دانلود پایان نامه ارشد : بررسی ضریب رفتار سازه‌های فولادی با سیستم دوگانه قاب خمشی و مهاربند زانویی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :عمران

گرایش :سازه

عنوان : بررسی ضریب رفتار سازه‌های فولادی با سیستم دوگانه قاب خمشی و مهاربند زانویی

پایان‌نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

رشته مهندسی عمران – گرایش سازه

موضوع:

بررسی ضریب رفتار سازه‌های فولادی

 با سیستم دوگانه قاب خمشی و مهاربند زانویی

استاد راهنما:

دکتر مرتضی نقی‌پور 

استاد مشاور:

دکتر مرتضی اسکندری

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)فهرست مطالبعنوان                                                                                       صفحه1- فصل اول: کلیات تحقیق....................................................................................... 11-1- مقدمه............................................................................................................................................... 11-2- تاریخچه-ضریب رفتار ................................................................................................................. 31-3- تاریخچه- بادبند زانویی .............................................................................................................. 41-4- طرح لرزه‌ای .................................................................................................................................. 61-5- ضریب رفتار .................................................................................................................................. 81-6- لزوم انجام تحقیق ........................................................................................................................ 81-7-  روند پیش رو ........................................................................................................................... 102- فصل دوم: مروری بر ادبیات موضوع .................................................................. 112-1- مقدمه .......................................................................................................................................... 112-2- رفتار سازه در برابر زلزله ........................................................................................................ 112-2-1- اثر انواع زوال و کمانش در سازه .................................................................................... 122-2-2- منحنی چرخه هیسترزیس .............................................................................................. 152-2-3- اصول و فلسفه طراحی لرزه‌ای ........................................................................................ 172-3- مفهوم ضریب رفتار .................................................................................................................. 192-3-1- پارامترهای موثر بر ضریب رفتار ..................................................................................... 212-3-1-1- شکل‌پذیری ..................................................................................................................... 232-3-1-2- ضریب مقاومت افزون(اضافه مقاومت) ..................................................................... 272-3-1-3- ضریب نامعینی .............................................................................................................. 312-3-1-4- ضریب میرایی ................................................................................................................ 322-4- مروری بر تحقیقات انجام شده ............................................................................................. 332-4-1- نیومارک و هال .................................................................................................................... 332-4-2- لایی و بیگس ....................................................................................................................... 352-4-3- ریدل و نیومارک ................................................................................................................. 352-4-4- القادامسی و محرز ............................................................................................................... 362-4-5- ریدل، هیدالکو و کروز ....................................................................................................... 372-4-6- آرایز و هیدالگو .................................................................................................................... 372-4-7- ناسار و کراوینکلر ................................................................................................................ 382-4-8- ویدیک، فجفر و فیشینگر ................................................................................................. 402-4-9- میراندا و برتراوا ................................................................................................................... 412-4-10- مروری بر تحقیقات انجام شده بر روی سیستم مهاربند زانویی ......................... 432-5- روش‌های محاسبه ضریب رفتار ........................................................................................... 442-5-1- روش‌های آمریکایی ............................................................................................................ 442-5-1-1- روش ضریب شکل‌پذیری یوانگ ............................................................................... 452-5-1-1-1- فرمول ضریب شکل‌پذیری سازه  .............................................................. 472-5-1-1-2- فرمول ضریب کاهش نیرو بر اثر شکل‌پذیری  ..................................... 472-5-1-1-3- فرمول ضریب مقاومت افزون  ..................................................................... 472-5-1-1-4- فرمول ضریب تنش مجاز (Y) ............................................................................. 482-5-2- فرمول‌بندی ضریب رفتار .................................................................................................. 483- اصول و مبانی طراحی لرزه‌ای ............................................................................ 513-1- مقدمه .......................................................................................................................................... 513-2- تحلیل استاتیکی غیر خطی و آنالیز Pushover (بار افزون) ......................................... 523-2-1- توزیع بار جانبی در تحلیل استاتیکی غیر خطی ....................................................... 533-2-1-1- توزیع توانی عمومی ..................................................................................................... 543-2-1-2- توزیع منطبق بر مودها ................................................................................................ 553-2-1-3- توزیع یکنواخت ............................................................................................................. 573-2-2- روش FEMA-356 برای تحلیل پوش‌آور .................................................................... 583-3-1- پاسخ نیرو-تغییر مکان سازه ............................................................................................ 583-3-2- ارزیابی آزمایشگاهی روابط نیرو-تغییر مکان ............................................................... 623-4- طراحی بر اساس سطوح عملکرد اجزاء سازه‌ای .............................................................. 633-4-1- سطح عملکرد 1 برای اجزاء سازه‌ای-قابلیت استفاده بی‌وقفه ............................... 643-4-2- سطح عملکرد 3 برای اجزای سازه‌ای ایمنی جانی .................................................. 643-4-3- سطح عملکرد 5 برای اجزای سازه‌ای-آستانه فرو ریزش ....................................... 653-5- بررسی رفتار لرزه‌ای و غیر خطی مهاربند زانویی ........................................................... 673-6- مروری بر سیستم غیر فعال مهاربند زانویی ..................................................................... 693-7- مقطع و طول المان زانویی تسلیم شونده .......................................................................... 703-8- مبانی طراحی قاب مهاربند زانویی ...................................................................................... 723-9- اندرکنش V-M المان‌های زانویی ........................................................................................ 743-10- الزامات المان‌های زانویی ..................................................................................................... 764- فصل چهارم: مدل‌سازی، طراحی و محاسبه پارامترهای مورد نیاز ضریب رفتار.. 784-1- مقدمه............................................................................................................................................ 784-2- معرفی نحوه مدل‌سازی و مدل‌های مورد بررسی.............................................................. 784-2-1- نحوه مدل‌سازی و محاسبه طول المان زانویی............................................................. 794-2-2- نام‌گذاری مدل‌ها.................................................................................................................. 804-3- تحلیل استاتیکی معادل و طراحی سیستم دوگانه قاب خمشی و مهاربند زانویی.. 824-3-1- محاسبه ضریب زلزله........................................................................................................... 834-3-1-1- محاسبه ضریب زلزله برای سازه‌های 5 طبقه:....................................................... 834-3-1-2- محاسبه ضریب زلزله برای سازه‌های 9 طبقه........................................................ 844-3-1-3- محاسبه ضریب زلزله برای مدل‌های 13 طبقه..................................................... 844-4- ملاحظات تحلیل غیر خطی................................................................................................... 854-5- تعیین و کنترل ضریب رفتار سیستم دوگانه قاب خمشی و مهاربندی زانویی........ 864-5-1- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 5S-DB-M............................................ 864-5-2- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 5S-DB-T............................................. 914-5-3- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 5S-DB-B............................................. 934-5-4- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 5S-XB-M............................................ 954-5-5- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 5S-XB-T............................................. 974-5-6- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 5S-XB-B............................................. 994-5-7- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 9S-DB-M........................................ 1014-5-8- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 9S-DB-T.......................................... 1034-5-9- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 9S-DB-B......................................... 1054-5-10- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 9S-XB-M..................................... 1074-5-11- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 9S-XB-T....................................... 1094-5-12- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 9S-XB-B...................................... 1114-5-13- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 5S-XB-M..................................... 1134-5-14- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 13S-DB-T.................................... 1154-5-15- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 13S-DB-B................................... 1174-5-16- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 13S-XB-M.................................. 1194-5-17- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 5S-XB-M..................................... 1214-5-18- روند محاسبه ضریب رفتار سازه برای مدل 5S-XB-M..................................... 1235- جمع‌آوری و نتیجه‌گیری................................................................................... 1265-1- مقدمه........................................................................................................................................ 1265-2- ضریب رفتار محاسبه شده................................................................................................... 1265-3- ارائه ضریب رفتار جامع........................................................................................................ 1275-4- ارائه ضریب رفتار مناسب بر اساس عملکرد مناسب مدل.......................................... 1275-5- خلاصه نتایج............................................................................................................................ 1285-6-  پیشنهادات.............................................................................................................................. 130* فهرت منابع و مأخذ....................................................................................................................... 131پیوست‌ها............................................................................................................................................... 134 Abstract       140چکیده:اساسی‌ترین هدف در طراحی لرزه‌ای سازه‌ها جلوگیری از فرو ریزش سازه در هنگام زلزله‌های شدید می‌باشد که پایه تئوری حاکم بر رفتار لرزه‌ای می‌باشد نتیجه بررسی رفتار غیرخطی سازه در هنگام زلزله و مقاومت ناشی از عملکرد غیرخطی سازه در هنگام زلزله و مقاومت ناشی از عملکرد غیرخطی آن در آیین‌نامه‌ها و مقررات طرح لرزه‌ای معرفی عددی تحت عنوان ضریب رفتار جهت تقلیل نیروی طراحی خطی به منظور هدایت سازه به عملکرد غیرخطی بوده است. یکی از سیستم‌های باربر لرزه‌ای که از لحاظ شکل‌پذیری و اقتصادی بودن مورد توجه قرار گرفته است، سیستم مهاربند زانویی می‌باشد. در سیستم مهاربند زانویی حداقل یک انتهای بادبند قطری به جای اتصال به محل برخورد تیر به ستون به عضو زانویی که به طور مایل مابین تیر و ستون قرار می‌گیرد وصل می‌شود. عضو قطری تأمین کننده سختی سیستم است در حالیکه شکل‌پذیری تحت اثر بارهای جانبی از طریق جاری شدن خمشی عضو زانویی بدست می‌آید و عضو زانویی مانند یک فیوز شکل‌پذیر عمل می‌کند و مانع از کمانش عضو قطری می‌شود. برای بدست آوردن ضریب رفتار یک مسئله که برای بهسازی لرزه‌ای مورد مطالعه قرار می‌گیرد باید رفتار خطی و غیرخطی سازه با یکدیگر مقایسه شود. در این تحقیق روش یانگ برای بدست آوردن ضریب رفتار سازه‌ها معرفی و به صورت کامل شرح داده می‌شود. پس از طراحی اولیه سازه، شکل‌پذیری سازه به روش تحلیل استاتیکی غیرخطی(بار افزون-Pushover) مورد بررسی قرار می‌گیرد و زمان تشکیل اولین مفصل پلاستیک و مراحل بعد از آن تا انهدام کلی سازه مشخص می‌شود. با اسفتاده از تحلیل غیرخطی و همچنین نمودار برش پایه - تغییر مکان، پارامترهای مورد نیاز برای محاسبه ضریب رفتار به روش یانگ مانند شکل پذیری و مقاومت افزون و ضریب نسبت تنش مجاز و همچنین میزان تغییر مکان هدف و ... قابل محاسبه می‌باشد. نتایج بدست آمده از این تحقیق برای محاسبه ضریب رفتار، نشان‌دهنده مقادیر متفاوت در ترازهای ارتفاعی متفاوت می‌باشد. همچنین مقدار ضریب رفتار در سازه‌های با عملکرد لرزه‌ای نامناسب در یک تراز ارتفاعی می‌تواند کمتر از مقدار میانگین بدست آمده در سایر مدل‌ها باشد.کلید واژه: ضریب رفتار- مهاربند زانویی- شکل‌پذیری- بهسازی لرزه‌ای- سازه فولادی-روش بار افزونفصل اولکلیات تحقیق1-1- مقدمه:غالباً سازه‌ها برای زلزله‌های شدید و پذیرش سطوحی از خسارت طراحی می‌شوند و کنترلی از نظر رفتار الاستیک سازه‌ها در محدوده زلزله‌های معتدل که احتمال وقوع سالیانه آن‌ها زیاد می‌باشد مشخص نمی‌شوند. یعنی اینکه تخمینی برای رفتار الاستیک سازه‌ها در چنین حالتی وجود ندارد. سازه در هنگام وقوع زلزله‌های شدید وارد محدوده غیر خطی می‌گردد و در نتیجه برای طراحی آن‌ها نیاز به یک طراحی غیر خطی می‌باشد ولی به دلیل پیچیده بودن تحلیل غیر خطی همچنین وقت‌گیر و پرهزینه بودن و عدم گستردگی برنامه‌های غیر خطی در مقایسه با تحلیل خطی روش‌های تحلیل و طراحی معمول بر اساس تحلیل خطی سازه منظور می‌گردد.یکی از پارامترهای مهم و اساسی در طراحی لرزه‌ای سازه‌ها ضریب رفتار می‌باشد. مقدار این ضریب در برخی آیین نامه‌ها از نتایج آزمایشات انجام شده تعیین شده است و رخداد زلزله بهترین آزمایشگاه برای بررسی رفتار سازه‌ها می‌باشند. برای لحاظ کردن رفتار غیر خطی سازه با یک تحلیل خطی و مشخص کردن میزان اتلاف انرژی در اثر رفتار هیستر زیس، میرایی، اثر اضافه مقاومت سازه و شکل‌پذیری سازه از ضریبی به نام ضریب اصلاح رفتار یا ضریب رفتار استفاده می‌شود.طراحی لرزه‌ای ساختمان‌ها به این صورت است که طرح باید به گونه‌ای باشد تا ساختمان‌ها در هنگام وقوع زلزله‌های کوچک در محدوده خطی و بدون خسارت بمانند. در زلزله‌های متوسط، خسارت غیر سازه‌ای ببینند و در هنگام وقوع زلزله‌های شدید و بزرگ خسارت‌های سازه‌ای و غیر سازه‌ای داشته باشند ولی پایداری کلی آنها حفظ شود.با در نظر گرفتن عملکرد الاستیک سازه در برابر زلزله مقاطع طرح  بزرگتر شده و همین امر باعث غیر اقتصادی شدن طرح خواهد بود. لذا با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی سازه می‌توان از خصوصیات جذب انرژی سازه و تغییر شکل‌های خمیری آن بهره گرفت و به اقتصادی شدن طرح کمک کرد. در صورتی می‌توان از این خصوصیات رفتار غیرخطی سازه بهره جست که سازه تحمل تغییر شکل‌های خمیری را داشته باشد. به عبارت دیگر در طراحی لرزه‌ای سازه باید قادر به اتلاف بخش عمده‌ای از انرژی ورودی از طریق تغییر شکل‌های غیرالاستیک باشد. برای داشتن مقدار منطقی برای مقاومت غیرالاستیک سازه‌ها، صحت میزان کاهش در مقاومت الاستیک امری ضروری می‌باشد.آیین‌نامه  [1] UBC97با آنالیز سازه‌ها بر اساس کفایت آن‌ها، اثرات پاسخ غیر خطی ساختمان، اضافه مقاومت‌ها و شکل‌پذیری عناصر مختلف را مد نظر قرار می‌دهد. بر طبق معیارهای فوق توجه اصلی در برابر زلزله به ایمنی جانبی معطوف است، یعنی جلوگیری از انهدام سازه تحت اثر شدیدترین زلزله‌ای که در طول عمر مفید سازه محتمل است. پس سازه‌ای که بر اساس چنین فلسفه‌ای طراحی می‌شود (طراحی لرزه‌ای) تحت نیروهای شدید زلزله وارد محدوده غیر خطی می‌شود. در نتیجه طرح سازه‌ها برای رفتار خطی تحت لرزش‌های ناشی از زلزله‌های بزرگ اساساً اقتصادی نیست. لذا سازه‌ها برای نیروی برشی به مراتب کوچک‌تر از نیروی برشی تسلیم طراحی می‌شوند. کاهش در مقاومت الاستیک سازه‌ها باید با دقت انجام پذیرد. نحوه و مقدار این کاهش در مقاومت می‌تواند در انجام رفتار مورد نظر در سازه بسیار موثر باشد لذا شناسایی پارامترهای دخیل در این زمینه برآورد اهمیت نسبی آن‌ها در ارائه مقدار صحیح کاهش مقاومت الاستیک طراحی سازه‌ها یک مقوله بسیار با اهمیت و ضروری است.در آیین‌نامه‌های طراحی، سازه‌ها برای مقاومتی کمتر از مقاومت لازم برای رفتار الاستیک در زلزله‌ها طرح می‌شوند که دلیل این امر توجه به مسائل و هزینه‌های ساخت در مقابل میزان خطر رخداد زلزله در طول عمر مفید سازه است. بنابراین همواره انتظار رفتار غیرخطی برای سازه، یعنی رفتار سازه در تغییر شکل‌های فراتر از حد الاستیک که به علت نیروهای فراتر از حد الاستیک ایجاد شده‌اند وجود خواهد داشت. همچنین تجربه تأثیر زلزله‌ها بر سازه‌ها نشان می‌دهد که سازه‌ها در هنگام وقوع زلزله رفتار غیرخطی دارند و به همین جهت مقدار قابل توجهی از انرژی ورودی زلزله را به صورت میرایی و پسماند تلف می‌کنند. بنابراین سازه می‌تواند برای نیروی زلزله بسیار کمتر از نیروی لازم در حالت خطی طراحی گردد.ضریب رفتاری که در آیین‌نامه NEHRP, UBC [2] استفاده می‌شود ضریبی ثابت می‌باشد که بیان کننده اثر شکل‌پذیری و اضافه مقاومت هر سیستم سازه‌ای می‌باشد. در قسمت تفسیر آیین‌نامه،‌ اعمال قضاوت مهندسی طراحی را در استفاده از آن لازم می‌داند. در اینجا این سوال مطرح است که اساس قضاوت مهندسی بر چه استوار است و طراح بر چه اصولی مقدار این ضریب را می‌بایست در نظر بگیرد. در این مورد هیچ گونه مطلبی در آیین‌ نامه‌ها ذکر نشده است و این خود بیان کننده پیچیدگی این ضریب می‌باشد. از این رو به دست آوردن این ضریب برای هر سیستم سازه‌ای متفاوت امری وقت‌گیر و پیچیده برای مهندسین طراح می‌باشد.مسلماً تنها در یک تحلیل غیر خطی می‌توان با توجه به رفتار خمیری سازه‌ها و بررسی مسائلی نظیر مقاومت و شکل‌پذیری محل مفاصل خمیری را مشخص نمود و بدین ترتیب نقاط ضعف سازه‌ها را مشخص کرد. به منظور در نظر گرفتن عواملی از قبیل شکل‌پذیری سیستم‌های سازه‌ای متفاوت و درجات نامعینی، اضافه مقاومت موجود در سازه‌ها و همچنین قابلیت جذب و استهلاک انرژی در ساختمان، آیین نامه‌های مختلف نیروهای محاسبه شده را با توجه به نوع سیستم سازه‌ای و به کمک ضریبی به نام ضریب رفتار کاهش می‌دهند.تعداد صفحه : 156قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید