منبع تحقیق درمورد دینامیکی، روش های خطی، مدل سازی

دانلود پایان نامه ارشد

توزیع نیروی جانبی در ارتفاع ساختمان بر حسب نیروی برشی پایه، ارتفاع و وزن طبقات، عبارت است از:

F_1=(W_i h_i)/(∑_(j=1)^n▒〖W_j h_j 〗) V

که در آن Fi نیروی جانبی وارد بر طبقه i، Wi وزن موثر طبقه i، hi ارتفاع طبقه i از تراز پایه و n معرف تعداد طبقات می باشد.

4-3-2 تحلیل دینامیکی خطی [42]
تحلیل دینامیکی خطی، می تواند به دو روش طیفی و تاریخچه زمانی انجام شود. در روش طیفی، طیف مورد استفاده بایستی طیف ارتجاعی بدون اصلاح برای تغییر مکان های غیرخطی باشد. در استفاده از این روش نیز بایستی به محدودیت های آن توجه شود.
نکته قابل ذکر دیگر، این است که بر خلاف استاندارد 2800، در این دستورالعمل نتایج حاصل از تحلیل دینامیکی خطی برای مساوی قراردادن برش پایه یا برش پایه استاتیکی خطی اصلاح نمی شوند.
4-3-3 تحلیل استاتیکی غیرخطی
در روش تحلیل استاتیکی غیرخطی، بار جانبی به تدریج افزایش داده می شود، تا آن جا که تغییرمکان در نقطه معینی از حد مورد نظر فراتر رود. تغییر شکل ها و نیروهای داخلی در هنگام افزایش بار، تحت نظر قرار می گیرد، این روش مشابه تحلیل استاتیکی خطی است، با این تفاوت که:
رفتار غیرخطی تک تک اعضا و اجزای سازه در مدل وارد می شود. اثر زلزله به جای اعمال بار مشخص بر حسب تغییر شکل برآورد می شود.
ملاحظات خاص مدل سازی و تحلیل، بر اساس دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود است. بنابراین، در انجام این آنالیز برای تعیین پارامترهای دخیل، مانند پریود موثر، ضرایب C0, C3, C2, C1 از ضوابط دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان موجود بایستی بهره جست.

4-4 رفتار درون صفحه ای دیوارها و پایه های مصالح بنایی
ویژگی های مهندسی دیوارهای مصالح بنایی غیرمسلح، وقتی که تحت تأثیر نیروی جانبی در امتداد صفحه دیوار قرار می گیرند، مطابق موارد این بخش بررسی می شود.
معمولاً مودهای شکست در رفتار درون صفحه دیوارهای با مصالح بنایی غیرمسلح، به چهار دسته طبقه بندی می شود:
الف)مود شکست بر اثر لغزش درز ملات؛
ب)مود شکست بر اثر حرکت گهواره ای؛
ج) مود شکست بر اثر کشش قطری؛
د)مود شکست بر اثر فشار در پنجه.
مودهای شکست لغزش درز ملات و حرکت گهواره ای به صورت کنترل شونده توسط تغییر شکل فرض می شوند؛ در حالی که، رفتار کشش قطری و فشار در پنجه به صورت کنترل شونده توسط نیرو هستند.
تجربه زلزله های گذشته در کشور نشان می دهند که به دلیل نوع ساخت و ساز و مصالح به کار رفته در ساختمان های با مصالح بنایی غیرمسلح، مودهای شکست لغزش درز ملات و کشش قطری اتفاق می افتند و بدین جهت، در این دستورالعمل معیارهای پذیرش بر اساس مودهای لغزش درز ملات و کشش قطری تعیین شده اند.

4-4-1 سختی [41]
سختی جانبی دیوار با مصالح بنایی که تحت تاثیر نیروی جانبی درون صفحه قرار می گیرد، با در نظر گرفتن تغییر شکل ها خمشی و برشی تعیین می شود. مجموعه دیوار مصالح بنایی شامل واحدهای مورد استفاده ملات به صورت همگن در نظر گرفته می شود.
در تحلیل های خطی، سختی جانبی درون صفحه پایه ها و یا دیوارهای با مصالح بنایی غیرمسلح متناسب با خصوصیات هندسی سطح مقطع ترک نخورده، بدون در نظر گرفتن پوشش نما محاسبه می شود. بر این اساس سختی جانبی درون صفحه دیوار یکپارچه طره ای با استفاده از رابطه (4-4) قابل محاسبه است.

k=I/((h_eff^3)/(3E_m I_g )+h_eff/(A_v G_m ))

که در این رابطه:
heff: ارتفاع موثر دیوار
Em: مدول الاستیسیته مصالح دیوار:
Gm: مدول برشی مصالح دیوار؛
Av: سطح برش؛
Ig: ممان اینرسی برای سطح ناخالص مقطع ترک نخورده.
متناظراً سختی جانبی درون صفحه ای پایه ها بین بازشوها که در آن ها بالا و پایین در برابر چرخش بسته شده با استفاده از رابطه (4-5) محاسبه می شود:
k=I/((h_eff^3)/(I2E_m I_g )+h_eff/(A_v G_m ))

برش طبقه در دیوارهای بنایی دارای بازشو، به نسبت سختی جانبی پایه های بین بازشوها توزیع می شود. ذکر این نکته ضروری است که شرایط گیرداری کامل در ساختمان های واقعی محقق نمی شود.

4-4-2 مقاومت
4-4-2-1 مقاومت جانبی موردانتظار پایه ها و دیوارهای با مصالح بنایی غیرمسلح
مقاومت جانبی موردانتظار، Q_CE، برای پایه ها و دیوارهای مصالح بنایی غیرمسلح موجود و یا تقویت شده بر اساس مقاومت بری دیوار بر اساس لغزش درز ملات به صورت زیر در نظر گرفته می شود:
Q_CE=V_bjs=v_me A_n

که در این رابطه:
An: مساحت مقطع خالص دارای ملات
Vme: مقاومت برشی موردانتظار؛
Vbjs: مقاومت موردانتظار برشی دیوار بر اساس لغزش درز ملات

4-4-2-2 کرانه پایین مقاومت جانبی پایه ها و دیوارهای با مصالح بنایی غیرمسلح
کرانه پایین مقاومت جانبی QCL، دیوارهای مصالح بنایی موجود و یا توقیت شده بر اساس تنش کششی قطری (رابطه 4-7) انتخاب می شود:
Q_CL=V_dt=f_dt^’ A_n (L/h_eff )√(1+f_a/(f_dt^’ ))
در این روابط A_n، heff و L بر اساس تعاریف روابط قبلی به کار گرفته می شوند و سایر پارامترها به این صورت تعریف می شوند:
fa: تنش فشاری ناشی از بارهای ثقلی طبق ترکیب Q_G=1.1(Q_D+Q_L)
fdt’: کرانه پایین مقاومت کششی قطری مصالح بنایی؛
Vdt: کرانه پایین مقاومت برشی بر اساس کشش قطری برای پایه ها و دیوارها می باشد.
جایگزینی مقاومت برشی موردانتظار، vme، به جای مقاومت کشش قطری fdt’، در رابطه (4-7) مجاز می باشد.

4-4-3 کرانه پایین مقاومت فشاری قائم پایه ها و دیوارهای مصالح بنایی غیرمسلح
کرانه پایین مقاومت فشاری قائم پایه ها با مصالح بنایی غیرمسلح موجود با استفاده از کرانه پایین تنش فشاری مصالح بنایی مطابقه رابطه (4-8) محدود می شود:
Q_CL=P_CL=0.80 (0.85f_m^’ A_n)
که fdt’، کرانه پایین مقاومت فشاری مصالح مطابق بخش (2-2-1) می باشد

4-5 معیارهای پذیرش
رفتار جانبی دیوارها و پایه ها، در صورتی که مقاومت جانبی موردانتظار تحت رابطه مربوط به برش بر اثر لغزش درز ملات، کمتر از مقاومت مربوط به کش قطری باشد، به صورت کنترل شده توسط تغییرشکل است. در غیر این صورت رفتار دیوار به صورت کنترل شونده توسط نیرو در نظر گرفته می شود. رفتار فشار محوری در دیوارها و پایه ها به صورت کنترل شونده توسط نیرو در نظر گرفته می شود.

4-5-1 روش های خطی [41]
4-5-1-1 تلاش ها در المان هایی که کنترل شونده توسط تغییر شکل هستند، باید رابطه (4-9) را ارضا نمایند:
mkQ_CE≥Q_UD

در این رابطه m ضریب اصلاح بر مبنای رفتار غیرخطی عضو، که به نوع ساختمان از لحاظ کلاف بندی بستگی دارد و بر اساس جدول زیر استخراج می شود، k ضریب آگاهی مشخصات سازه مطابق قسمت (2-4) و QCE ظرفیت موردنظر المان مطابق بند (4-4-2-1) می باشد.

جدول 4-1 ضریب m برای تحلیل خطی
سطح عملکرد
نوع رفتار
قابلیت استفاده بی وقفه
اعضای اصلی
اعضای غیراصلی

ایمنی جانی
آستانه فرو ریزش
ایمنی جانی
استانه فروریزش
لغزش درز ملات برای ساختمان با کلاف بندی
1
3
4
6
8
لغزش درز ملات برای ساختمان بدون کلاف بندی
1
5/1
2
3
4

4-5-1-2 تلاش ها در المان هایی که کنترل شونده توسط نیرو هستند، بایستی رابطه (4-10) را ارضا نمایند.
(4-10) kQ_CL≥Q_UF
که در آن Q_CL کرانه پایین مقاومت عضو است.

4-5-2 روش استاتیکی غیرخطی [7]
4-5-2-1 در اعضایی که کنترل شونده توسط تغییرشکل هستند، تغییر شکل های غیرخطی نباید بیش از ظرفیت آنها مطابق جدول (4-2) باشد. برای این منظور، ظرفیت تغییر شکل اعضا باید در نظر گرفتن کلیه تلاش هایی که همزمان بر عضو وارد می شود، برآورد شود. در این حالت برش پایه نظیر تغییر مکان هدف نباید کمتر از 80 درصد برش تسلیم موثر سازه باشد. در جدول (4-2) پارامترهای d و e نمایانگر ظرفیت های تغییر شکل غیرخطی هستند همانگونه که در شکل (4-1) نیز واضح است، تمامی پارامترهای ذکر شده در جدول (4-2)، ضرایب △_eff/h_eff می باشند به جز پارامتر C که ضریبQ/Q_y را مشخص می کند. همچنین فواصل بیان شده برای سطوح عملکرد مختلف در جدول (4-2) از نقطه A در شکل (4-1) محاسبه می شوند.

جدول 4-2 پارامترهای تغییرشکل غیرخطی و معیارهای پذیرش در شیوه آنالیز غیرخطی

سطح عملکرد

پارامترهای تغییر شکل

اعضای اصلی
اعضای غیراصلی
رفتار المانی بنایی
e
%
d
%
c
%
قابلیت استفاده بی وقفه %
ایمنی جانی %
آستانه فروریزش %
ایمنی جانی %
آستانه فرو ریزش%
لغزش برشی
8/0
4/0
6/0
1/0
3/0
4/0
6/0
8/0

لازم به ذکر است که برای کنترل اعضای اصلی باید همواره از معیارهای پذیرش اعضای اصلی استفاده شود.
4-5-2-2 در اعضای کنترل شونده توسط نیرو، نیروهای طراحی باید کوچکتر از کرانه پایین مقاومت اعضا با در نظر گرفتن کلیه تلاش هایی که همزمان بر عضو وارد می شوند، باشد.

4-6 رفتار خارج از صفحه دیوار
برای سطح عملکرد قابلیت استفاده بی وقفه، رفتار برون صفحه دیوار کنترل شونده توسط نیرو فرض می شود و تنش کششی ناشی از خمش آن باید از مقدار مقاومت موردانتظار کششی خمشی، fte، که در بخش (2-2-3) آمد، کمتر باشد.
رفتار برون صفحه دیوار برای سطوح عملکرد ایمنی جانی و آستانه فروریزش، کنترل شونده توسط تغییرشکل فرض می شود و در این حالت در صورتی که نسبت ارتفاع به ضخامت دیوار (h/t) کمتر از مقادیر جدول (4-3) باشد، عضو قابل قبول است. بدیهی است که اگر نسبت یاد شده از حد مجاز فراتر رود، دیوار آسیب پذیر است و باید با تعبیه مهارهای مناسبی بهسازی شود.

جدول 4-3 محدودیت نسبت h/t برای دیوارها
نوع دیوار
A≥0.35g
A<0.35g
دیوارهای طبقه آخر ساختمان های چندطبقه
10
14
سایر دیوارها
15
15

پایان نامه
Previous Entries منبع تحقیق درمورد آسیب پذیری، ارزیابی اقتصادی، بهسازی و نوسازی Next Entries ایران صفوی، روابط فرهنگی، ایران باستان