پايان نامه اثرات نا منظمي هاي در رفتار لرزهاي قابهاي خمشي فولادي

پايان نامه اثرات نا منظمي هاي در رفتار لرزهاي قابهاي خمشي فولادي

چكيده :

امروزه  با ورود دستورالعملها و فلسفه  هاي جديد طراحي كه  از معيار عملكردي براي طراحي سازه  استفاده  مي  كنند، موضوع  بررسي رفتار لرزه  اي سازه  ها از اهميت  قابل  توجهي برخوردار شده  است  كه  در نتيجـه  تحقيقات  زيادي دراين  زمينه  در حال  انجام  مي باشد.

رفتارساختمانهاي نـامنظم  در زلزلـه  هـاي گذشـته  نشـان  مـي دهـد كـه  رفتـار نامناسـبي درمقايسـه  بـا ساختمانهاي منظم  داشته  اند . در اين  راستا در پايان  نامه  حاضر به  بررسي رفتار لرزه  اي قابهـاي خمشـي فولادي ويژه  با توزيع  نامنظم  جرم  در ارتفاع  پرداخته  شده  است  . اين  ارزيابي با روشهاي تحليل  سـازه  اي خطي وغيـر خطـي همچـون  تحليـل  هـاي خطـي، اسـتاتيكي و دينـاميكي مـود ي  و تحليـل  هـاي غيـر خطي،استاتيكي و ديناميكي تاريخچه  زماني و با كمك  نرم  افزارهاي 9 Etabs ، Sap2000 انجام  گرفته  است . 

مقدمه :

امروزه  در جهان ، تعداد زياد ي  از ساختمانها در هنگام  بهره  برداري با تغيير كـاربري مواجهـه  مـي گردنـد . مثًلا ممكن  است  درطبقات  بالاتر، ادارات  ويا انبارها بكار روند كه  به  دنبـال  ايـن  تغييـر كـاربري هـا جـرم  طبقات  دچار تغيير مي گردد. بنابراين  احتمال  نامنظمي جرم  در پلان  و طبقات  ساختمان  وجود دارد. براي بررسي سازه  هاي فوق  بايد رفتار لرزه  اي آنها مدنظر قرار گيرد. از آنجايي كه  روشهاي مرسوم  تحليل  و طراحي سازه  بر اساس  معيار نيرو هستند يك  ضعف  ع مده  را در برآورد لرزه  اي سازه  ايجاد مي كنند بـه  عبارتي درمحدوده  اي كه  سازه  به  صورت  خطي رفتار مي كند . يعني مدل رفتاري نيرو- تغيير مكان  براي سازه  خطي است  مي توان  از معيارنيرو براي كنترل  اعضا استفاده  كرد . ولي از آنجا كه  اغلب  سازه  هـا  بـه  خاطر ملاحظات  اقتصادي در هنگام  زلزله  وارد محدوده  غير خطي مي شوند. در اين  محدوده  تغييرات  نيرو (مقاومت ) ناچيز مي باشد و تغيير شكله اي (تغيير مكان  ها ) زيادي را ايجاد مي كند . بنابراين  معيار تغييـر مكان  به  عنوان  مناسب  ترين  شاخص  رفتاري مطرح  مي شود . به  همين  جهت  دستورالعملها كنترل  تغيير مكان  جانبي و تغيير مكان  نسبي طبقات  را براي اينگونه  بررسي ها ضروري مي دانند. 

فهرست  مطالب

مطالب                                                                                       صفحه

فهرست  جداول                                                                             11

فهرست  شكل  ها                                                                          12

چكيده                                                                                       17

مقدمه                                                                                        18

فصل  اول : كليات  تحقيق

١-١- عنوان                                                                                20

١-٢- بيان  مسئله                                                                           20

١-٣- هدف  از تحقيق                                                                     20

١-٤- فرضيات  اصلي تحقيق                                                            20

١-٥- بيشينۀ تحقيق                                                                         21

فصل  دوم  : مبناي نظري در مدلسازي و تحليل  سازه  هاي نامنظم

٢-١- ساختمانهاي نامنظم                                                                 23

٢-١-١- نامنظمي در پلان                                                                23

٢-١-٢- نامنظمي در ارتفاع                                                              24

٢-١-٣- نامنظمي مورد بررسي در اين  پژوهش                                      25

٢-٢- قاب  خمشي فولادي ويژه  وكنترل  ضوابط  طراحي قاب  خمشي ويژه     25

٢-٢-١- رفتار ناشي از بار گرانشي                                                    26

٢-٢-٢- رفتار ناشي از بارهاي جانبي                                                  26

٢-٢-٢-١- تغيير شكل  جانبي ناشي از خمش  طره  اي                             27

٢-٢-٢-٢- تغيير شكل  ناشي از خمش  تيرها و ستون  ها                           27

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

٢-٢-٣- تغيير مكان  جانبي نسبي طبقات                                               29

٢-٢-٤- رفتار لرزه  اي قاب                                                             30

٢-٢-٥- طرح  سازه  هاي مقاوم  بر اساس  شكل  پذيري                            31

٢-٢-٥-١- ضريب  شكل  پذيري                                                        32

٢-٢-٥-٢-تعاريف  مختلف  شكل  پذيري از نگاه  آقاي BERTERO            33

٢-٢-٦- طرح  لرزه  اي بر اساس  شكل  پذيري ويژه                               35

٢-٢-٦-١- مصالح  مصرفي                                                             35

٢-٢-٦-٢- حدود شكل  پذيري سازه                                                    35

٢-٢-٦-٣- معيارهاي شكل  پذيري ويژه                                                35

٢- ٣- روشهاي تحليل  سازه                                                              38

٢-٣-١- تحليل  خطي                                                                     38

٢-٣-١-١- تحليل  استاتيكي معادل                                                      38

٢-٣-١-١-١- نيروي برش  پايه                                                         38

٢-٣-١-١-٢- توزيع  نيروي استاتيكي زلزله  درارتفاع  ساختمان                  41

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

٢-٣-١-٢- تحليل  ديناميكي طيفي (خطي )                                            43

٢-٣-١-٢-١- مودهاي نوسان                                                            44

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

٢-٣-١-٢-٣-اصلاح  مقادير بازتابها                                                    45

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

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

٢-٣-٢- تحليل  غير خطي                                                                47

٢-٣-٢-١- رفتار غير خطي اجزا سازه اي                                            47

٢-٣-٢-١-١-مدلسازي اعضا غيرخطي سازه                                          49

٢-٣-٢-١-٢-ظرفيت  اعضا در روش  غيرخطي                                     51

٢-٣-٢-١-٣-معيارهاي پذيرش  اعضا                                                  55

٢-٣-٢-١-٤-سطوح  عملكردي                                                         55

٢-٣-٢-١-٥- اهداف  بهسازي                                                           60

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

٢-٣-٢-٣- تحليل  ديناميكي غيرخطي                                                  62

٢-٣-٢-٣-١ معادلات  تعادل  جهشي                                                   65

٢-٣-٢-٣-٢- روش  انتگرال  گيري مستقيم  به  روش  شتاب  خطي              66

٢-٣-٢-٣-٣- روش  نيومارك                                                           68

٢-٣-٢-٢- هدف  از تحليل  استاتيكي غير خطي                                      71

٢-٣-٢-٢ - ١- محدوده  روش  هاي غير خطي                                       72

٢-٣-٢-٢-٢- مدلسازي                                                                   73

٢-٣-٢-٢-٣- روش  تحليل  استاتيكي غيرخطي                                      73

٢-٣-٢-٢-٤- بارگذاري                                                                  74

٢-٣-٢-٢-٥-تغيير مكان  هدف                                                          77

٢-٣-٢-٢-٦- محدوديت هاي تحليل  استاتيكي غير خطي                            84

فصل  سوم :  معرفي سازه  مورد بررسي وتبيين  مدل  رياضي آنها

٣-١- معرفي مدل  ها                                                                     87

٣-٢- تيپ  بندي مقاطع                                                                   88

٣-٣- بارگذاري ثقلي                                                                      94

٣-٤-معرفي مفاصل  پلاستيك  و نحوه  تحليل  غير خطي                          94

٣-٤-١- معرفي مفاصل  پلاستيك                                                      94

٣-٤-٢-نحوه  تحليل  غير خطي                                                         96

٣-٤-٢-١- نحوه  تحليل  استاتيكي غير خطي                                          96

٣-٤- ٢-٢ - نحوه  انجام  تحليل  ديناميكي غيرخطي تاريخچه  زماني             98

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

٣-٤-٢-٢-٢- تعاريف  پارامترهاي تحليل  ديناميكي غيرخطي تاريخچه  زماني 98

٣-٥- شتاب  نگاشتها و نحوه  همپايه  كردن  شتاب  نگاشتها                        105

٣-٥-١- مشخصه  حركت  زمين                                                        105

٣-٥-٢- روشهاي تصحيح  شتاب  نگاشتها                                            106

٣-٥-٣- همپايه  كردن  شتاب  نگاشتها                                                 110

فصل  چهارم : بررسي شكلها و مقايسه  نتايج

٤-١ – معيارهاي مورد بررسي                                                         115

٤-٢-  تحليل  استاتيكي خطي                                                            116

٤-٣- تحليل  ديناميكي خطي مدي                                                      122

٤-٣- ١- تغيير مكان  نسبي بين  طبقه  اي و برش  طبقات                          122

٤-٣- ٢- زمان  تناوب                                                                   128

٤-٣- ٣- شكل  مدي                                                                      130

٤-٣- ٣- ضريب  مشاركت  جرمي                                                    135

٤-٤- تحليل  ديناميكي غيرخطي                                                        137

٤-٤-١ - سازه  ٦ طبقه                                                                  137

٤-٤-٢- تغيير مكان  نسبي متوسط  سازه  ٦ طبقه                                    146

٤-٤-٣ - سازه  ١٢ طبقه                                                                148

٤-٤-٤-تغيير مكان  نسبي متوسط  سازه  ١٢ طبقه                                   157

٤-٤-٥ - سازه  ١٨ طبقه                                                                159

٤-٤-٦- تغيير مكان  نسبي متوسط  سازه  ١٨ طبقه                                  168

٤-٤-٧ - سازه  ٢٤ طبقه                                                                 170

٤-٤-٨- تغيير مكان  نسبي متوسط  سازه  ٢٤ طبقه                                 179

٤-٤-٩ – تغييرمكان  نسبي متوسط  كليه  سازه  ها                                    181

٤-٥- تحليل  استاتيكي غير خطي                                                        183

٤-٥- ١- توزيع  مفاصل  پلاستيك                                                     183

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

٤-٥-١-٢-١- توزيع  متناسب  با نيروي استاتيكي                                    187

٤-٥-١-١-٢- توزيع  متناسب  با نسبت  جرمي                                       189

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

٤-٥-١-٢-١- توزيع  متناسب  با نيروي استاتيكي                                    195

٤-٥-١-٢-٢- توزيع  متناسب  با نسبت  جرمي                                       200

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

٤-٥-١-٣-١- توزيع  متناسب  با نيروي استاتيكي                                    206

٤-٥-١-٣-٢- توزيع  متناسب  با نسبت  جرمي                                       212

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

٤-٥-١-٤-١- توزيع  متناسب  با نيروي استاتيكي                                    218

٤-٥-١-٤-٢- توزيع  متناسب  با نسبت  جرمي                                       224

٤-٥-٢- برش  پايه  تغيير مكان  بام                                                    230

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

٤-٥-٢-١-١- توزيع  متناسب  با نيروي استاتيكي                                    230

٤-٥-٢-١-٢- توزيع  متناسب  با نسبت  جرمي                                       230

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

٤-٥-٢-٢-١- توزيع  متناسب  با نيروي استاتيكي                                    230

٤-٥-٢-٢-٢- توزيع  متناسب  با نسبت  جرمي                                       230

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

٤-٥-٢-٣-١- توزيع  متناسب  با نيروي استاتيكي                                    231

٤-٥-٢-٣-٢- توزيع  متناسب  با نسبت  جرمي                                       231

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

٤-٥-٢-٤-١- توزيع  متناسب  با نيروي استاتيكي                                    231

٤-٥-٢-٤-٢- توزيع  متناسب  با نسبت  جرمي                                       231

٤-٦- ضريب  رفتار                                                                      232

فصل  پنجم : نتيجه گيري و پيشنهادات

٥-١-جمع بندي نتايج                                                                     237

٥-٢- پيشنهادات                                                                           242

مراجع  فارسي                                                                            243

مراجع  لاتين                                                                              243

چكيده  لاتين                                                                               244