Get a site

پایان نامه بررسی روش های تحلیل غیرخطی در ارزیابی لرزه ای قاب فولادی با سیستم ترکیبی خمشی و مهاربند ضربدری

پایان نامه رشته عمران

گرایش : سازه

وزارت علوم، تحقیقات فناوری

دانشگاه علوم و فنون مازندران

موضوع:

بررسی روش های تحلیل غیرخطی در ارزیابی لرزه ای قاب فولادی با سیستم ترکیبی خمشی و مهاربند ضربدری

چکیده:
موضوع تحقیق حاضر بررسی سطح عملکرد و میزان دقت روش های مبتنی بر تحلیل استاتیکی غیر خطی و نیاز مقاوم سازی ساختمانهای فولادی با سیستم دوگانه قاب خمشی با مهاربند ضربدریو مهاربند ۷ شکلهمگراطراحی شده با آیین نامه ۲۸۰۰ زلزله ایران(ویرایش سوم) به وسیله دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود بر اساس هدف بهسازی مورد نیاز برای این ساختمانها می باشد.
به این منظور پلان هایی با تعداد طبفات ۴، ۸و ۱۶ انتخاب شده و توسط آیین نامه ۲۸۰۰ زلزله ایران به روش استاتیکی معادل طراحی می شود. قاب بحرانی این ساختمانها تحت بهسازی مبنا و با دو روش استاتیکی غیرخطی و دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی تحت شتاب نگاشت های مختلف به کمک نرافزار های ETABSو SAP2000ver12تحلیل و مطابق با دستورالعمل بهسازی لرزه ای کنترل می -گردد.
در نهایت در مورد ساختمانهای طراحی شده با آیین نامه ۲۸۰۰ بدین نحو نتیجه گیری می شود که تحلیل استاتیکی غیر خطی از دقت کافی در قیاس با تحلیل دینامیکی غیر خطی بر خوردار نیست.

فهرست

۱-فصل اول:کلیات. ۲
۱-۱- لزوم انجام تحلیل های غیرخطی ۲
۱-۲- موضوع پایان نامه . ۲
۲- فصل دوم: مروری بر مفاهیم ومبانی بهسازی لرزه ای ساختمان. ۵
۲-۱- مقدمه. ۵
۲-۲- مروری بر مقدمات بهسازی لرزه ای ۵
۲-۲-۱- هدفهای بهسازی ۶
۲-۲- ۱-۱- بهسازی مبنا ۶
۲-۲-۱-۲ – بهسازی مطلوب ۶
۲-۲-۱-۳- بهسازی ویژه ۶
۲-۲-۱-۴ – بهسازی محدود ۶
۲-۲-۱-۵ ـ بهسازی موضعی ۷
۲-۲-۲- سطوح عملکرد ساختمان ۷
۲-۲-۲-۱- سطوح عملکرد اجزای سازه ای. ۷
۲-۲-۳- تحلیل خطر زلزله و طیف طراحی. ۹
۲-۲-۳-۱- تعریف سطوح خطر زلزله. ۹
۲-۲-۳-۲- طیف طرح استاندارد ۹
۲-۳- مروری بر روش های تحلیلی و معیارهای پذیرش دستورالعمل مقاوم سازی ۱۰
۱-۳-۱- مدلسازی. ۱۰
۱-۳-۱-۱- فرضیات اولیه ۱۰
۲-۳-۱-۲- اعضای اصلی و غیر اصلی. ۱۱
۲-۳-۱-۳- طبقه بندی اجزای کنترل شونده توسط تغییر شکل و نیرو در سازه های فولادی و بتنی. ۱۱
۲-۳-۱-۳-پیچش ۱۲
۲-۳-۱-۳-۱- پیچش واقعی. ۱۳
۲-۳-۱-۳-۲- پیچش اتفاقی. ۱۳
۲-۳-۱-۴- دیافراگم ها ۱۳
۲-۳-۱-۵- اثرات P − Δ ۱۳
۲-۳-۱-۶- ترکیب بارگذاری ثقلی و جانبی ۱۴
۲-۳- ۲ ـ روش های تحلیل سازه. ۱۴
۲-۳-۲ – ۱- تحلیل استاتیکی خطی. ۱۴
۲-۳ – ۲ -۲ – تحلیل دینامیکی خطی. ۱۵
۲-۳ – ۲ -۳- تحلیل استاتیکی غیر خطی. ۱۶
۲-۳ -۲-۳-۱- ملاحظات خاص مدلسازی و تحلیل. ۱۶
۲-۳ -۲ -۳-۱-۱- کلیات ۱۶
۲-۳-۲-۳-۱-۲- نقطه ی کنترل. ۱۷
۲-۳-۲-۳-۱-۳- توزیع بار جانبی. ۱۷
۲-۳-۲-۳-۱-۴- مدل رفتار دوخطی نیرو– تغییرمکان سازه. ۱۸
۲ -۳ – ۲-۳ – ۵-محاسبه ی زمان تناوب اصلی موثر ۱۹
۲-۳- ۲-۳- ۲- برآورد نیروها و تغییرشکلها ۱۹
۲-۳-۲-۳- ۲– ۱- ساختمان با دیافراگم صلب ۲۰
۲-۳-۲-۴- تحلیل دینامیکی غیر خطی. ۲۳
۲-۳-۳- معیارهای پذیرش. ۲۳
۲-۳-۳-۱- معیارهای پذیرش روش­های غیر خطی. ۲۳
۲-۴- روش طیف ظرفیت ۲۹
۲-۵- تهیه طیف های ظرفیت و نیاز در فرمت ADRS. 29
۳-۱- مقدمه. ۳۷
۳-۲- تعاریف مدل های اولیه. ۳۷
۳-۳- بارگذاری ثقلی ۴۲
۳-۴- بارگذاری لرزه ای ۴۲
۳-۵- مدل سازی. ۴۴
۳-۶- تحلیل. ۴۴
۳-۷- طراحی. ۴۵
۳-۸- معرفی شیوه تحلیل  در پروژه۴۵
۳-۸-۱- تحلیل استاتیکی غیرخطی. ۴۵.
۳-۸-۲- هدف بهسازی ۴۶
۳-۸-۳- توزیع بار جانبی در تحلیل استاتیکی غیرخطی ۴۶
۳-۸-۳-۱- معرفی و اختصاص مفاصل پلاستیک. ۴۷
۳-۸-۴- تعیین تغییرمکان هدف به روش ضرایب تغییرمکان.۵۱
۳-۹- تحلیل دینامیکی غیرخطی ۵۱
۳-۱۰- ملاحظات خاص مدلسازی و تحلیل ۵۴
۳-۹-۱- تحلیل به روش دینامیکی غیرخطی ۵۵
۳-۹-۲- شتاب نگاشت های مورد استفاده در آنالیز دینامیکی غیرخطی. ۵۵
۳-۶-۲-۱- هم­پایه کردن PGA. 55
۳-۶-۲-۲- هم­پایه کردن طیف ۵۶

۴-۱- مقدمه. ۵۷

فهرست

۴-۲- تعیین تغییرمکان هدف به روش ضرایب تغییرمکان. ۵۷
۴-۳- تعیین تغییرمکان هدف به روش طیف ظرفیت ۵۸
۴-۴- منحنی ظرفیت سازه ها ۶۰
۴-۵- تحلیل به روش دینامیکی غیرخطی ۶۲
۴-۵-۱- شتاب نگاشت های مورد استفاده در آنالیز دینامیکی غیرخطی. ۶۳
۴-۵-۲- همپایه کردن PGA 63
۴-۵-۳- همپایه کردن طیف. ۶۴
۴-۵-۴- مقادیر ماکزیمم تغییرمکان در نقطه کنترل. ۶۶
۴-۵-۵- تغییرمکان نسبی طبقات در تحلیل دینامیکی غیرخطی ۷۰
۴-۶- ارزیابی عملکرد سازه ها. ۷۲
۴-۶-۱- معیار کنترل عملکرد سازه ها ۷۲
۴-۶-۲- تعیین سطح عملکرد در تحلیل استاتیکی غیر خطی ۷۲
۴-۶-۳-تعیین سطح عملکرد در تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه ۷۳
۵-۱- نتایج. ۷۸
۵-۲- پیشنهاد هایی برای تحقیقات آتی. ۷۹
مراجع. ۸۰
فهرست جداول
جدول(۲- ۱) : طبقه بندی اجزای کنترل شونده توسط نیرو و تغییر شکل در قابهای مهاربندی فولادی ۱۲
جدول (۲-۲): مقدار ضریب C0 21
جدول (۲-۳): مقادیر ضریب C2 22
جدول( ۲-۴ ) پارامترهای مدل سازی و معیارهای کمی پذیرش برای روش غیر خطی اجزای سازه ای فولادی ۲۵
جدول(۲-۵) پارامترهای مدل سازی و معیارهای کمی پذیرش برای روش های غیر خطی اجزای سازه ای فولادی ۲۸
جدول(۲-۶): تعیین نوع سازه. ۳۳
جدول(۲-۷): تعیین مقادیرk 33
جدول(۲-۸):مقادیر حداقل SR. 34
جدول (۳-۱): مقادیر بارهای زنده و مرده در بارگذاری ثقلی ۴۲
جدول(۳-۲): پارامترهای مورد استفاده در بارگذاری لرزه ای ساختمان ۴ طبقه. ۴۳
جدول(۳-۳):پارامترهای مورد استفاده در بارگذاری لرزه ای ساختمان ۸ طبقه. ۴۳
جدول(۳-۴):پارامترهای مورد استفاده در بارگذاری لرزه ای ساختمان۱۲ طبقه. ۴۴
جدول(۴-۱): تغییرمکان هدف به روش ضرایب تغییرمکان مطابق با دستورالعمل بهسازی لرزه ای ۵۸
جدول(۴-۲): تغییرمکان هدف به روش طیف ظرفیت مطابق با تفسیر دستورالعمل بهسازی لرزه ای ۵۹
جدول(۴-۳): مقادیر ماکزیمم تغییرمکان نسبی در تحلیل pushover. 62
جدول(۴-۴): شتاب نگاشت ها و ضرایب مقیاس مورد استفاده در تحلیل دینامیکی غیرخطی ۶۶
جدول(۴-۵): مقادیر ماکزیمم تغییرمکان در نقطه کنترل برای هر ساختمان طی۳ شتاب نگاشت. ۶۸
جدول(۴-۶): مقادیر ماکزیمم تغییرمکان نسبی به ازای هر زلزله و ساختمان ۷۱
جدول (۴-۷): تعیین سطح عملکرد در روش های طرح بهسازی (۴ Story). 73
جدول (۴-۸): تعیین سطح عملکرد در روش های طرح بهسازی (۸ Story). 74
جدول (۴-۹): تعیین سطح عملکرد در روش های طرح بهسازی (۱۶ Story). 74
جدول (۴-۱۰): تعیین سطح عملکرد نمونه ها در تحلیل دینامیکی غیرخطی با بکارگیری ۳ شتاب نگاشت. ۷۵

 فهرست شکل

شکل( ۲-۱): منحنی ساده شده نیرو- تغییرمکان[۱]. ۲۰
شکل(۲-۲):طیف ارتجاعی در دستگاه مختصات تغییرمکان و شتاب ۳۱
شکل(۲-۳): تقریب منحنی ظرفیت سازه به صورت دوخطی. ۳۲
شکل(۲-۴): منحنی هیسترزیس رفتار سازه. ۳۳
شکل(۲-۵): طیفADRS کاهش یافته. ۳۴
شکل(۲-۶): تعیین حداکثر تغییرمکان سازه[۲] ۳۵.
شکل (۳-۱): پلان مدل های طراحی شده ۳۸
شکل (۳-۲): نحوه قرار گرفتن مهاربندها در دهانه ۱و۵. ۳۹
شکل (۳-۳):نحوه قرار گرفتن بادبند در دهانه A,E. 40
شکل (۳-۴): نمای سه بعدی ساختمان ۴ طبقه ۴۱
شکل(۵-۳): پنجره تعریف الگوی توزیع بار جانبی در تحلیل استاتیکی غیر خطی ۴۷
شکل(۶-۳)- پنجره های مربوط به تعریف مشخصات مفصلی ۴۸
شکل (۷-۳):منحنی نیرو- تغییرمکان. ۴۹
شکل (۸-۳):منحنی لنگر- دوران. ۴۹
شکل (۹-۳):منحنی نیرو- تغییرمکان. ۵۰
شکل(۱۰-۳): منحنی تغییرشکل پلاستیک ۵۱
شکل(۴-۱): تعیین نقطه عملکرد به روش طیف ظرفیت ۵۹
شکل(۴-۲): مقایسه تغییرمکان هدف در روش های ظرایب تغییرمکان و طیف ظرفیت. ۶۰
شکل(۴-۳): منحنی ظرفیت برای سازه ۴ طبقه تحت الگوهای بارگذاری جانبی(push2). 61
شکل(۴-۵): شتاب نگاشت زلزله Kobe. 64
شکل(۴-۶): شتاب نگاشت زلزله Northridge. 64
شکل(۴-۷): شتاب نگاشت زلزله بم. ۶۵
شکل(۴-۸): پنجره معرفی حالت بارگذاری تاریخچه زمانی. ۶۷
شکل(۴-۹): نمودار تغییر مکان بام مدل ۴ طبقه تحت زلزله بم. ۶۸
فصل اول:کلیات
۱-۱- لزوم انجام تحلیل های غیرخطی
با توجه به اینکه اکثر سازه های متداول در هنگام زلزله وارد ناحیه غیرخطی شده واز خود رفتار غیرارتجاعی نشان می دهند لذا با بهره گرفتن از روش های مرسوم و سنتی آیین نامه ها که بر پایه تحلیل های خطی استوار است نمی توان کنترلی بر رفتار سازه پس از ورود آن به ناحیه غیر ارتجاعی داشت. از طرف دیگر تحلیل دینامیکی غیرخطی که اغلب به عنوان دقیق ترین روش در بررسی رفتار سازه ها در حین زلزله از آن یاد می شود، به علت پرهزینه و وقت گیر بودن، نمی تواند مناسب برای مسایل کاربردی و مهندسی باشد. در این میان ایده­­ تحلیل استاتیکی غیرخطی بارافزون مطرح شده است که ضمن اینکه مشکلات و پیچیدگی های روش دینامیکی غیر خطی را ندارد، می تواند با تقریب قابل قبولی رفتار سازه را در ناحیه غیرارتجاعی مورد ارزیابی قرار دهد. تحلیل استاتیکی غیرخطی پایه روش طراحی بر اساس عملکرد می باشد. طراحی براساس عملکرد درحقیقت به روشی اطلاق می شود که در آن معیار طراحی سازه به صورت دستیابی به یک رفتار و عملکرد هدف تشریح می شود. این روش تقابلی است با معیار طراحی سازه های مرسوم که در آن معیار طراحی سازه تنها با محدودکردن نیروهای اعضاء که ناشی از اعمال مقادیر مشخصی از بارهای طراحی می باشند تعریف می گردد. در این روش با سطح بندی خطر زمین لرزه به کارفرما این اختیار داده می شود تا میزان خطر پذیری را برای طراح سازه انتخاب کند. از سوی دیگر با قابل پیش بینی شدن رفتار سازه با خطر پذیری معین می توان نسبت به کاربری و آسیب پذیری سازه پس از زلزله تصمیم گرفت.
۱-۲- موضوع پایان نامه
در جریان یک پروژه بهسازی، در ابتدا نیاز به جمع آوری اطلاعات از سازه موجود می باشد، در ادامه لازم است سازه مورد نظر به طریقی مدل سازی و تحلیل شود، تا رفتار و عملکرد سازه هنگام زلزله مشخص گردد. حال برای
کنترل نتایج به دست آمده نیاز به معیارهای خاصی می باشد تا در نهایت لزوم یا عدم لزوم به بهسازی برای ساختمان های موجود مشخص شود و پس از انجام کلیه این اقدامات و با در نظر گرفتن نتایج حاصل و در صورت نیاز به بهسازی، روش اجرایی بهسازی تعیین گردد.
با توجه به مطالب بیان شده و آغاز اقدامات مورد نیاز جهت بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود در کشور، دستورالعملی توسط سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور تهیه شده است که مبنای مطالعات بهسازی ساختمان- ها قرار گیرد. این دستورالعمل با بهره گرفتن از آیین نامه ای است که اخیراً در آمریکا جهت بهسازی ساختمان ها تدوین و توصیه شده است. این آیین نامه از طرف انجمن مهندسین عمران امریکا (ASCE) و آژانس مدیریت بحران فدرال (FEMA) تهیه شده و تحت عنوانFEMA440& FEMA356 & FEME273 منتشر گردیده است.
هدف اصلی این پایان نامه ارزیابی کارایی شیوه های تعیین سطح عملکرد سازه، مطرح شده در دستورالعمل بهسازی لرزه در برآورد سطح عملکرد ساختمان فولادی دارای سیستم دوگانه مهاربند ضربدری و قاب خمشی می باشد. در واقع میزان دقت تحلیل استاتیکی با تحلیل دینامیکی غیرخطی مقایسه می گردد. همچنین به این پرسش پاسخ داده می شود که ساختمان طراحی شده با آیین نامه ۲۸۰۰ ویرایش سوم در چه سطحی از عملکرد بر اساس ضوابط دستورالعمل بهسازی لرزه ای قرار می گیرد و آیا این که ساختمان مورد نظر هدف آیین نامه ۲۸۰۰ را برآورده می کند. روش کار در پایان نامه به این گونه است که سه ساختمان متقارن و منظم۴، ۸، ۱۶ طبقه فولادی سیستم دوگانه قاب خمشی – مهاربند ضرب دری و مهاربند ۷ شکل  ، با نرم افزار ETABS به صورت سه بعدی (۳D) بر اساس آیین نامه ۲۸۰۰ ویرایش سوم، و بر روی خاک نوع ۲ در برابر زلزله طراحی شده اند. سپس این سه ساختمان به همان صورت سه بعدی در نرم افزار ETABSver9 تحلیل استاتیکی غیر خطی بارافزون (Pushover) گشته و نتایج حاصل از آن با تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی مدل ها در نرم افزار SAP2000ver12 مورد مقایسه قرار گرفته اند.

<br
/>
تعداد صفحه : ۹۲
قیمت : ۱۴۷۰۰ تومان</br

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 :        *       [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.