پایان نامه اثرات نا منظمی های در رفتار لرزهای قابهای خمشی فولادی

پایان نامه اثرات نا منظمی های در رفتار لرزهای قابهای خمشی فولادی

چکیده :

امروزه  با ورود دستورالعملها و فلسفه  های جدید طراحی که  از معیار عملکردی برای طراحی سازه  استفاده  می  کنند، موضوع  بررسی رفتار لرزه  ای سازه  ها از اهمیت  قابل  توجهی برخوردار شده  است  که  در نتیجـه  تحقیقات  زیادی دراین  زمینه  در حال  انجام  می باشد.

رفتارساختمانهای نـامنظم  در زلزلـه  هـای گذشـته  نشـان  مـی دهـد کـه  رفتـار نامناسـبی درمقایسـه  بـا ساختمانهای منظم  داشته  اند . در این  راستا در پایان  نامه  حاضر به  بررسی رفتار لرزه  ای قابهـای خمشـی فولادی ویژه  با توزیع  نامنظم  جرم  در ارتفاع  پرداخته  شده  است  . این  ارزیابی با روشهای تحلیل  سـازه  ای خطی وغیـر خطـی همچـون  تحلیـل  هـای خطـی، اسـتاتیکی و دینـامیکی مـود ی  و تحلیـل  هـای غیـر خطی،استاتیکی و دینامیکی تاریخچه  زمانی و با کمک  نرم  افزارهای 9 Etabs ، Sap2000 انجام  گرفته  است . 

مقدمه :

امروزه  در جهان ، تعداد زیاد ی  از ساختمانها در هنگام  بهره  برداری با تغییر کـاربری مواجهـه  مـی گردنـد . مثًلا ممکن  است  درطبقات  بالاتر، ادارات  ویا انبارها بکار روند که  به  دنبـال  ایـن  تغییـر کـاربری هـا جـرم  طبقات  دچار تغییر می گردد. بنابراین  احتمال  نامنظمی جرم  در پلان  و طبقات  ساختمان  وجود دارد. برای بررسی سازه  های فوق  باید رفتار لرزه  ای آنها مدنظر قرار گیرد. از آنجایی که  روشهای مرسوم  تحلیل  و طراحی سازه  بر اساس  معیار نیرو هستند یک  ضعف  ع مده  را در برآورد لرزه  ای سازه  ایجاد می کنند بـه  عبارتی درمحدوده  ای که  سازه  به  صورت  خطی رفتار می کند . یعنی مدل رفتاری نیرو- تغییر مکان  برای سازه  خطی است  می توان  از معیارنیرو برای کنترل  اعضا استفاده  کرد . ولی از آنجا که  اغلب  سازه  هـا  بـه  خاطر ملاحظات  اقتصادی در هنگام  زلزله  وارد محدوده  غیر خطی می شوند. در این  محدوده  تغییرات  نیرو (مقاومت ) ناچیز می باشد و تغییر شکله ای (تغییر مکان  ها ) زیادی را ایجاد می کند . بنابراین  معیار تغییـر مکان  به  عنوان  مناسب  ترین  شاخص  رفتاری مطرح  می شود . به  همین  جهت  دستورالعملها کنترل  تغییر مکان  جانبی و تغییر مکان  نسبی طبقات  را برای اینگونه  بررسی ها ضروری می دانند. 

فهرست  مطالب

مطالب                                                                                       صفحه

فهرست  جداول                                                                             11

فهرست  شکل  ها                                                                          12

چکیده                                                                                       17

مقدمه                                                                                        18

فصل  اول : کلیات  تحقیق

١-١- عنوان                                                                                20

١-٢- بیان  مسئله                                                                           20

١-٣- هدف  از تحقیق                                                                     20

١-٤- فرضیات  اصلی تحقیق                                                            20

١-٥- بیشینۀ تحقیق                                                                         21

فصل  دوم  : مبنای نظری در مدلسازی و تحلیل  سازه  های نامنظم

٢-١- ساختمانهای نامنظم                                                                 23

٢-١-١- نامنظمی در پلان                                                                23

٢-١-٢- نامنظمی در ارتفاع                                                              24

٢-١-٣- نامنظمی مورد بررسی در این  پژوهش                                      25

٢-٢- قاب  خمشی فولادی ویژه  وکنترل  ضوابط  طراحی قاب  خمشی ویژه     25

٢-٢-١- رفتار ناشی از بار گرانشی                                                    26

٢-٢-٢- رفتار ناشی از بارهای جانبی                                                  26

٢-٢-٢-١- تغییر شکل  جانبی ناشی از خمش  طره  ای                             27

٢-٢-٢-٢- تغییر شکل  ناشی از خمش  تیرها و ستون  ها                           27

٢-٢-٢-٣- اثر ∆- P                                                                      28

٢-٢-٣- تغییر مکان  جانبی نسبی طبقات                                               29

٢-٢-٤- رفتار لرزه  ای قاب                                                             30

٢-٢-٥- طرح  سازه  های مقاوم  بر اساس  شکل  پذیری                            31

٢-٢-٥-١- ضریب  شکل  پذیری                                                        32

٢-٢-٥-٢-تعاریف  مختلف  شکل  پذیری از نگاه  آقای BERTERO            33

٢-٢-٦- طرح  لرزه  ای بر اساس  شکل  پذیری ویژه                               35

٢-٢-٦-١- مصالح  مصرفی                                                             35

٢-٢-٦-٢- حدود شکل  پذیری سازه                                                    35

٢-٢-٦-٣- معیارهای شکل  پذیری ویژه                                                35

٢- ٣- روشهای تحلیل  سازه                                                              38

٢-٣-١- تحلیل  خطی                                                                     38

٢-٣-١-١- تحلیل  استاتیکی معادل                                                      38

٢-٣-١-١-١- نیروی برش  پایه                                                         38

٢-٣-١-١-٢- توزیع  نیروی استاتیکی زلزله  درارتفاع  ساختمان                  41

٢-٣-١-١-٣- محاسبه  قابها در برابر واژگونی                                        41

٢-٣-١-٢- تحلیل  دینامیکی طیفی (خطی )                                            43

٢-٣-١-٢-١- مودهای نوسان                                                            44

٢-٣-١-٢-٢- پاسخ  سازه                                                                44

٢-٣-١-٢-٣-اصلاح  مقادیر بازتابها                                                    45

٢-٣-١-٢-٤- ترکیب  آثار مودها                                                        46

٢-٣-١-٢-٥- محاسبه  برش  طبقات                                                    46

٢-٣-٢- تحلیل  غیر خطی                                                                47

٢-٣-٢-١- رفتار غیر خطی اجزا سازه ای                                            47

٢-٣-٢-١-١-مدلسازی اعضا غیرخطی سازه                                          49

٢-٣-٢-١-٢-ظرفیت  اعضا در روش  غیرخطی                                     51

٢-٣-٢-١-٣-معیارهای پذیرش  اعضا                                                  55

٢-٣-٢-١-٤-سطوح  عملکردی                                                         55

٢-٣-٢-١-٥- اهداف  بهسازی                                                           60

٢-٣-٢-١-٦- سطوح   خطر لرزه  ای                                                  61

٢-٣-٢-٣- تحلیل  دینامیکی غیرخطی                                                  62

٢-٣-٢-٣-١ معادلات  تعادل  جهشی                                                   65

٢-٣-٢-٣-٢- روش  انتگرال  گیری مستقیم  به  روش  شتاب  خطی              66

٢-٣-٢-٣-٣- روش  نیومارک                                                           68

٢-٣-٢-٢- هدف  از تحلیل  استاتیکی غیر خطی                                      71

٢-٣-٢-٢ - ١- محدوده  روش  های غیر خطی                                       72

٢-٣-٢-٢-٢- مدلسازی                                                                   73

٢-٣-٢-٢-٣- روش  تحلیل  استاتیکی غیرخطی                                      73

٢-٣-٢-٢-٤- بارگذاری                                                                  74

٢-٣-٢-٢-٥-تغییر مکان  هدف                                                          77

٢-٣-٢-٢-٦- محدودیت های تحلیل  استاتیکی غیر خطی                            84

فصل  سوم :  معرفی سازه  مورد بررسی وتبیین  مدل  ریاضی آنها

٣-١- معرفی مدل  ها                                                                     87

٣-٢- تیپ  بندی مقاطع                                                                   88

٣-٣- بارگذاری ثقلی                                                                      94

٣-٤-معرفی مفاصل  پلاستیک  و نحوه  تحلیل  غیر خطی                          94

٣-٤-١- معرفی مفاصل  پلاستیک                                                      94

٣-٤-٢-نحوه  تحلیل  غیر خطی                                                         96

٣-٤-٢-١- نحوه  تحلیل  استاتیکی غیر خطی                                          96

٣-٤- ٢-٢ - نحوه  انجام  تحلیل  دینامیکی غیرخطی تاریخچه  زمانی             98

٣-٤-٢-٢-١-  نحوه  اعمال  رکورد زلزله                                             98

٣-٤-٢-٢-٢- تعاریف  پارامترهای تحلیل  دینامیکی غیرخطی تاریخچه  زمانی 98

٣-٥- شتاب  نگاشتها و نحوه  همپایه  کردن  شتاب  نگاشتها                        105

٣-٥-١- مشخصه  حرکت  زمین                                                        105

٣-٥-٢- روشهای تصحیح  شتاب  نگاشتها                                            106

٣-٥-٣- همپایه  کردن  شتاب  نگاشتها                                                 110

فصل  چهارم : بررسی شکلها و مقایسه  نتایج

٤-١ – معیارهای مورد بررسی                                                         115

٤-٢-  تحلیل  استاتیکی خطی                                                            116

٤-٣- تحلیل  دینامیکی خطی مدی                                                      122

٤-٣- ١- تغییر مکان  نسبی بین  طبقه  ای و برش  طبقات                          122

٤-٣- ٢- زمان  تناوب                                                                   128

٤-٣- ٣- شکل  مدی                                                                      130

٤-٣- ٣- ضریب  مشارکت  جرمی                                                    135

٤-٤- تحلیل  دینامیکی غیرخطی                                                        137

٤-٤-١ - سازه  ٦ طبقه                                                                  137

٤-٤-٢- تغییر مکان  نسبی متوسط  سازه  ٦ طبقه                                    146

٤-٤-٣ - سازه  ١٢ طبقه                                                                148

٤-٤-٤-تغییر مکان  نسبی متوسط  سازه  ١٢ طبقه                                   157

٤-٤-٥ - سازه  ١٨ طبقه                                                                159

٤-٤-٦- تغییر مکان  نسبی متوسط  سازه  ١٨ طبقه                                  168

٤-٤-٧ - سازه  ٢٤ طبقه                                                                 170

٤-٤-٨- تغییر مکان  نسبی متوسط  سازه  ٢٤ طبقه                                 179

٤-٤-٩ – تغییرمکان  نسبی متوسط  کلیه  سازه  ها                                    181

٤-٥- تحلیل  استاتیکی غیر خطی                                                        183

٤-٥- ١- توزیع  مفاصل  پلاستیک                                                     183

٤-٥-١-١- سازه  ٦ طبقه                                                                183

٤-٥-١-٢-١- توزیع  متناسب  با نیروی استاتیکی                                    187

٤-٥-١-١-٢- توزیع  متناسب  با نسبت  جرمی                                       189

٤-٥-١-٢ - سازه  ١٢ طبقه                                                             195

٤-٥-١-٢-١- توزیع  متناسب  با نیروی استاتیکی                                    195

٤-٥-١-٢-٢- توزیع  متناسب  با نسبت  جرمی                                       200

٤-٥-١-٣ - سازه  ١٨ طبقه                                                             206

٤-٥-١-٣-١- توزیع  متناسب  با نیروی استاتیکی                                    206

٤-٥-١-٣-٢- توزیع  متناسب  با نسبت  جرمی                                       212

٤-٥-١-٤ - سازه  ٢٤ طبقه                                                             218

٤-٥-١-٤-١- توزیع  متناسب  با نیروی استاتیکی                                    218

٤-٥-١-٤-٢- توزیع  متناسب  با نسبت  جرمی                                       224

٤-٥-٢- برش  پایه  تغییر مکان  بام                                                    230

٤-٥-٢-١- سازه  ٦ طبقه                                                                 230

٤-٥-٢-١-١- توزیع  متناسب  با نیروی استاتیکی                                    230

٤-٥-٢-١-٢- توزیع  متناسب  با نسبت  جرمی                                       230

٤-٥-٢-٢- سازه  ١٢ طبقه                                                              230

٤-٥-٢-٢-١- توزیع  متناسب  با نیروی استاتیکی                                    230

٤-٥-٢-٢-٢- توزیع  متناسب  با نسبت  جرمی                                       230

٤-٥-٢-٣- سازه  ١٨ طبقه                                                               231

٤-٥-٢-٣-١- توزیع  متناسب  با نیروی استاتیکی                                    231

٤-٥-٢-٣-٢- توزیع  متناسب  با نسبت  جرمی                                       231

٤-٥-٤-٢- سازه  ٢٤ طبقه                                                              231

٤-٥-٢-٤-١- توزیع  متناسب  با نیروی استاتیکی                                    231

٤-٥-٢-٤-٢- توزیع  متناسب  با نسبت  جرمی                                       231

٤-٦- ضریب  رفتار                                                                      232

فصل  پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات

٥-١-جمع بندی نتایج                                                                     237

٥-٢- پیشنهادات                                                                           242

مراجع  فارسی                                                                            243

مراجع  لاتین                                                                              243

چکیده  لاتین                                                                               244