پایان نامه با کلید واژه های مقررات ملی، زمین لرزه، دینامیکی

دانلود پایان نامه ارشد

توزیـع نامتقـارن جـرم تشـخص

دادند. در مقابل میتال و جین[ 6] با تعریف خروج از مرکزیت مقاومت موثرسعی کردنـد تـا آن را بـه

عنوان پارامتري موثربراي هر دو سیستم نامتقارن جرم وسختی تعریف کنند.

دي استفانو وهمکاران درسال [7] 1993 به بررسی محل بهینه مرکزمقاومـت بـراي کنتـرل شـکل

پذیري تقاضا در مدلهاي یک طبقه با المانهاي مقاوم جانبی در هر دو جهت اصلی سازه پرداختند. آنها

مطالعات خود را با این فرض اصلی انجام دادند که سختی المانها مستقل از مقاومت می باشد ونتیجـه

گرفتند که مناسبترین محل مرکز مقاومت بین مرکز سختی و مرکز جرم و در فاصله مساوي بـین آنهـا

می باشد.

چندلر و دوان نیز در سال [ 9-8]1997 به بررسی محل بهینه مرکـز مقاومـت پرداختنـد و نتیجـه

گرفتند که محل بهینه مرکز مقاومت به خروج از مرکزیت سختی ، شعاع ژ یراسـیون سـختی ، ضـریب

رفتار(متناسب با ظرفیت شکل پذیري) ساختمان و زمان تناوب سازه در جهت اعمـال زلزلـه بسـتگی

دارد.

18

پالی در سالهاي 1996 و[11-10] 1997 به بررسی رفتار پیچشی ساختمانهاي یـک طبقـه در حـد

نهایی با استفاده از بررسی مکانیسم هاي پلاستیک پرداخت . او با توجه به شرایط المانهـاي مقـاوم در

جهت عمود بر تاثیر زلزله ، سازه هاي نامتقارن را به دو دسـته سـازه هـاي مهـار شـده ومهـار نشـده

پیچشی تقسیم کرد. از نظر این محقق سازه هایی که در حد نهـایی ، المانهـاي مقـاوم جـانبی آنهـا در

جهت عمود بر تاثیر زلزله ، سختی پ یچشی براي سازه تامین نمایند مهار شده پیچشی می باشـند. ایـن

محقق ضوابط پیچشی آیین نامه هاي لرزه اي که بر مبناي روشهاي استاتیکی می باشـند را نامناسـب

دانسته و روشهاي دیگر براي توزیع مقاومت در بین عناصر باربر جانبی پیشنهاد نموده است. در ادامـه

ایشان به بررسی رفتار سازه هاي نامتقارن تحت اثر مولفه مایل زلزله پرداخته ونتیجه گرفته اسـت کـه

در این حالت میزان تقاضاي شکل پذیري المانها کمتر از حـالتی اسـت کـه زلزلـه در جهـات اصـلی

ساختمان تاثیر نماید اما در این حالت ممکن است ساختمان دچار دورانهاي بزرگتر گـردد . او پیشـنهاد

کرد که بهتر است در طراحی سازه هاي نامتقارن با تعبیه المانهایی که در حد نهایی الاستیک باقی مـی

مانند میزان تغییر شکلهاي پیچشی سازه را محدود کرد.

تا سال 1998 تقریبا تمامی مطالعات انجام شده برروي سازه هاي نامتقارن بر ایـن فـرض اسـتوار

بود که سختی المانهاي سازه اي مستقل از مقاومت آنها می باشد و درنتیجه در خـلال طراحـی محـل

مرکز سختی ومیزان خروج از مرکزیت سختی ثابت می باشد. اما مطالعاتی در سالهاي 1998 تـا 2000

انجام شد نشان داد که در بسیاري از المانهاي سازه اي کـه امـروزه در سـاختمانها بکـار مـی رونـداز

جمله المانهاي بتن مسلح این فرض صحیح نمی باشد،براین اساس پالی در ادامـه مطالعـات خـود بـه

بررسی رفتار پیچشی سازه هاي مهار شده ومهار نشده نامتقارنی که داراي این نوع المانهـا مـی باشـند

پرداخت. او نتیجه گرفت که دراین سازه ها بحرانـی تـرین المـان، دورتـرین المـان بـاکمترین میـزان

تغییرمکان حد جاري شدن میباشد ومهمترین عامل کـه رفتـار پیچشـی سـازه را کنتـرل مـی نمایـد

خروج از مرکزیت مقاومت می باشد که می بایست با بررسی و تشخیص مکانیسـم مناسـب پیچشـی

مقدار آن تغیین گردد. اکر چه کاهش ویا حذف خ روج از مرکزیت مقاومت لزوما سـبب بهبـود رفتـار

پیچشی سازه نمی گردد.همچنین پالی استراتژي توزیع مقاومت آیین نامه ها را مناسب تشخیص نداد

19

وپیشنهاد نمود تا به جاي آن از توزیع مقاومت دلخواه با توجـه بـه شـرایط سـاختمان در حـد نهـایی

استفاده شود.

مایسلیماج و سو در سال [16] 2002 به بررسی آرایشهاي متفاوت مراکز سختی ، مقاومت وجـرم

با مدلهاي یک طبقه پرداختند . آنها چنین استدلال کردند که زمانیکه سازه در مرحله خطی رفتـار مـی

کند رفتارسازه بستگی به موقعیت مرکز سختی دارد اما زمانیکه یکی ازالمانهاي مقـاوم جـانبی جـاري

می شود با جابجایی محل برآیند نیروهاي مقاوم جانبی از مرکـز سـختی بـه سـمت مرکـز مقاومـت،

اهمیت مرکز مقاومت در پاسخ سازه افزایش می یابد . بنابراین هـر دوي مراکـز مقاومـت وسـختی در

پاسخ سازه در مقابل زلزله از اهمیت برخوردار بوده و می بایست در طراحی مورد توجه قرار گیرنـد .

آنها نتیجه گرفتند که بهترین پیکربندي ، آن است که مراکز سختی ومقاومـت در دو مرکـز جـرم قـرار

گیرند ، آنها این آرایش را آرایش بالانس نامیدند . مطابق با بررسیهاي انجام شده توسـط ایـن محققـین

آرایش بالانس تغییرمکان نسبی و دوران سازه را کاهش داده بود امـا میـزان شـکل پـذیري نیـاز را در

سمت سخت افزایش داده بود. آنها همچنین موقعیت مراکز سختی ومقاومت و ارتباط آنها با یکـدیگر

را مورد بررسی قرار داده ونتیجه گرفتند که فاصـله مرکـز سـختی ومقاومـت در یـک سـ ازه بـا تغییـر

مقاومت اعضاء بدون تغییر ابعاد آنها ثابت بوده و برابر با فاصله مرکز تغییر مکان حد جاري شـدن تـا

مرکز جرم می باشد.

سیامال وپیکائو در سال [17] 1985 به بررسی دو المان در دو جهت اصلی ساختمان تحـت تـاثیر

تحریکات سینوسی پرداختند . آنها نیز نتیجه گرفتند که خروج از مرکزیت سختی تاثیر قابل توجه بـر

تقاضاي شـکل پـذیري المانهـاي بـاربر جـانبی دارد . در مطالعـه اي دیگـر در سـال 1990 گوئـل و

چوپرا[18] به بررسی رفتار مدلهاي نامتقارن با المانهاي مقاوم در هر دو جهت اصلی پرداختند . آنهـا

نتیجه گرفتند که المانهاي عمود بر جهت زمین لرزه تاثیر بسـزائی در کـاهش حـداکثر شـکل پـذیري

تقاضا وتغییرمکان حداکثر دارند و نیز آنکه تاثیر این المانها در مدلهاي با زمان تناوب کوتـاه بیشـتر از

مدلهاي با زمان تناوب متوسط وبزرگ است.

20

(5-1 ضرورت واهداف تحقیق

با توجه به اهمیت بررسی عملکرد لرزه اي ساختمانها بـه هنگـام وقـوع زلزلـه وتـاثیر خـروج از

مرکزیت سختی در رفتار سازه ها وهمچنین دشوار بودن آنالیز هاي غیرخطی والزامی بودن مدلسـازي

سه بعدي براي درك بهتر رفتـار سـاختمانهاي نامتقـارن در ناحیـه غیرخطـی باعـث شـده اسـت کـه

تحقیقات کمی در این زمینه صورت گیرد . بیشتر مطالعات انجام شده در ایـن زمینـه نیـز محـدود بـه

ساختمانهاي یک یا دو طبقه و با تعداد دهانه هاي کم می باشند. از این رو در این تحقیق سـعی شـده

است عملکرد لرزه اي ساختمانهاي فولادي متقارن ونامتقارن چند طبقه به صـورت سـه بعـدي مـدل

گردیده و تاثیر خروج از مرکزیت در عملکرد لرزه اي آنها مورد بررسی قرار گیرد.

(6-1 روش تحقیق

در این تحقیق ساختمانهاي فولادي سه ، پنج ، هشت طبقه بـا پـلان متقـارن وکـاربري مسـکونی

داراي سیستم مهاربندي واگرا براساس ضوابط استاندارد 2800 ویرایش سـوم تحلیـل وطراحـی شـده

وکلیه ضوابط ذکر شده در این استاندارد وپیوست هاي آن در مورد این سـاختمان ها کنتـرل مـی گـردد

سپس با جابجایی محل بادبندها در یک جهت ، ساختمانهاي نامتقارنی بوجود می آیـد کـه همـه آنهـا

مجددا براساس این استاندارد (2800) تحلیل وطراحی می گردند.

براي تحلیل وطراحی سازه ها از نـرم افـزارSAP 2000 اسـتفاده شـده اسـت . بارگـذاري ثقلـی

ساختمانها براساس آیین نامه بارگذاري (استاندارد (519 ، بارگذاري جانبی براسـاس اسـتاندارد 2800

وطراحی ساختمانها براساس مبحث دهم مقررات ملی ساختمانی ایران (طراحی ساختمانهاي فولادي)

انجام گرفته است.

براي تعیین سطح عملکرد لرزه اي از روشهاي تحلیل اسـتاتیکی غیرخطـی ( پـوش آور) وتحلیـل

دینامیکی غیرخطی استفاده شده است . در روش اسـتاتیکی غیرخطـی از دو نـوع الگـوي بـار جـانبی

مطابق با ضوابط » دستورالعمل بهسازي لـرزه اي سـاختمانهاي موجـود [20] « و در روش دینـامیکی

غیرخطی نیز از سه شتابنگاشت ثبت شده بر روي خاك نوع دو استفاده شده است. این شتابنگاشت ها

21

مطابق با ضوابط استاندارد 2800 ویرایش سوم و با استفاده از طیف طرح ارائه شده در آن مقیاس شده

اند.

دو نوع الگوي بارهاي جانبی اعمال شده به ساختمانها در روش استاتیکی غیرخطی شامل الگـوي

یکنواخت متناسب با جرم و دیگري الگوي متناسب با بار جانبی در روش استاتیکی خطی مـی باشـد

درFEMA -356 و دستورالعمل بهسازي تابعی از سطوح عملکردي و سطوح خطر زلزلـه اسـت. بـا

توجه به اینکه سازه هاي مورد بررسی را براي سطح عملکردي k ارزیابی می کنیم ، بنـابراین منحنـی

طیف پاسخ باید براي سـطح خطـر- 1 در FEMA-356 ، (BSE 1) و در اسـتاندارد 2800 ایـران ،

زلزله طرح (DBE) نامیده می شود.

(7-1 مزایاي استفاده از تحلیل غیرخطی استاتیکی

با توجه به مطالبی که بیشتر به آنها اشاره شد می توان از روش غیرخطی استاتیکی و انجام تحلیل

بار افزون براي رسیدن به دید مناسبی از رفتار واقعی سـازه اسـتفاده کـرد. روش غیرخطـی اسـتاتیکی

نسبت به روش خطی استاتیکی که در سالهاي اخیر بیشتر مورد استفاده قرار گرفته است داراي مزیـت

هاي قابل توجهی است . البته در کنار این مزیت ها به دلیل ماهیت و فـرض هـ اي اصـلی آن ، روش

مذکور داراي محدودیتهایی در برآورد رفتار لرزه اي برخی سازه ها می باشد.

مهمترین مزیت هاي روش تحلیل غیرخطی استاتیکی عبارتند از:

الف ) در روش خطی استاتیکی طراحی براساس نیرو انجـام مـی گیـرد ، امـا در روش غیرخطـی

استاتیکی طراحی را بر مبناي عملکرد سازه وجابجایی وتغییرشکلها انجام می دهند.

ب )در روش خطی استاتیکی از پارامتر ضریب رفتار((R براي کاهش نیروهاي واقعـی ناشـی از

زلزله و اعمال آنها بر سازه استفاده می شود، اما اگر دو ساختمان کاملا متفاوت و با سیسـتم سـازه اي

یکسان تحت مطالعه دقیق قرار گیرند معلوم خواهد شد به خاطر عملکردهاي متفاوت سازه اي ناشـی

از مسائلی چون پیکربندي ، ارتفاع سازه ، توزیع نیرو و… سـاختمانها داراي سـطو ح خرابـی متفـاوتی

خواهند بود که این نقض فلسفه طراحی براساس ریسک یکنواخت در ساختمانها با سیسـتم سـازه اي

22

یکسان است ، در روش غیرخطی استاتیکی از پارامتر ضریب رفتار استفاده نشده و با اعمال نیروهـاي

جانبی ، ساختمان تا رسیدن به یکی از حالتهاي حدي تحلیل می شود.

پ ) انجام تحلیل بار افزون در روش غیرخطی استاتیکی باعث می شود طراح بـا رفتـار سـازه در

وراي حد ارتجاعی آشنا شده و با اصلاح رفتار سازه باعث بهبود رفتـار لـرزه اي سـازه هنگـام پاسـخ

هاي غیرخطی گردد.

ت ) به کمک قابلیتهاي نرم افزارهاي جدیدي در خلال تحلیـل بـارافزون ترتیـب و محـل ایجـاد

مفصل در اعضاي مختلف معلوم می شود و با ایجا د تغییرات مناسب می توان نوع مکانیسم خرابـی را

تغییر داد. همچنین میتوان جزئیاتی را در اعضاي بحرانی اعمال کرد تا شکل پذیري سازه تامین شود.

ث )
در پروژه هاي عملی بهسازي و تقویـت سـاختمانهاي موجـود بـا انجـام تحلیـل غیرخطـی
استاتیکی
می توان به کارآیی روش ارائه شده بـراي بهسـازي پـی بـرد و در صـورت لـزوم تغییـرات

مناسب را اعمال کرد.

با توجه به دستورالعملهاي منتشر شده و تعریف سطوح مختلف عملکرد می توان با ترکیـب آنهـا

یک هدف طراحی را تعیین کرد ، در این میان می توان با نظر کارفرمـا سـطح عملکـرد بـالاتري را کـه

منجر به کاهش خسارات خواهد شد انتخاب کـرد . ایـن روال تنـوع بیشـتري را در طراحـی بوجـود

خواهد آورد و ممکن است در مواردي به اقتصادي شدن طرحها منجر شود.

23

فصل دوم

مروري بر ادبیات موضوع

(1-2 مقدمه

عملکرد ساختمانها در مقابل زلزله براي سازه هایی که براساس آیین نامـه هـاي متـداول طراحـی

شده اند فقط در بعضی موارد

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه با کلید واژه های دینامیکی، مقررات ملی Next Entries پایان نامه با کلید واژه های زمین لرزه، ارزیابی عملکرد، دینامیکی