دانلود پایان نامه ارشد : بررسی رفتار پیچشی سازه های نامتقارن در تحلیل استاتیکی غیر خطی (پوش آور)

دانلود متن کامل پایان نامه بررسی رفتار پیچشی سازه های نامتقارن در تحلیل استاتیکی غیر خطی (پوش آور)

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران مرکزی

دانشکده فنی مهندسی عمران ، گروه سازه

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد (M.Sc)

گرایش :  مهندسی عمران ـ سازه

عنوان :

بررسی رفتار پیچشی سازه های نامتقارن در تحلیل استاتیکی غیر خطی (پوش آور)

استاد راهنما:

دکترمحمد صادق روحانی منش

استاد مشاور:

دکتر منجمی نژاد

تابستان 1390

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 :فهرست مطالبعنوان                                                                                                                                صفحه فصل اول: کلیات -1-1 مقدمه 4................................................................................................ ................................ -2-1 تاریخچه 9............................................................................................ ................................ -3-1 اصول و پایه های نظری پژوهش 11................................................... ................................ -4-1 تحقیقات انجام شده 15........................................................................... ................................ -5-1 ضرورت واهداف تحقیق............................................................................................... 21 -6-1 روش تحقیق 21................................................................................... ................................ -7-1  مزایای استفاده از تحلیل غیرخطی استاتیکی 22................................... ................................ فصل دوم:  مروری بر ادبیات موضوع -1-2 مقدمه 25.............................................................................................. ................................ -2-2  تعریف اهداف عملکردی 26................................................................ ................................ -3-2  تعریف سطوح عملکردی 27............................................................... ................................ -1-3-2 سطوح عملکرد تعریف شده توسط 27................................................................. FEMA -4-2 تعریف سطوح مختلف خطر زمین لرزه 30........................................... ................................ -5-2  انتخاب اهداف عملکردی 30............................................................... ................................ -6-2 مدلسازی 31......................................................................................... ................................ -7-2 پیچش 31............................................................................................. ................................ -8-2 روش تحلیل سازه 31........................................................................... ................................ -9-2 تحلیل های خطی 32............................................................................ ................................ 1-9-2  روش استاتیکی خطی 33.................................................................. ................................ -2-9-2 روش دینامیکی خطی 34.................................................................................... (LDP)  -1-2-9-2تحلیل خطی شبه دینامیکی یا طیفی 35........................................... ................................ -2-2-9-2 معایب روش تحلیل دینامیکی طیفی 36......................................... ................................ -3-2-9-2 تحلیل خطی دینامیکی تاریخچه زمانی 36..................................... ................................ -10-2 تحلیل های غیر خطی 37................................................................... ................................ -1-10-2 روش استاتیکی غیر خطی...................................................................................... 37 -2-10-2 مزایای روش استاتیکی غیر خطی 38........................................................ (Pushover) -3-10-2 تعیین نیاز لرزه ای 39................................................................... ................................ -4-10-2 روش دینامیکی غیر خطی 40........................................................ ................................ -11-2 انتخاب روش تحلیل مناسب 40.......................................................... ................................ -12-2 معیار پزیرش............................................................................................................. 41 فصل سوم: مدلسازی ومطالعات مقدماتی -1-3 مقدمه 43.............................................................................................. ................................ -2-3 مشخصات کلی ساختمان ها وفرضیات طراحی 43................................ ................................ -3-3 محاسبه نیروی جانبی ناشی از زلزله 46............................................... ................................ -4-3 نحوه طراحی اجزاء ساختمانها 46......................................................... ................................ -1-4-3 طراحی ستون ها 47........................................................................ ................................ -2-4-3 طراحی مهاربندها..................................................................................................... 47 -3-4-3 کنترل تغییرمکان نسبی طبقات 47................................................... ................................ -4-4-3 کنترل طبقه نرم 47.......................................................................... ................................ -5-3 نتایج نهایی طراحی ساختمانهای مورد مطالعه 48.................................. ................................ فصل چهارم: نحوه ارزیابی ساختمان های طراحی شده -1-4  مقدمات و مبانی وملزومات بهسازی 68................................................ ................................ -1-1-4 انتخاب هدف بهسازی 68................................................................. ................................ -2-1-4 روش تحلیل و قواعد مدل سازی 68.................................................. ................................   -1-2-1-4 کلیات 68..................................................................................... ................................ -2-2-1-4 ملاحظات مربوط به مدل سازی کلی ساختمان 68.......................... ................................ -2-4 ترکیبات بارگذاری 71.......................................................................... ................................ -1-2-4 بارهای ثقلی 71............................................................................... ................................ -2-2-4 بارهای جانبی 71............................................................................. ................................ -3-4 مدلسازی اعضاء 72............................................................................. ................................ -1-3-4 مدل های اجزا 72............................................................................ ................................ -4-4 رفتار اجزای سازه 75.......................................................................... ................................ -5-4 تحلیل استاتیکی غیرخطی مدل ها 87.................................................... ................................ -1-5-4 منحنی ظرفیت و پارامترهای موثر در دوخطی سازی آن 88............. ................................ -6-4 مدلسازی در نرم افزار 98............................................................................. Ram Perform -1-6-4 مدلسازی المانهای قاب 98................................................................. ................................ -1-1-6-4 مدلسازی ستون های غیرالاستیک........................................................................ 101 -2-6-4 چگونگی مدل میرایی.............................................................................................. 103 -3-6-4 رفتار غیرخطی اعضا............................................................................................. 105 -7-4  روش تحلیل دینامیکی غیرخطی................................................................................. 106 -1-7-4 مشخصات شتاب نگاشت ها................................................................................... . 107 -2-7-4 نحوه مقیاس کردن شتابنگاشت ها............................................................................. 109 فصل پنجم :  نتایج وبحث -1-5 مقدمه.......................................................................................................................... 111 -2-5 ساختمان 3 طبقه......................................................................................................... 111 -1-2-5 ساختمان 3 طبقه بدون خروج از مرکزیت 111 ................................................... (e=0) -2-2-5 ساختمان 3 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد 114....................................... (e=10) -3-2-5 ساختمان 3 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد 117....................................... (e=20) -3-5 ساختمان 5 طبقه......................................................................................................... 120 -1-3-5 ساختمان 3 طبقه بدون خروج از مرکزیت 120 ................................................... (e=0) -2-3-5 ساختمان 3 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد 123....................................... (e=10) -3-3-5 ساختمان 3 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد 126....................................... (e=20) -4-5 بررسی برش پایه ساختمان های مورد تحقیق............................................................... 129 فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات -1-6 نتایج........................................................................................................................... 131 -2-6 پیشنهادات................................................................................................................. .. 132 فهرست منابع و مراجع......................................................................................................... 133 چکیده انگلیسی.................................................................................................................... 154   فهرست جداولعنوان                                                                                                                               صفحه1-2 جدول خرابی پیش بینی شده برای اعضای قائم سازه ای................................................... 29 2-2  جدول شاخص های کیفی خسارت در اعضای سازه ای وغیرسازه ای.............................. 30 3-2 جدول سطوح خطر زمین لرزه 31..................................................................... FEMA 273 1-3 جدول ستونها و مهاربند های موجود در سازه 3  طبقه بدون خروج از مرکزیت................ 51 2-3 جدول ستونها و مهاربند های موجود در سازه 3 طبقه با 10 درصد خروج از مرکزیت...... 52 3-3 جدول ستونها و مهاربند های موجود در سازه 3 طبقه با 20 درصد خروج از مرکزیت...... 53 4-3 جدول ستونها و مهاربند های موجود در سازه 5  طبقه بدون خروج از مرکزیت................ 54 5-3 جدول ستونها و مهاربند های موجود در سازه 5 طبقه با 10 درصد خروج از مرکزیت...... 56 6-3 جدول ستونها و مهاربند های موجود در سازه 5 طبقه با 20 درصد خروج از مرکزیت...... 58 7-3 جدول ستونها و مهاربند های موجود در سازه 5  طبقه بدون خروج از مرکزیت................ 60 8-3 جدول ستونها و مهاربند های موجود در سازه 5 طبقه با 10 درصد خروج از مرکزیت...... 639-3 جدول ستونها و مهاربندC های موجود در سازه 5 طبقه با 20 درصد خروج از مرکزیت.......................................................... 661-4 جدول ضریب................................................................................................................. 73 2-4  جدول ترکیبات بارگذاری در تحلیل استاتیکی غیرخطی.................................................. 74 3-4 جدول نوع مفاصل اعضای قابهای مهاربندی شده.............................................................. 78 4-4 جدول پارامترهای مدلسازی ومعیارهای پذیرش در روش های غیرخطی-اجزا سازه فولادی 88 5-4 جدول پارامترهای مدلسازی ومعیارهای پذیرش در روش های غیرخطی-اجزا سازه فولادی 89 6-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 8 طبقه با خروج از مرکزیت20 درصد........ 96 7-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 8 طبقه با خروج از مرکزیت10درصد.......... 97 8-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 8 طبقه متقارن............................................. 97 9-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 5 طبقه با خروج از مرکزیت20 درصد........ 98 10-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 5 طبقه با خروج از مرکزیت10درصد....... 98  
11-4جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 5طبقه متقارن....................................................................99
12-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 3طبقه با خروج از مرکزیت20 درصد............................99
13-4جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 3طبقه با خروج از مرکزیت10درصد............................100
14-4جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 3 طبقه متقارن..................................................................100
15-4 جدول مشخصات شتابنگاشت های مورد استفاده در تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی .......................111
16-4جدول ضرایب مقیاس شتابنگاشت ها .....................................................................................................113
1-5 جدول برش پایه حاصل از دو حالت تحلیل .............................................................................................133
  فهرست نمودارهاعنوان                                                                                                                             صفحه1-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5  طبقه بدون خروج از مرکزیـت (e=0)  در تحلیـل پـوش آور  تحـت بارمثلثی با خروج از مرکزیت اتفاقی مثبت ومنفی 115..................................... ................................ 2-5  نمــودار Drift طبقــات در ســازه 5  طبقــه بــدون خــروج از مرکزیــت (e=0) در تحلیــل پــوش آور تحت باریکنواخت 116.................................................................................... ................................ 3-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5  طبقه بدون خروج از مرکزیـت (e=0)  در تحلیـل تاریخچـه زمـانی تحت سه شتاب نگاشت 116............................................................................. ................................ 4-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5  طبقه بدون خـروج از مرکزیـت (e=0)  در تحلیـل تاریخچـه زمـانی وتحلیل پوش آور 117...................................................................................... ................................ 5-5 نمودار خطای بدست آمده در Drift طبقات در سازه 5   طبقه بـدون خـروج از مرکزیـت( (e=0 در دو حالت تحلیل پوش آور نسبت به تحلیل تاریخچه زمانی 117............................... ................................ 6-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5  طبقه با خروج از مرکزیـت 10 درصـد (e=10)  در تحلیـل پـوش آور تحت بارمثلثی 118.......................................................................................... ................................ 7-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد (e=10) در تحلیل  پـوش آور تحت باریکنواخت 119.................................................................................... ................................ 8-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5  طبقه با خـروج از مرکزیـت 10 درصـد (e=10)  در تحلیـل تاریخچـه زمانی تحت سه شتابنگاشت 119...................................................................... ................................ 9-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصـد ( (e=10  در تحلیـل تاریخچـه زمانی و تحلیل پوش آور 120.......................................................................... ................................ 10-5 نمودار خطای بدست آمده در Drift طبقات در سازه 5  طبقه با خروج از مرکزیـت 10  درصـد در دو حالت تحلیل پوش آور نسبت به تحلیل تاریخچه زمانی 120................................ ................................ 11-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد ( (e=20 در تحلیل پـوش آور تحت بار مثلثی 121......................................................................................... ................................  12-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد ( (e=20 در تحلیل پـوش آور تحت بار یکنواخت 122................................................................................... ................................ 13-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد ( (e=20  در تحلیـل تاریخچـه زمانی تحت سه شتابنگاشت 122...................................................................... ................................ 14-5 نمودار Drift طبقات در سازه 5 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد ( (e=20  در تحلیـل تاریخچـه زمانی و تحلیل پوش آور 123.......................................................................... ................................ 15-5 نمودار خطای بدست آمده در Drift طبقات در سازه 5 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد ( e=20 ) دردو حالت تحلیل پوش آور نسبت به تحلیل تاریخچه زمانی 123.................... ................................ 16-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه بدون خروج از مرکزیت (e=0)  در تحلیـل پـوش آور تحـت بارمثلثی با خروج از مرکزیت اتفاقی مثبت ومنفی 124..................................... ................................ 17-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8  طبقه بدون خروج از مرکزیـت (e=0)  در تحلیـل پـوش آور تحـت باریکنواخت با خروج از مرکزیت اتفاقی مثبت ومنفی 125............................... ................................ 18-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه بدون خروج از مرکزیت (e=0) در تحلیل تاریخچه زمانی سـه شتابنگاشت 125.............................................................................................. ................................ 19-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه بدون خروج از مرکزیت (e=0)   در تحلیـل تاریخچـه زمـانی و تحلیل پوش آور 126........................................................................................ ................................ 20-5 نمودار خطای بدست آمده در Drift طبقات در سازه 8  طبقه بدون خروج از مرکزیـت ( (e=0 در دو حالت تحلیلپوش آور نسبت به تحلیل تاریخچه زمانی 126................................. ................................ 21-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد (e=10) در تحلیـل پـوش آور تحت بارمثلثی با خروج از مرکزیت اتفاقی مثبت ومنفی 127............................ ................................ 22-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد (e=10) در تحلیل پـوش آور تحت باریکنواخت با خروج از مرکزیت اتفاقی مثبت ومنفی 128....................... ................................ 23-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد ( e=10)  در تحلیـل تاریخچـه زمانی تحت سه شتاب نگاشت 128.................................................................. ................................  24-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد (  (e=10 در تحلیـل تاریخچـه زمانی و تحلیل پوش آور 129.......................................................................... ................................ 25-5 نمودار خطای بدست آمده در Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 10 درصد (e=10) دردو حالت تحلیل پوش آور نسبت به تحلیل تاریخچه زمانی 129....................... ................................ 26-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد (e=20)  در تحلیـل پـوش آور تحت بارمثلثی با خروج از مرکزیت اتفاقی مثبت ومنفی 130............................ ................................ 27-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد (e=20)  در تحلیـل پـوش آور تحت باریکنواخت با خروج از مرکزیت اتفاقی مثبت ومنفی 131....................... ................................ 28-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصـد ( (e=20  در تحلیـل تاریخچـه زمانی تحت سه شتابنگاشت 131...................................................................... ................................ 29-5 نمودار Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد ( (e=20  در تحلیـل تاریخچـه زمانی و تحلیل پوش آور....................................................................................................... 132 30-5 نمودار خطای بدست آمده در Drift طبقات در سازه 8 طبقه با خروج از مرکزیت 20 درصد (e=20) دردو حالت تحلیل پوش آور نسبت به تحلیل تاریخچه زمانی 132....................... ................................  فهرست اشکالعنوان                                                                                                                             صفحه1-2 شکل منحنی ظرفیت سازه بدست آمده از آنالیز 39................................................ Pushover 1-3  شکل پلان ساختمان متقارن............................................................................................ 47 2-3 شکل پلان ساختمان نامتقارن با 10 درصد خروج از مرکزیت.......................................... 47 3-3 شکل پلان ساختمان نامتقارن با 20 درصد خروج از مرکزیت.......................................... 48 1-4 شکل منحنی رفتار عضو شکل پذیر................................................................................ 75 2-4 شکل منحنی رفتار عضو نیمه شکل پذیر......................................................................... 76 3-4 شکل منحنی رفتار عضو شکننده..................................................................................... 76 4-4 شکل روش های تعریف معیار پذیرش اعضا................................................................... 79 5-4 شکل تهیه منحنی چندخطی بار – تغییرشکل برای تلاش های تحت کنترل تغییر شکل...... 82 6-4 شکل تهیه منحنی چندخطی بار – تغییر شکل برای تلاش های تحت کنترل نیرو............. . 83 7-4 شکل منحنی نیرو-  تغییر شکل تعمیم یافته برای اعضا و اجزا فولادی............................. 85 8-4 شکل تعر یف چرخش عضو........................................................................................... 86 9-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 3 طبقه متقارن با ترکیب بار 92................................... (2-1) 10-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 3 طبقه متقارن با ترکیب بار 92................................ (2-2) 11-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 3 طبقه با خروج ازمرکزیت 20 درصدبا ترکیب بار(93    (2-2 12-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 3 طبقه با خروج ازمرکزیت 20 درصدبا ترکیب بار(93    (2-1 13-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 8 طبقه با خروج ازمرکزیت 20 درصدبا ترکیب بار(94    (2-1 14-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 8 طبقه با خروج ازمرکزیت 20 درصدبا ترکیب بار(94    (1-1 15-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 8 طبقه با خروج ازمرکزیت 20 درصدبا ترکیب بار(95    (1-2 16-4 شکل منحنی ظرفیت ساختمان 8 طبقه با خروج ازمرکزیت 20 درصدبا ترکیب بار(95    (2-2 17-4  شکل مدل چرخش خمشی 101.............................................................. ................................ 18-4  شکل مولفه های اصلی برای مدل چرخش خمشی 102........................... ................................  
19-4 شکل مولفه های تیر با مفصل پلاستیک .................................................................................................103
20-4 شکل مدل ناحیه پلاستیک ........................................................................................................................104
21-4 شکل سطح تسلیم P-M-M در فولاد .....................................................................................................106
22-4 شکل بیان فیزیکی میرایی ...................................................................................................... αM + βK107
23-4  شکل نحوه تغییرات میرایی با پریود سازه ...............................................................................................108
24-4 شکل منحنی نیرو- تغییرمکان درRam- Perform بدون درنظرگرفتن کاهش مقاومت.........................109
25-4 شکل منحنی نیرو- تغییرمکان درRam- Perform بدون درنظرگرفتن کاهش مقاومت.........................109
26-4شکل شتاب نگاشت ....................................................................................................................... kobe111
27-4شکل شتاب نگاشت ................................................................................................................. Landers112
28-4شکل شتاب نگاشت .......................................................................................................  Loma Prrieta112
 مقدمه بررسی زلزله های اتفاق افتاده در جهان نشان می دهد که این زلزله ها در یک موقعیت جغرافیایی خاص ومحدودی اتفاق افتاده است .    از آنجائیکه معمولا شکل این نواحی زلزلـه خیـز بصـورت یـک کمربند می باشد بنام مناطق زلزله خیز یا کمربند زلزله نامیده می شوند. نواحی زلزله خیز جهان را می توان در چند نوار زلزله گنجاند.   نوارمحیط اقیانوس آرام از مهمتـرین آنهـا اسـت .  بعـد از نـوارمحیط اقیانوس آرام می توان به نوار زلزله آلپ – هیمالیا که به آلپاید مشهوراست، اشاره نمود. ازمناطق زلزلـه خیزدیگر، نواروسط اقیانوس اطلس را می توان ذکر کرد. [1] واقع شدن ایران درکمربند لرزه خیز آلپای د که یکی از لرزه خیزترین مناطق جهان اسـت و وقـوع 130 زلزله با بزرگی بیش از7/5   ریشتردر قرن گذشته وبا توجه به اینکه بطور متوسط درهرسـال یـک زلزله با بزرگی بیش از 4   ریشتردر کشورمان رخ می دهد وخسارات مالی وجانی زیادی بـه بـار مـی آورد اهمیت شناخت دقیق زلزله ونیروها ی ایجاد شده بوسیله  زلزلـه در سـاختمان را بـیش از پـیش نشان دهد. در سالهای اخیر،   روشهای زیادی برای آنالیز لـرزه ای سـازه هـا ارائـه شـده اسـت. یکـی از ایـن روشها، روش تحلیل استاتیکی غیر خطـی ( پـوش آور) مـی باشـد.  معمـولا اکثـر روشـها بـه مـدلهای ساختمانی صفحه ای (دو بعدی) محدود می شوند بنابراین چنین امری تنها برای سـازه هـای متقـارن قابل قبول می باشد.    اما در سالهای اخیر تلاشهای فراوانی صورت گرفته تا این روش بـه سـازه هـای نامتقارن که نیازمند تحلیل سه بعدی هستند نیز تعمیم داده شود، بررسی رفتار سازه ها در زمین لـرزه های گذشته نشان می دهد که پیچش حاصل از نامتقارن بودن ساختمانها یکی از دلایل آسـیب دیـدن 
شدید ساختمان می شود. علیرغم تحقیقات انجام شده دراین مورد،هنوز رفتار ساختمانهای نامتقـارن
تحت تاثیر پیچش به طور کامل درک نشده است.  و دلیل آنرا میتوانتعداد زیـاد پـا رامترهـای مـوثر
دانست. 
 تحقیقا ت وسیع انجام شده درمورد ساختمانهای نامتقارن با درنظـر گـرفتن رفتـارغیرخطی بیشـتر محدود به ساختمانهای نامتقارن یک طبقه می باشد، بنابراین نمی توان با اطمینان نتایج حاصـل از ایـن  تحقیقات را به ساختمانهای چند طبقه تعمیم داد و از طرفـی دیگـر مـدلهای عـددی پیچیـده ،روشـی کاربردی برای تحقیق  نمی باشند. هدف از این تحقیق بررسی رفتار ساختمانهای چند طبقه نامتقـارن وارائـه یـک چـارچوب قابـل درک، بدون انجام هرگونه تحلیل دینامیکی غیرخطی پیجیده می باشد. این تحقیق در شش فصل گردآوری شده است: فصل اول: به کلیات موضوع پرداخته شده واصول وپا یه های نظری مربـوط بـه روش پـوش آور وضرورت تحقیق واهداف آن آورده شده است . فصل دوم: مروری بر ادبیات موضوع می باشد واهداف عملکردی وسطوح عملکردی وروشـهای تحلیل بیان شده است. فصل سوم:   مشخصات کلی ساختمانها وفرضـیات طراحـی وهمچنـین طریقـه محاسـبه نیروهـای جانبی آورده شده ودر نهایت نتایج نهایی طراحی سازه ها بصورت جدول ارائه شده است. فصل چهارم :نحوه ارزیابی ساختمانهای طراحی شده ارائه شده است .  مبانی وملزومات بهسـازی، ترکیبات بارگذاری در تحلیل پوش آور در این فصل آورده شده است. فصل پنجم:اعلام نتایج بدست آمده از تحلیل ،بررسی،  مقایسه ونتیجـه گیـری آنهـا پرداختـه مـی شود. فصل ششم:نتیجه گیریهای کل وپیشنهادات برای تحقیقات آتی ارائه می گردد.  فصل اول کلیات (1-1 مقدمه عملکرد ساختمانها در زلزله های گذشته نشان داده است که معمولا ساختمانهای نامتقارن نسـبت به ساختمانهای متقارن آسیب پذیرتر بوده ودر حین زلزله دچار آسیبهای شدیدتر مـی گردنـدواحتمال فروریزش آنها نسبت به ساختمانهای متقارن بیشـتر مـی باشـد.   خرابـی حـدود چهـل ودو درصـد از ساختمانها در زلزله 1985 مکزیک به علت آثار پیچشی ، نشان داد که ساختمانهای نامتقـارن از لحـاظ سختی ومقاومت در پلان ،بسیار آسیب پذیر هستند .  ارتباط موجود بین حرکات جـانبی وپیچشـی در یک ساختمان با پلان نامتقارن که در اینجا به عنوان پیچش طبیعی معرفی می شود باعـث ایجـاد نیـاز تغییر شکل غیر یکسان در صفحات مقاوم جانبی در سیستم می گردد. با بررسی این نوع ساختمانها در زمان وقوع زلزله می توان نتیجه گرفت که آسیب پذیری اینگونـه ساختمانها  در نتیجه لنگرهای پیچشی وتغییرمکانهای دورانی اضافی است کـه در اثـر عـدم تقـارن در دیافراگم های ساختمان ایجاد شده وسبب افزایش خسارات سازه ای وغیر سـازه ای بـویژه در وجـوه بیرونی ساختمان می گردند.   عدم تقارن درساختمان می تواند دراثرتوزیع نامتقـارن جـرم در دیـافراگم های ساختمان یا در اثر توزیع نامتقارن سختی یا مقاومت در المانهای باربر جانبی باشد.  عـدم توزیـع یکنواخت جرم ،سختی ومقاومت سبب می گردد تا نقطه اثر برآیند نیروهای ناشی از زمـین لـرزه بـا نقطه اثر برآیند نیروهای المانهای باربر جانبی یکی نبوده ودر صورتیکه ساختمان دارای دیافراگم های صلب یا نیمه صلب باشد لنگرهای پیچشی در این دیافراگم ها ایجاد گردد.  وقتی که رفتـار سـاختمان در محدوده الاستیک است نقطه اثر برآیند نیروهـای مقـاوم جـانبی منطبـق بـر مرکـز سـختی (مرکـز صلبیت)ساختمان می باشد،   اما وقتی که در حین زلزله تعدادی از المانهای بـاربر جـانبی جـاری مـی گردند محل برآیند نیروهای مقاوم جانبی تغییر کرده ونهایتا اگر تمامی المانهـای بـاربر جـانبی جـاری گردند نقطه اثر برآیند نیروهای مقاوم جانبی بر مرکز مقاومت منطبق می گردد.  بنـابراین بـا توجـه بـه نحوه رفتار سازه در حین زلزله میزان لنگرهای پیچشی ایجاد شده در حین زلزلـه تغییـر مـی نمایـد و مراکز سختی ومقاومت نمایانگر وضعیت حدی این تغییرات درزمانیکـه سـازه در محـدوده خطـی یـا غیرخطی (مصالح)رفتار می کند می باشد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که محل مراکز جـرم،سـختی ومقاومت از پارامترهای اصلی می باشند که رفتار سازه های نامتقارن را تحـت تـاثیر قـرار میدهنـد. از   پارامترهای مهم دیگری که بر رفتارپیچشی سازه ها تاثیر می گذارند سختی ومقاومـت پیچشـی سـازه وممان اینرسی جرمی طبقات می باشند. دستورالعملها وآیین نامه های طراحی ساختمانها در برابر زلزله ضـوابط ویـژه ای بـرای طراحـی سازه های نامتقارن دارند،   این دستورات در آیین نامه ها ی طراحی بـر اسـاس عملکـرد نیزبـا وجـود تفاوت زیادی که این آیین نامه ها با آیین نامه های عادی طراحی لرزه ای ساختمانها دارند تکرار شده اند.   این در حالی است که این دستورات درطراحی های معمول وبرای سطح خطر وعملکـرد از پـیش تعریف شده آیین نامه های معمول نیز دارای کاستی هایی می باشند.   با توجه بـه انتظـار رفتـار شـکل پذیر ساختمانها در مقابل زلزله های متوسط وشدید که در آن با افـزایش نیرو هـای داخلـی ، اعضـای مقاوم جاری شده ومقدار آن عملا در اعضا ثابت باقی می ماند، لذا خرابی عضو از آن پس با ظرفیـت تغییر شکل پلاستیک آن (متناسب با ظرفیت شکل پذیری عضو)کنترل می گردد. بنابراین طراحی سـازه برای سطوح عملکرد متفاوت بطور طبیعی با طراحی بر اساس تغییر مکان همخوانی بیشتری نسبت به روشهای معمول طراحی براساس نیرو دارد.    لـذا در ایـن رابطـه روشـهای طراحـی جدیـد بـر اسـاس تغییرمکان توسعه داده شده اند. اما در این روشها هم عموما برای محاسبه مقاومت مـورد نیـاز عناصـر باربر جانبی در طراحی سازه های جدید می بایست نیروی برش پایه بدست آمده وسـپس در طبقـات وبین عناصر باربر جانبی توزیع گردند که مع مولا از روشهای معمول آیین نامه های لرزه ای برای ایـن منظور استفاده می گردد.    ضوابط پیچشی آیین نامه ها بر این فرض اسـتوار اسـت کـه سـختی عناصـر باربر جانبی براساس ابعاد هندسی آن قابل محاسبه می باشد ودر نتیجه در خلال تعیین مقاومت اعضـا در سازه هایی که ابعاد هندسی ال مانهای باربر جانبی ثابت می مانند محل مرکز سختی ثابت بـاقی مـی ماند. نحوه رفتار المانها با این فرض در شکل (a -1) نشان داده شده است مطالعات اخیر نشـان داده است که این فرض در مورد بخش قابل توجهی از المانها که امروزه در ساخت سـاختمانها بکـار مـی روند معتبر نمی باشد . در این سری از المانها که از آنها با المانهای نوع D  نام برده می شود بـا تغییـر مقاومت ولی با فرض ثابت ماندن ابعاد،  عملا تغییرمکان حدجاری شدن المان دچـار تغییـرات جزئـی شده ولذا این سختی المان است که تابع میزان مقاومت وتغییرمکان حدجاری شدن می باشد. بنـابراین در هنگام توزیع نیرو وتعیین مقاومت المانهای باربرجانبی ، با تغییـر مرکـز مقا ومـت سـاختمان مرکـز  سختی المان نیزمتناسب با آن تغییرمی نماید.   نحوه رفتار اینگونه المانها در شـکل (b -1) نشـان داده شده است شکل – (1-1) رفتار نیرو ـ تغییر مکان المانها ساختمانهایی که با  توجه به عملکرد های متفاوتی که در سطوح خطر محتمل از آنهـا انتظـار مـی رود دچار درجات متفاوتی از رفتارهای غیر خطی می گردند ممکن است بـرای آنهـا آرایـش مناسـب مراکز سختی،مقاومت وجرم در هر سطح عملکرد متفاوت باشد. به عنوان نمونه زمانیکه سـاختمانی در سطح خطرمشخص برای سطح  عملکرد سـکونت بـی وقفـه طراحـی مـی گـردد، در ایـن صـورت از ساختمان انتظار رفتارغیرخطی قابل توجهی نمی رود و می توان انتظار داشت که مناسب ترین آرایـش مراکز مقاومت، سختی وجرم آرایشی است که در آن مرکز جرم برمرکز سختی منطبق گـردد. در حـالی که احتمالا این آرایش برای ساختمانی که ازآن انتظار عملکرد ایمنی جانی می رود یعنی ساختمانی که حین زلزله رفتار غیرخطی قابل ملاحظه از خود نشان میدهد مناسب نمی باشد. بطور کلی برای کنترل عملکرد سازه، میزان خسارات وارده به ساختمان در حین زلزله محدود می گردد.  برای این منظـور از پارامترهای خسارت مختلف که شرایط خسارات سازه ای وغیر سازه ای را نشان می دهند استفاده می گرددمعمولا. برای کنترل خسارات سازه ای از تغییرشکل یا دوران پلاستیک، تغییرمکان نسبی طبقـات ویا از شکل پذیری استفاده مـی شـود.    بـرای کنتـرل میـزان خسـارات عناصـر غیـر سـازه ای نیـزاز پارامترهایی نظیر تغییرمکان نسبی طبقات ویا شتاب طبقه استفاده می گردد. از جمله عوامل دیگری که برآرایش مناسب مرکز جرم، سختی ومقاومت تاثیر می گذارد نوع پارامترمورد بررسـی مـی باشـد. بـه عنوان نمونه آرایشی که می تواند میزان شکل پذیری در عضو بحرانـی را بهبـود بخشـد لزومـا سـبب بهبود پارامتر تغییرمکان نسبی بین طبقات نمی گردد.   رفتار پیچشی سازه ها معمولا بـه عوامـل متعـدد وپارامترهای متنوع که تابع مشخصات سازه است بستگی دارد. زمانیکه مسـاله در محـدوده غیرخطـی مورد بررسی قرار می گیرد،تعداد پارامترهای حاکم بر مساله افزایش می یابد.  این مساله با توجـه بـه محدودیتهای محاسباتی در گذشته سبب شده تا اکثر مطالعات پیچشی انجام شده برروی مدلهای ساده انجام گیرند. این مدلها معمولا یک طبقه وبا المانهای مقاوم برشی در یک جهت می باشند ومطالعـات کمتری برروی مدلهای چند طبقه یا مدلهای با سیستم مقاوم در هر دو جهت وتحت اثر نگاشـتهای دو مولفه ای انجام گرفته است.  واضح است که رفتارپیچشی سازه ممکن است اثرات مخربی را بـر رفتـار سازه در حین زلزله های شدید داشته باشد.   بـه دلیـل تعـداد زیـاد پارامترهـای مـوثربر رفتـار پیچشـی ساختمان های نامتقارن هنوز رفتار این نوع ساختمانها بـه طـور کامـل درک نشـده اسـت .  هـر چنـد مطالعات نسبتا وسیعی در زمینه رفتار غیرخطی ساختمانهای یک طبقه نامتقارن صـورت گرفتـه اسـت 1]،[2 ولی هنوز نمی توان با اطمینان نتایج حاصل از این تحقیقات را به ساختمانهای چندطبقه تعمیم داد واز سوی دیگر مدلهای عددی پیچیده ، روشی کاربردی برای تحقیق باشند. با توجه به پیشرفت علم مهندسی زلزله در سالهای اخیـر،  شـناخت فاکتورهـای جدیـد طراحـی ساختمانها نیاز به مطالعات بیشتری دارد.در  این زمینه بیشـترین تاکیـد در گسـترش طراحـی براسـاس عملکرد خواهد بود که شامل حرکات زمین ومطالعات جدید تجربی وتحلیلی در مورد شناخت رفتـار اجزای ساختمان می باشدمحققین براساس مطالعاتی که بر روی اثرات زمین لرزه هایی همچون زمین لرزه 6.7 ریشتری نورتریج در ایالات متحده در سال 1994 وزلزله 7.1  ریشتری لوما پریتا وهمچنین زمین لرزه کوبه ژاپن در سال 1995وموارد دیگر انجام داده اند.  مشاهده کردند سازه هایی که بـا آیـین  نامه های متداول طراحی شده اند ، از لحاظ تامین امنیت وسلامت جانی ساکنین ، عملکرد خـوبی از خود نشان داده اند، اما بدلیل گستردگی خرابیهای ساختمانها ، زیانهای اقتصادی ومالی زیـادی بـه بـار آمد.    این امر سبب شد تا نیاز شدید به دستورالعملها وآیین نامه هایی که قابلیـت کنتـرل کـردن میـزان خسارات در زلزله های متوسط را دارا باشند احساس شود. در نتیجه مجموعه آیین نامه ها ودستورات مبتنی  بر طراحی براساس عملکرد ایجاد شدند که به عنوان نمونـه مـی تـوان از دسـتورالعملهای- 40 ATC،FEMA 356 نام برد. [3] امروزه اعتقاد بر این است که تنها در نظر گرفتن سطح عملکرد مصونیت جانی برای طـرح لـرزه ای در نواحی فعال لرزه ای کافی نیست. در ضمن طرح لرزه ای را از نظرهای دیگر، که همان هزینـه های مرمت وزمان بازسازی کامل هستند باید مد نظر قرار داد.    از این رو در چنـد سـال اخیـر تـلاش وتحقیقات بسیاری توسط محققین صورت گرفته تا راهکارها و روشهایی بـرای ارزیـابی دقیـق تـر از رفتار سازه ارائه گردد ودر واقع بتوان سازه ای طراحی کرد که در برابر زلزله مشـخص، رفتـار معینـی داشته باشد. عملکرد سازه ها در مقابل زمین لرزه وسطوح مختلف عملکرد در برابر زلزله ها بـا سـطح خطـر معین مبانی اصلی روش طراحی بر اساس عملکرد می باشند.  در آیین نامه طراحی ساختمانها در برابـر زلزله (استاندارد (2800،ضوابط ومقرراتی برای طراحی واجـرای سـاختمانها در برابراثرهـای ناشـی از زلزله ارائه شده است.»  بطور کلی با رعایت این آیین نامه انتظـارمی رود بـا حفـظ ایسـتایی سـاختمان درزلزله های شدید (زلزله طرح)    تلفات جانی به حداقل برسـد ونیـز سـاختمان در برابـر زلزلـه هـای خفیف ومتوسط (زلزله سطح بهره برداری )   بدون وارد شدن آسیب عمده سـازه ای قـادر بـه مقاومـت باشد«[19] در استاندارد 2800  به منظور تحلیل وطراحی سازه برای اهداف تعریف شـده، از روشـهای خطـی والاستیک استفاده می گردد که در آن پارامتر اصلی پاسخی که معیار کنترل سـازه واجـزاء آن در نظـر گرفته شده،نیرو می باشد و  این در حالی است که سـازه در هنگـام وقـوع زمـین لـرزه از خـود رفتـار غیرخطی نشان می دهد. آیین نامه برای در نظر گرفتن این رفتار سازه وهمچنین اثرات حرکات زمـین  بر سازه از ضریب کاهش نیرو که به عنوان ضریب اصلاح پاسخ یا ضـریب رفتـارR نامیـده مـی شـود استفاده می کند. از کاربردهای ضریب رفتار R  در این آیـین نامـه مـی تـوان تعیـین بـرش پایـه طراحـی، کنتـرل تغییرمکان نسبی طبقات،  محاسبه بیشترین تغییرمکان غیر الاستیک مورد انتظـار بـر مبنـای تغییرمکـان الاستیک ناشی از نیروهای طراحی وهمچنین محاسبه نیروهای واقعی اجزایی از سازه که عامل کنتـرل طراحی در آنها نیرو می باشد نام برد . اما می دانیم که ضریب رفتار Rبه عوامل متعدد وپیچیده زیادی بستگی دارد وهمچنین معیار نیرو نمی تواند عملکرد واقعی سازه واجـزای آنهـا ویـا میـزان خسـارت وآسیب وارده را در حالت غیرخطی نشان دهد. حال این سوال مطرح می شود که آیا اهداف عملکر دی پیش بینـی شـده در اسـتاندارد 2800 بـا توجه به سطوح خطر زمین لرزه ارائه شده در آن، برای ساختمانهایی که براسـاس ضـوابط ایـن آیـین نامه طراحی می شود تامین می گردد؟ در ایــن تحقیــق تــلاش مــی گــردد بــا اســتفاده از اصــول مهندســی زلزلــه بــر اســاس ســطح عملکرد،وضعیت سطوح عملکردی ساختمانهای نامتقارن که دارای مهاربند واگرا هسـتند ، تحـت اثـر سطح خطر زمین لرزه نوع یک تعیین گردد.   (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)تعداد صفحه : 175قیمت : 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