منابع پایان نامه ارشد درباره دینامیکی، تحلیل اطلاعات، ارزیابی عملکرد

دانلود پایان نامه ارشد

تیرها به منظور ایجاد قید پیچشی قادر به تحمل لنگر پیچشی برابر با
(2-58)
باشد. در طراحی مهاربندها باید توجه شود که مهاربندها حکم اعضاء کنترل نیرویی را دارند و جزئیات طراحی این مهاربندها مشابه مهاربندهای هم محور معمولی بوده و جزئیات اتصالات آنها در صورتی که از نوع مفصلی باشد مطابق مهاربند همگرای ویژه و در صورت خمشی بودن علاوه بر اینکه ضوابط مهاربند همگرای ویژه را باید دارا باشد باید توانایی تحمل لنگرهای خمشی را هم داشته باشد. در قابهای مهاربندی شدهی واگرا ترکیب رفتار خمشی و برشی تیرها و ستونهای دهانهی مهاربندی شده و خمشی و کششی مهاربندها رفتار جانبی سازه را مشخص میکند. از آنجا که این رفتار وابسته به طول تیر پیوند میباشد توصیه شده است طول این تیر در حدود طول دهانه باشد همانطور که قبلاً نیز ذکر شد مطابق مبحث دهم مقررات ملی چون از تیر پیوند در حالت برشی انتظار تغییر شکل بیشتری میرود لذا توصیه شده است طول تیر پیوند به گونهای انتخاب شود که این رفتار حاکم باشد.

شکل 2-32- دیتیل تیر پیوند در تماس با مهاربندها

شکل 2-33- دیتیل ناحیه تماس مهاربند با ستون
اگر باشد رفتار برشی در تیر پیوند برقرار است و در این صورت برش موجود در تیر پیوند برابر Vp میباشد و اگر باشد رفتار خمشی در تیر پیوند حاکم است و در این صورت برش موجود در تیر پیوند برابر میباشد. که Mp لنگر پلاستیک تیر پیوند مساوی با ZbFy و Vp: برش پلاستیک تیر پیوند که برابر با FyAw6/0 و e طول تیر پیوند و Aw سطح مقطع خالص جان تیر پیوند میباشد.

2-3-17- طراحی تیر پیوند و خارج از ناحیه پیوند و اعضاء قطری
طراحی تیر پیوند برای برش براساس تأمین نامساوی ذیل صورت میگیرد.
(2-59)
که اگر آنگاه
(2-60)
که اگر آنگاه
(2-61)
اگر آنگاه طول تیر پیوند باید موارد ذیل را تأمین نماید.
اگر آنگاه
(2-62)
اگر آنگاه
(2-63)
در روابط فوق Ag: سطح مقطع کلی تیر پیوند، Aw: سطح مقطع خالص جان در تیر پیوند، Pa: نیروی محوری موجود در تیر، Va: نیروی برشی موجود در تیر پیوند، Vv: نیروی برشی مجاز تیر پیوند، Mp: لنگر پلاستیک تیر پیوند برابر ZbFy و Vp: برش پلاستیک تیر پیوند که برابر با AwFy6/0، Zb: اساس مقطع پلاستیک تیر پیوند، e طول تیر پیوند، Fy تنش تسلیم و P’ برابر و Py نیروی محوری تسلیم تیر پیوند مساوی با FyAg میباشد. برای طراحی تیر خارج از ناحیه پیوند این تیر با فرض اعمال بارهای ثقلی و برش در مرکز تیر پیوند برابر 25/1 برابر ظرفیت برشی آن و با حذف نیروی زلزله از ترکیبات بارگذاری انجام میشود در این حالت ظرفیت تیرهای خارج از ناحیه طراحی تیر پیوند باید 15/1 برابر مقدار آن در روش طراحی تیرها باشد. همچنین باید محل تقاطع محور مهاربند با محور تیر در درون تیر پیوند واقع شود تا به این ترتیب مقداری از لنگر اعمالی به تیر خارج از ناحیه پیوند کاسته شود. در طراحی عضو قطری لاغری نباید از تجاوز نماید و ضریب طول مؤثر یا K برابر 1 است و مقطع این عضو از نوع فشرده باشد توصیه شده است زاویه بین عضو مهاربند و تیر بین 30 تا 60 درجه باشد مدلسازی و طراحی مهاربند با استفاده از مدل تشریح شده برای تیر خارج از ناحیه پیوند صورت میگیرد این مدل محاسباتی برای ستونها در قاب مهاربندی شده به کار میرود علاوه بر آن ستونها باید دارای مقطع فشرده لرزهای باشند.

2-3-18- مقدمهای بر تاریخچه و روند شکلگیری دستورالعملهای طراحی لرزهای
در اینجا نگاهی اجمالی بر تاریخچه و روند شکلگیری دستورالعملهای طراحی لرزهای می‌اندازیم زلزله خسارت بار لانگ بیچ لسآنجلس در سال 1933 که موجب خسارات گسترده از جمله به مدارس شد باعث جلب شدن توجهات به بحثهای لرزهای شد و سنگ بنای مفهوم ایده انتظار عملکرد را گذاشت. در همین راستا در ویرایش بعدی آییننامه یو.بی.سی یعنی یو.بی.سی- 193526 ضریب زلزله را افزایش دادند. در سالهای دهه 70 نیز ضریب اهمیت ساختمان برای لحاظ کردن کاربریهای مختلف ساختمانها در نحوهی عملکرد آنها ارائه شد، یعنی ساختمانهایی که ضریب اهمیت بالاتری داشتند سطح عملکرد بالاتری در مقابل زلزله داشتند در حالی که تغییر در میزان نیروی اعمال شده نمیتوانست سطح عملکرد مورد نظر و خواست طراحان را تأمین کند. در آییننامههای طراحی ضوابط طراحی مبتنی بر بکارگیری مقاومت نهائی اعضاء است که نیروی زلزله با فرض رفتار خطی سازه و رفتار نیرویی اعضاء با ضریب R کاهش داده میشود، یعنی تغییر شکلپذیر بودن لحاظ نمیشود و رابطه نیروی زلزله و سطح عملکرد با ضریب R بیان میشود. در آییننامههای جدیدتر تأمین سه پارامتر اساسی لرزهای یعنی مقاومت و سختی و شکلپذیری هدف اصلی است و علاقه بر آن است که با حذف R مدلسازی و تحلیل سازه را تحت نیروی زلزله انجام دهند. این موارد تحت عنوان طراحی براساس عملکرد مطرح میشود و منظور طراح طراحی سازههایی است که عملکردشان قابل پیشبینی باشد. لازم به ذکر است طیف آییننامهها که جهت طراحی استفاده میشود طیف زلزله طرح (یعنی زلزلهای که احتمال وقوع بزرگتر از آن در دوره 50 ساله 10 درصد، (زلزله با احتمال فراگذشت 10درصد) با دورهی بازگشت 475 سال میباشد) است. اولین تلاشها برای به کار بردن عملی این روشها پس از زلزله 1989 لوماپرتیا که 8 میلیارد دلار خسارت به بار آورده و در سال 1992 توسط گروه انجمن مهندسان سازه کالیفرنیا (اس.ای.آ.اُسی27) به عمل آمد زلزله 1994 نورتریج با بزرگی 7/6 ریشتر و 20 میلیارد دلار خسارت به آن سرعت بخشید. در سال 1997 دستورالعملهای (اس.ای.آ.اُسی) و (ان.ای.اچ.آر.پی28) برای ساختمانهای جدید و فما – 273 برای بهسازی لرزهای ارائه شد. از جمله مؤسسات فعال در این ضمینه انجمن تکنولوژی کاربردی ایالات متحده (اِ.تی.سی29) و جامعه مهندسین آمریکا (آ.اس.سی.ای) و انجمن ایمنی لرزهای ساختمان (بی.اس.اس.سی) را میتوان نام برد. در سال 1381 سازمان مدیریت و برنامهریزی کشور با ارائه دستورالعمل بهسازی لرزهای نشریه 360 گام مثبت بزرگی در این ضمینه برداشت.

2-3-19- انواع روشهای تحلیل
در اینجا به بیان مختصری درخصوص انواع روشهای تحلیل پرداخته میشود.

2-3-19-1- روشهای تحلیل خطی
در این روشها نیروی ناشی از زلزله وارد بر سازه با ضریب رفتار R کاهش داده میشود و با فرض رفتار خطی در اعضای سازه نیروهای داخلی محاسبه و طراحی صورت میگیرد. فرضیات اساسی در این روشها فرض رفتار خطی مصالح، اعمال بار زلزله به صورت استاتیکی، (مستقل از زمان) نیروی زلزله ضریبی از وزن سازه است و متناسب با جرم و ارتفاع سازه در سازه پخش میشود. یکی از این روشها تحلیل استاتیکی خطی ال.اسی.پی30 میباشد که نیروی جانبی زلزله با استفاده از طیف طرح استاندارد یا ویژه ساختگاه محاسبه و با ضریب رفتار R کاهش سپس نیروهای داخلی اعضاء با تحلیل استاتیکی تعیین و طراحی صورت میگیرد. روش دیگر روش دینامیکی خطی ال.دی.پی31 میباشد که خود به دو نوع طیفی و تاریخچه زمانی تقسیم میشود فرضیات اصلی در این روشها عبارتاند از:
1- رفتار سازه در هنگام زلزله به صورت ترکیب خطی از مودهای ارتعاشی مختلف سازه میباشد.
2- زمان تناوب ارتعاش سازه در هر مود در هنگام زلزله ثابت میباشد. در روش دینامیکی طیفی تحلیل با فرض رفتار خطی مصالح و با استفاده از پاسخ مدهای نوسانی سازه صورت میگیرد. پاسخ هر مود با توجه به زمان تناوب آن و طیف طرح استاندارد که با ضریب رفتار R کاهش داده شده است به دست میآید. پاسخ سازه با استفاده از ترکیب پاسخ مودها با استفاده از روشهای آماری مانند اس.آر.اس.اس32 (جذر مجموع مربعات) و سی.کیو.سی33 (مربعات کامل) حاصل میشود. در روش تحلیل دینامیکی خطی تاریخچه زمانی نیز تحلیل با فرض رفتار خطی مصالح و برای یافتن پاسخ سازه در هر لحظه تحت تعدادی شتا بنگاشت کاهش یافته با ضریب رفتار R به کار میرود. شتاب نگاشتهای انتخابی باید هم سنگ با ساز و کار گسیختگی و بزرگای نظیر زلزله و فاصله کانون زلزله تا ساختگاه، ویژگیهای زمینشناسی و تکنونیکی چشمه لرزهزا باشند.

2-3-19-2- تحلیلهای غیرخطی
پاسخ دقیق سازهها فقط با استفاده از تحلیلهای غیرخطی قابل بررسی است زیرا سازهها تا مقداری از بارگذاری به صورت خطی رفتار میکنند و با بالاتر رفتن مقدار بارگذاری رفتار غیرخطی از خود نشان میدهند. در این حالت با استفاده از مواردی از قبیل شکلپذیری اعضاء، اضافه مقاومت و ظرفیت غیرالاستیک و با تشکیل مفاصل پلاستیک در اعضاء مقدار سطح نیرو کاهش مییابد که به همین علت آییننامهها در تحلیلهای خطی از ضریب رفتار R استفاده مینمایند. دلیل دیگر این است که ضریب رفتار R نیروی زلزله را برای کلیه اعضاء سازه به یک نسبت کاهش میدهد در حالی که خرابی و تشکیل مفاصل پلاستیک در زلزله در اعضاء مشابه نیست و نحوهی این امر پس از ورود سازه به ناحیه غیرخطی مشخص میشود تحلیلهای غیرخطی به 2 دستهی کلی تقسیم میشوند.
1- تحلیلهای استاتیکی غیرخطی که در آن خواص غیرخطی مصالح لحاظ شده و نسبت به روش غیرخطی تاریخچه زمانی محدودیتهای کمتری دارد و در ارزیابی عملکرد لرزهای سازهها حداکثر جابهجاییهای غیرخطی مهم میباشد و در آن تنها قسمتی از منحنی هیسترزیس سازه استفاده میشود. این روش که به تحلیل بار افزون و یا پوشآور مشهور میباشد از سال 1970 مورد استفاده واقع شد و به علت سادگی مورد توجه زیادی قرار گرفت. در این روش هر عضو به گونهای طراحی میشود که دارای عملکرد مورد نیاز در مقابل زمین لرزه مورد نظر است و روند آن به این صورت است که پس از اعمال بار ثقلی بر سازه در معرض بارهای جانبی تحت یک الگوی مشخص که به صورت گام به گام افزایش داده میشود قرار میگیرد. در هر گام بارگذاری سختی سازه اصلاح میشود به عبارتی در هر گام معادله تعادل استاتیکی F= KF کنترل میشود و این امر تا رسیدن سازه به تغییر مکان هدف یا فروریزی آن ادامه مییابد. حاصل این تحلیل به صورت منحنی ظرفیت که تغییرات جابهجایی مرکز جرم بام را در مقابل برش پایه اعمالی بر سازه نشان میدهد نمایش داده میشود. نیروهای داخلی و همچنین تغییر شکلهای اعضاء در مرحله نظیر تغییر مکان هدف یا فرو ریزش با ظرفیت آنها مقایسه میشود. از روی این نمودار میتوان به نقاط تسلیم و گسیختگی سازه پی برد. این تحلیل اطلاعاتی را در اختیار میدهد که آنالیزهای خطی در ارائه آنها ضعیف هستند مانند مشخص کردن مقدار شکلپذیری المانهای، نتیجه کاهش سختی اجزاء بر رفتار سازه، مشخص کردن محل مفاصل خمیری در اعضاء، تعیین تلاش داخلی اعضاء جهت ارزیابی توان تحمل در آنها، امکان مکانیزم شدن طبقه و کاهش مقاومت آن یا جابهجایی بیش از حد در طبقه، روش بار افزون به دو روش قابل اجرا میباشد.
1- در نظر گرفتن اولین مد سازه در این روش جابهجایی هدف سازه ام.داف34 (چند درجه آزادی) با محاسبه جابهجایی هدف سازه اس.داف35 (یک درجه آزادی) معادل به دست میآید یا به عبارتی بار جانبی با یک الگوی مشخص (مثلثی، یکنواخت، متناسب یا مداول …) در ارتفاع سازه و به صورت افزایشی تدریجی بر سازه اعمال میشود.
2- در نظر گرفتن چند مود سازه که در آن بار جانبی متناسب با شکل هر مود بر سازه اعمال و به تدریج افزایش مییابد در نهایت نتایج حاصل از هر مود به کمک روش اس.آر.اس.اس (جذر مجموع مربعات) با هم ترکیب میشوند. باید توجه شود که شکل توزیع بار اثر مهمی در نتایج تحلیل دارد. و شکل توزیع بار ثابت از آنجا که در طبقات بالایی و پایینی شکست تحت مدهای بالاتری رخ میدهد در تعیین مکانیزم شکست

پایان نامه
Previous Entries منابع پایان نامه ارشد درباره رفتار پایدار، روش ترکیبی، نیروی کشش Next Entries منابع پایان نامه ارشد درباره دینامیکی، مقررات ملی، زمین لرزه