………………………………………………….. …………………………..

 

25-5 نمودار خطاي بدست آمده در Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد (e=10)

 

دردو حالت تحلیل پوش آور نسبت به تحلیل تاریخچه زمانی 129………………….. …………………………..

 

26-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد (e=20)  در تحلیـل پـوش آور

 

تحت بارمثلثی با خروج از مرکزیت اتفاقی مثبت ومنفی 130………………………. …………………………..

 

27-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد (e=20)  در تحلیـل پـوش آور

 

تحت باریکنواخت با خروج از مرکزیت اتفاقی مثبت ومنفی 131………………….. …………………………..

 

28-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصـد ( (e=20  در تحلیـل تاریخچـه

 

زمانی تحت سه شتابنگاشت 131……………………………………………………………. …………………………..

 

29-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد ( (e=20  در تحلیـل تاریخچـه

 

زمانی و تحلیل پوش آور…………………………………………………………………………………………. 132

 

30-5 نمودار خطاي بدست آمده در Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد (e=20)

 

دردو حالت تحلیل پوش آور نسبت به تحلیل تاریخچه زمانی 132………………….. …………………………..

 

 

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                                             صفحه

1-2 شکل منحنی ظرفیت سازه بدست آمده از واکاوی 39………………………………………… Pushover

 

1-3  شکل پلان ساختمان متقارن……………………………………………………………………………….. 47

 

2-3 شکل پلان ساختمان نامتقارن با 10 درصد خروج از مرکزیت…………………………………… 47

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

 

3-3 شکل پلان ساختمان نامتقارن با 20 درصد خروج از مرکزیت…………………………………… 48

 

1-4 شکل منحنی رفتار عضو شکل پذیر…………………………………………………………………….. 75

 

2-4 شکل منحنی رفتار عضو نیمه شکل پذیر………………………………………………………………. 76

 

3-4 شکل منحنی رفتار عضو شکننده…………………………………………………………………………. 76

 

4-4 شکل روش هاي تعریف معیار پذیرش اعضا…………………………………………………………. 79

 

5-4 شکل تهیه منحنی چندخطی بار – تغییرشکل براي کوشش هاي تحت کنترل تغییر شکل…… 82

 

6-4 شکل تهیه منحنی چندخطی بار – تغییر شکل براي کوشش هاي تحت کنترل نیرو…………. . 83

 

7-4 شکل منحنی نیرو-  تغییر شکل تعمیم یافته براي اعضا و اجزا فولادي……………………….. 85

 

8-4 شکل تعر یف چرخش عضو………………………………………………………………………………. 86

 

9-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 3 طبقه متقارن با ترکیب بار 92…………………………….. (2-1)

 

10-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 3 طبقه متقارن با ترکیب بار 92………………………….. (2-2)

 

11-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 3 طبقه با خروج ازمرکزیت 20 درصدبا ترکیب بار(93    (2-2

 

12-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 3 طبقه با خروج ازمرکزیت 20 درصدبا ترکیب بار(93    (2-1

 

13-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 8 طبقه با خروج ازمرکزیت 20 درصدبا ترکیب بار(94    (2-1

 

14-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 8 طبقه با خروج ازمرکزیت 20 درصدبا ترکیب بار(94    (1-1

 

15-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 8 طبقه با خروج ازمرکزیت 20 درصدبا ترکیب بار(95    (1-2

 

16-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 8 طبقه با خروج ازمرکزیت 20 درصدبا ترکیب بار(95    (2-2

 

17-4  شکل مدل چرخش خمشی 101…………………………………………………….. …………………………..

 

18-4  شکل مولفه هاي اصلی براي مدل چرخش خمشی 102……………………… …………………………..

 

 

19-4 شکل مولفه هاي تیر با مفصل پلاستیک ……………………………………………………………………………………. 103
20-4 شکل مدل ناحیه پلاستیک ………………………………………………………………………………………………………… 104
21-4 شکل سطح تسلیم P-M-M در فولاد ……………………………………………………………………………………….. 106
22-4 شکل اظهار فیزیکی میرایی ………………………………………………………………………………………… αM + βK 107
23-4  شکل نحوه تغییرات میرایی با پریود سازه ………………………………………………………………………………….. 108
24-4 شکل منحنی نیرو- تغییرمکان درRam- Perform بدون درنظرگرفتن کاهش مقاومت……………………. 109
25-4 شکل منحنی نیرو- تغییرمکان درRam- Perform بدون درنظرگرفتن کاهش مقاومت……………………. 109
26-4 شکل شتاب نگاشت ……………………………………………………………………………………………………….. kobe 111
27-4 شکل شتاب نگاشت ………………………………………………………………………………………………….. Landers 112
28-4 شکل شتاب نگاشت ………………………………………………………………………………………….  Loma Prrieta 112

 

مقدمه

 

مطالعه زلزله هاي اتفاق افتاده در جهان نشان می دهد که این زلزله ها در یک موقعیت جغرافیایی

 

خاص ومحدودي اتفاق افتاده می باشد .    از آنجائیکه معمولا شکل این نواحی زلزلـه خیـز بصـورت یـک

 

کمربند می باشد بنام مناطق زلزله خیز یا کمربند زلزله نامیده می شوند. نواحی زلزله خیز جهان را می

 

توان در چند نوار زلزله گنجاند.   نوارمحیط اقیانوس آرام از مهمتـرین آنهـا اسـت .  بعـد از نـوارمحیط

 

اقیانوس آرام می توان به نوار زلزله آلپ – هیمالیا که به آلپاید مشهوراست، تصریح نمود. ازمناطق زلزلـه

 

خیزدیگر، نواروسط اقیانوس اطلس را می توان ذکر نمود. [1]

 

واقع شدن ایران درکمربند لرزه خیز آلپای د که یکی از لرزه خیزترین مناطق جهان اسـت و وقـوع

 

130 زلزله با بزرگی بیش از7/5   ریشتردر قرن گذشته وبا در نظر داشتن اینکه بطور متوسط درهرسـال یـک

 

زلزله با بزرگی بیش از 4   ریشتردر کشورمان رخ می دهد وخسارات مالی وجانی زیادي بـه بـار مـی

 

آورد اهمیت شناخت دقیق زلزله ونیروها ي ایجاد شده بوسیله  زلزلـه در سـاختمان را بـیش از پـیش

 

نشان دهد.

 

در سالهاي اخیر،   روشهاي زیادي براي واکاوی لـرزه اي سـازه هـا ارائـه شـده اسـت. یکـی از ایـن

 

روشها، روش تحلیل استاتیکی غیر خطـی ( پـوش آور) مـی باشـد.  معمـولا اکثـر روشـها بـه مـدلهاي

 

ساختمانی صفحه اي (دو بعدي) محدود می شوند پس چنین امري تنها براي سـازه هـاي متقـارن

 

قابل قبول می باشد.    اما در سالهاي اخیر تلاشهاي فراوانی صورت گرفته تا این روش بـه سـازه هـاي

 

نامتقارن که نیازمند تحلیل سه بعدي هستند نیز تعمیم داده گردد، مطالعه رفتار سازه ها در زمین لـرزه

 

هاي گذشته نشان می دهد که پیچش حاصل از نامتقارن بودن ساختمانها یکی از علت های آسـیب دیـدن

 

شدید ساختمان می گردد. علیرغم تحقیقات انجام شده دراین مورد، هنوز رفتار ساختمانهاي نامتقـارن
تحت تاثیر پیچش به گونه کامل درك نشده می باشد.  و دلیل آنرا میتوان تعداد زیـاد پـا رامترهـاي مـوثر
دانست.  

 

تحقیقا ت وسیع انجام شده در ارتباط با ساختمانهاي نامتقارن با درنظـر گـرفتن رفتـارغیرخطی بیشـتر

 

محدود به ساختمانهاي نامتقارن یک طبقه می باشد، پس نمی توان با اطمینان نتایج حاصـل از ایـن

 

 

تحقیقات را به ساختمانهاي چند طبقه تعمیم داد و از طرفـی دیگـر مـدلهاي عـددي پیچیـده ،روشـی

 

کاربردي براي پژوهش  نمی باشند.

 

هدف از این پژوهش مطالعه رفتار ساختمانهاي چند طبقه نامتقـارن وارائـه یـک چـارچوب قابـل

 

درك، بدون انجام هرگونه تحلیل دینامیکی غیرخطی پیجیده می باشد.

 

این پژوهش در شش فصل گردآوري شده می باشد:

 

فصل اول: به کلیات موضوع پرداخته شده واصول وپا یه هاي نظري مربـوط بـه روش پـوش آور

 

وضرورت پژوهش واهداف آن آورده شده می باشد .

 

فصل دوم: مروري بر ادبیات موضوع می باشد واهداف عملکردي وسطوح عملکردي وروشـهاي

 

تحلیل اظهار شده می باشد.

 

فصل سوم:   مشخصات کلی ساختمانها وفرضـیات طراحـی وهمچنـین طریقـه محاسـبه نیروهـاي

 

جانبی آورده شده ودر نهایت نتایج نهایی طراحی سازه ها بصورت جدول ارائه شده می باشد.

 

فصل چهارم :نحوه ارزیابی ساختمانهاي طراحی شده ارائه شده می باشد .  مبانی وملزومات بهسـازي،

 

ترکیبات بارگذاري در تحلیل پوش آور در این فصل آورده شده می باشد.

 

فصل پنجم:اعلام نتایج بدست آمده از تحلیل ،مطالعه،  مقایسه ونتیجـه گیـري آنهـا پرداختـه مـی

 

گردد.

 

فصل ششم:نتیجه گیریهاي کل وپیشنهادات براي تحقیقات آتی ارائه می گردد.

 

 

فصل اول

 

کلیات

 

(1-1 مقدمه

 

عملکرد ساختمانها در زلزله هاي گذشته نشان داده می باشد که معمولا ساختمانهاي نامتقارن نسـبت

 

به ساختمانهاي متقارن آسیب پذیرتر بوده ودر حین زلزله دچار آسیبهاي شدیدتر مـی گردنـدواحتمال

 

فروریزش آنها نسبت به ساختمانهاي متقارن بیشـتر مـی باشـد.   خرابـی حـدود چهـل ودو درصـد از

 

ساختمانها در زلزله 1985 مکزیک به علت آثار پیچشی ، نشان داد که ساختمانهاي نامتقـارن از لحـاظ

 

سختی ومقاومت در پلان ،بسیار آسیب پذیر هستند .  ارتباط موجود بین حرکات جـانبی وپیچشـی در

 

یک ساختمان با پلان نامتقارن که در اینجا به عنوان پیچش طبیعی معرفی می گردد باعـث ایجـاد نیـاز

 

تغییر شکل غیر یکسان در صفحات مقاوم جانبی در سیستم می گردد.

 

با مطالعه این نوع ساختمانها در زمان وقوع زلزله می توان نتیجه گرفت که آسیب پذیري اینگونـه

 

ساختمانها  در نتیجه لنگرهاي پیچشی وتغییرمکانهاي دورانی اضافی می باشد کـه در اثـر عـدم تقـارن در

 

دیافراگم هاي ساختمان ایجاد شده وسبب افزایش خسارات سازه اي وغیر سـازه اي بـویژه در وجـوه

 

بیرونی ساختمان می گردند.   عدم تقارن درساختمان می تواند دراثرتوزیع نامتقـارن جـرم در دیـافراگم

 

هاي ساختمان یا در اثر توزیع نامتقارن سختی یا مقاومت در المانهاي باربر جانبی باشد.  عـدم توزیـع

 

یکنواخت جرم ،سختی ومقاومت سبب می گردد تا نقطه اثر برآیند نیروهاي ناشی از زمـین لـرزه بـا

 

نقطه اثر برآیند نیروهاي المانهاي باربر جانبی یکی نبوده ودر صورتیکه ساختمان داراي دیافراگم هاي

 

صلب یا نیمه صلب باشد لنگرهاي پیچشی در این دیافراگم ها ایجاد گردد.  وقتی که رفتـار سـاختمان

 

در محدوده الاستیک می باشد نقطه اثر برآیند نیروهـاي مقـاوم جـانبی منطبـق بـر مرکـز سـختی (مرکـز

 

صلبیت)ساختمان می باشد،   اما وقتی که در حین زلزله تعدادي از المانهاي بـاربر جـانبی جـاري مـی

 

گردند محل برآیند نیروهاي مقاوم جانبی تغییر کرده ونهایتا اگر تمامی المانهـاي بـاربر جـانبی جـاري

 

گردند نقطه اثر برآیند نیروهاي مقاوم جانبی بر مرکز مقاومت منطبق می گردد.  بنـابراین بـا توجـه بـه

 

نحوه رفتار سازه در حین زلزله میزان لنگرهاي پیچشی ایجاد شده در حین زلزلـه تغییـر مـی نمایـد و

 

مراکز سختی ومقاومت نمایانگر وضعیت حدي این تغییرات درزمانیکـه سـازه در محـدوده خطـی یـا

 

غیرخطی (مصالح)رفتار می کند می باشد. پس می توان نتیجه گرفت که محل مراکز جـرم،سـختی

 

ومقاومت از پارامترهاي اصلی می باشند که رفتار سازه هاي نامتقارن را تحـت تـاثیر قـرار میدهنـد. از

 

 

 

پارامترهاي مهم دیگري که بر رفتارپیچشی سازه ها تاثیر می گذارند سختی ومقاومـت پیچشـی سـازه

 

وممان اینرسی جرمی طبقات می باشند.

 

دستورالعملها وآیین نامه هاي طراحی ساختمانها در برابر زلزله ضـوابط ویـژه اي بـراي طراحـی

 

سازه هاي نامتقارن دارند،   این دستورات در آیین نامه ها ي طراحی بـر اسـاس عملکـرد نیزبـا وجـود

 

تفاوت زیادي که این آیین نامه ها با آیین نامه هاي عادي طراحی لرزه اي ساختمانها دارند تکرار شده

 

اند.   این در حالی می باشد که این دستورات درطراحی هاي معمول وبراي سطح خطر وعملکـرد از پـیش

 

تعریف شده آیین نامه هاي معمول نیز داراي کاستی هایی می باشند.   با توجه بـه انتظـار رفتـار شـکل

 

پذیر ساختمانها پیش روی زلزله هاي متوسط وشدید که در آن با افـزایش نیرو هـاي داخلـی ، اعضـاي

 

مقاوم جاري شده ومقدار آن عملا در اعضا ثابت باقی می ماند، لذا خرابی عضو از آن پس با ظرفیـت

 

تغییر شکل پلاستیک آن (متناسب با ظرفیت شکل پذیري عضو)کنترل می گردد. پس طراحی سـازه

 

براي سطوح عملکرد متفاوت بطور طبیعی با طراحی بر اساس تغییر مکان همخوانی بیشتري نسبت به

 

روشهاي معمول طراحی براساس نیرو دارد.    لـذا در ایـن رابطـه روشـهاي طراحـی جدیـد بـر اسـاس

 

تغییرمکان توسعه داده شده اند. اما در این روشها هم عموما براي محاسبه مقاومت مـورد نیـاز عناصـر

 

باربر جانبی در طراحی سازه هاي جدید بایستی نیروي برش پایه بدست آمده وسـپس در طبقـات

 

وبین عناصر باربر جانبی توزیع گردند که مع مولا از روشهاي معمول آیین نامه هاي لرزه اي براي ایـن

 

مقصود بهره گیری می گردد.    ضوابط پیچشی آیین نامه ها بر این فرض اسـتوار اسـت کـه سـختی عناصـر

 

باربر جانبی براساس ابعاد هندسی آن قابل محاسبه می باشد ودر نتیجه در خلال تعیین مقاومت اعضـا

 

در سازه هایی که ابعاد هندسی ال مانهاي باربر جانبی ثابت می مانند محل مرکز سختی ثابت بـاقی مـی

 

ماند. نحوه رفتار المانها با این فرض در شکل (a -1) نشان داده شده می باشد مطالعات اخیر نشـان داده

 

می باشد که این فرض در مورد بخش قابل توجهی از المانها که امروزه در ساخت سـاختمانها بکـار مـی

 

طریقه معتبر نمی باشد . در این سري از المانها که از آنها با المانهاي نوع D  نام برده می گردد بـا تغییـر

 

مقاومت اما با فرض ثابت ماندن ابعاد،  عملا تغییرمکان حدجاري شدن المان دچـار تغییـرات جزئـی

 

شده ولذا این سختی المان می باشد که تابع میزان مقاومت وتغییرمکان حدجاري شدن می باشد. بنـابراین

 

در هنگام توزیع نیرو وتعیین مقاومت المانهاي باربرجانبی ، با تغییـر مرکـز مقا ومـت سـاختمان مرکـز

 

 

سختی المان نیزمتناسب با آن تغییرمی نماید.   نحوه رفتار اینگونه المانها در شـکل (b -1) نشـان داده

 

شده می باشد

 

شکل – (1-1) رفتار نیرو ـ تغییر مکان المانها

 

ساختمانهایی که با  در نظر داشتن عملکرد هاي متفاوتی که در سطوح خطر محتمل از آنهـا انتظـار مـی

 

رود دچار درجات متفاوتی از رفتارهاي غیر خطی می گردند ممکن می باشد بـراي آنهـا آرایـش مناسـب

 

مراکز سختی،مقاومت وجرم در هر سطح عملکرد متفاوت باشد. به عنوان نمونه زمانیکه سـاختمانی در

 

سطح خطرمشخص براي سطح  عملکرد سـکونت بـی وقفـه طراحـی مـی گـردد، در ایـن صـورت از

 

ساختمان انتظار رفتارغیرخطی قابل توجهی نمی رود و می توان انتظار داشت که مناسب ترین آرایـش

 

مراکز مقاومت، سختی وجرم آرایشی می باشد که در آن مرکز جرم برمرکز سختی منطبق گـردد. در حـالی

 

که احتمالا این آرایش براي ساختمانی که ازآن انتظار عملکرد ایمنی جانی می رود یعنی ساختمانی که

 

حین زلزله رفتار غیرخطی قابل ملاحظه از خود نشان میدهد مناسب نمی باشد. بطور کلی براي کنترل

 

عملکرد سازه، میزان خسارات وارده به ساختمان در حین زلزله محدود می گردد.  براي این منظـور از

 

پارامترهاي خسارت مختلف که شرایط خسارات سازه اي وغیر سازه اي را نشان می دهند بهره گیری می

 

گرددمعمولا. براي کنترل خسارات سازه اي از تغییرشکل یا دوران پلاستیک، تغییرمکان نسبی طبقـات

 

ویا از شکل پذیري بهره گیری مـی شـود.    بـراي کنتـرل میـزان خسـارات عناصـر غیـر سـازه اي نیـزاز

 

پارامترهایی نظیر تغییرمکان نسبی طبقات ویا شتاب طبقه بهره گیری می گردد. مانند عوامل دیگري که

 

برآرایش مناسب مرکز جرم، سختی ومقاومت تاثیر می گذارد نوع پارامترمورد بررسـی مـی باشـد. بـه

 

عنوان نمونه آرایشی که می تواند میزان شکل پذیري در عضو بحرانـی را بهبـود بخشـد لزومـا سـبب

 

بهبود پارامتر تغییرمکان نسبی بین طبقات نمی گردد.   رفتار پیچشی سازه ها معمولا بـه عوامـل متعـدد

 

وپارامترهاي متنوع که تابع مشخصات سازه می باشد بستگی دارد. زمانیکه مسـاله در محـدوده غیرخطـی

 

مورد مطالعه قرار می گیرد،تعداد پارامترهاي حاکم بر مساله افزایش می یابد.  این مساله با توجـه بـه

 

محدودیتهاي محاسباتی در گذشته سبب شده تا اکثر مطالعات پیچشی انجام شده برروي مدلهاي ساده

 

انجام گیرند. این مدلها معمولا یک طبقه وبا المانهاي مقاوم برشی در یک جهت می باشند ومطالعـات

 

کمتري برروي مدلهاي چند طبقه یا مدلهاي با سیستم مقاوم در هر دو جهت وتحت اثر نگاشـتهاي دو

 

مولفه اي انجام گرفته می باشد.  واضح می باشد که رفتارپیچشی سازه ممکن می باشد اثرات مخربی را بـر رفتـار

 

سازه در حین زلزله هاي شدید داشته باشد.   بـه دلیـل تعـداد زیـاد پارامترهـاي مـوثربر رفتـار پیچشـی

 

ساختمان هاي نامتقارن هنوز رفتار این نوع ساختمانها بـه طـور کامـل درك نشـده اسـت .  هـر چنـد

 

مطالعات نسبتا وسیعی در زمینه رفتار غیرخطی ساختمانهاي یک طبقه نامتقارن صـورت گرفتـه اسـت

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

 

1]،[2 اما هنوز نمی توان با اطمینان نتایج حاصل از این تحقیقات را به ساختمانهاي چندطبقه تعمیم

 

داد واز سوي دیگر مدلهاي عددي پیچیده ، روشی کاربردي براي پژوهش باشند.

 

با در نظر داشتن پیشرفت علم مهندسی زلزله در سالهاي اخیـر،  شـناخت فاکتورهـاي جدیـد طراحـی

 

ساختمانها نیاز به مطالعات بیشتري دارد.در  این زمینه بیشـترین تاکیـد در گسـترش طراحـی براسـاس

 

عملکرد خواهد بود که شامل حرکات زمین ومطالعات جدید تجربی وتحلیلی در مورد شناخت رفتـار

 

اجزاي ساختمان می باشدمحققین براساس مطالعاتی که بر روي اثرات زمین لرزه هایی همچون زمین

 

لرزه 6.7 ریشتري نورتریج در ایالات متحده در سال 1994 وزلزله 7.1  ریشتري لوما پریتا وهمچنین

 

زمین لرزه کوبه ژاپن در سال 1995وموارد دیگر انجام داده اند.  نظاره کردند سازه هایی که بـا آیـین

 

 

نامه هاي متداول طراحی شده اند ، از لحاظ تامین امنیت وسلامت جانی ساکنین ، عملکرد خـوبی از

 

خود نشان داده اند، اما بدلیل گستردگی خرابیهاي ساختمانها ، زیانهاي اقتصادي ومالی زیـادي بـه بـار

 

آمد.    این امر سبب گردید تا نیاز شدید به دستورالعملها وآیین نامه هایی که قابلیـت کنتـرل کـردن میـزان

 

خسارات در زلزله هاي متوسط را دارا باشند احساس گردد. در نتیجه مجموعه آیین نامه ها ودستورات

 

مبتنی  بر طراحی براساس عملکرد ایجاد شدند که به عنوان نمونـه مـی تـوان از دسـتورالعملهاي- 40

 

ATC،FEMA 356 نام برد. [3]

 

امروزه اعتقاد بر این می باشد که تنها در نظر گرفتن سطح عملکرد مصونیت جانی براي طـرح لـرزه

 

اي در نواحی فعال لرزه اي کافی نیست. در ضمن طرح لرزه اي را از نظرهاي دیگر، که همان هزینـه

 

هاي مرمت وزمان بازسازي کامل هستند بایستی مد نظر قرار داد.    از این رو در چنـد سـال اخیـر تـلاش

 

وتحقیقات بسیاري توسط محققین صورت گرفته تا راهکارها و روشهایی بـراي ارزیـابی دقیـق تـر از

 

رفتار سازه ارائه گردد ودر واقع بتوان سازه اي طراحی نمود که در برابر زلزله مشـخص، رفتـار معینـی

 

داشته باشد.

 

عملکرد سازه ها پیش روی زمین لرزه وسطوح مختلف عملکرد در برابر زلزله ها بـا سـطح خطـر

 

معین مبانی اصلی روش طراحی بر اساس عملکرد می باشند.  در آیین نامه طراحی ساختمانها در برابـر

 

زلزله (استاندارد (2800،ضوابط ومقرراتی براي طراحی واجـراي سـاختمانها در برابراثرهـاي ناشـی از

 

زلزله ارائه شده می باشد.»  بطور کلی با رعایت این آیین نامه انتظـارمی رود بـا حفـظ ایسـتایی سـاختمان

 

درزلزله هاي شدید (زلزله طرح)    تلفات جانی به حداقل برسـد ونیـز سـاختمان در برابـر زلزلـه هـاي

 

خفیف ومتوسط (زلزله سطح بهره برداري )   بدون وارد شدن آسیب عمده سـازه اي قـادر بـه مقاومـت

 

باشد«[19]

 

در استاندارد 2800  به مقصود تحلیل وطراحی سازه براي اهداف تعریف شـده، از روشـهاي خطـی

 

والاستیک بهره گیری می گردد که در آن پارامتر اصلی پاسخی که معیار کنترل سـازه واجـزاء آن در نظـر

 

گرفته شده،نیرو می باشد و  این در حالی می باشد که سـازه در هنگـام وقـوع زمـین لـرزه از خـود رفتـار

 

غیرخطی نشان می دهد. آیین نامه براي در نظر گرفتن این رفتار سازه وهمچنین اثرات حرکات زمـین

 

 

بر سازه از ضریب کاهش نیرو که به عنوان ضریب اصلاح پاسخ یا ضـریب رفتـارR نامیـده مـی شـود

 

بهره گیری می کند.

 

از کاربردهاي ضریب رفتار R  در این آیـین نامـه مـی تـوان تعیـین بـرش پایـه طراحـی، کنتـرل

 

تغییرمکان نسبی طبقات،  محاسبه بیشترین تغییرمکان غیر الاستیک مورد انتظـار بـر مبنـاي تغییرمکـان

 

الاستیک ناشی از نیروهاي طراحی وهمچنین محاسبه نیروهاي واقعی اجزایی از سازه که عامل کنتـرل

 

طراحی در آنها نیرو می باشد نام برد . اما می دانیم که ضریب رفتار Rبه عوامل متعدد وپیچیده زیادي

 

بستگی دارد وهمچنین معیار نیرو نمی تواند عملکرد واقعی سازه واجـزاي آنهـا ویـا میـزان خسـارت

 

وآسیب وارده را در حالت غیرخطی نشان دهد.

 

حال این سوال مطرح می گردد که آیا اهداف عملکر دي پیش بینـی شـده در اسـتاندارد 2800 بـا

 

در نظر داشتن سطوح خطر زمین لرزه ارائه شده در آن، براي ساختمانهایی که براسـاس ضـوابط ایـن آیـین

 

نامه طراحی می گردد تامین می گردد؟

 

در ایــن تحقیــق تــلاش مــی گــردد بــا اســتفاده از اصــول مهندســی زلزلــه بــر اســاس ســطح

 

عملکرد،وضعیت سطوح عملکردي ساختمانهاي نامتقارن که داراي مهاربند واگرا هسـتند ، تحـت اثـر

 

سطح خطر زمین لرزه نوع یک تعیین گردد.

 

 

 

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

تعداد صفحه : 175

قیمت : 14700تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :               [email protected]

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.

***  *** ***