پایان نامه ارشد: ارزیابی عملکرد لرزه ای قاب های خمشی فولادی از نظر شکل پذیری

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته عمران

گرایش : زلزله

عنوان : ارزیابی عملکرد لرزه ای قاب های خمشی فولادی از نظر شکل پذیری

 

دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد

دانشکده فنی و مهندسی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

در رشته مهندسی عمران- زلزله

عنوان :

ارزیابی عملکرد لرزه ای قاب های خمشی فولادی از نظر شکل پذیری

استاد راهنما :

دکتر محسن ایزدی نیا

 

استاد مشاور :

دکتر محمد علی رهگذر

 

بهمن    1391

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

عنوان                                                                                                 صفحه

 

چکیده———————————————————————-

فصل اول : اهداف و روند تحقیق

1-1-مقدمه. 3

1-2-بیان مسئله و اهداف تحقیق: 7

1-3-فصول تشکیل دهنده‌ی پایان‌نامه 8

فصل دوم : بررسی سیستم سازه‌ای قاب خمشی

2-1-مقدمه. ..11

2-2-رفتار قاب‌های خمشی در برابر بار جانبی- 12

2-2-1-تغییر شکل ناشی از خمش طره‌ای- 13

2-2-2-تغییر شکل ناشی از خمش تیرها و ستون‌ها 13

2-3-رابطه‌ی بار- تغییر مکان در قاب‌های خمشی- 14

2-4-رفتار چرخه‌ای قاب‌ها 14

2-5-شکل‌پذیری قاب‌های خمشی- 15

2-6-مفاصل پلاستیک در قاب‌های خمشی- 16

2-7-ظرفیت دوران پلاستیک– 17

2-8-تعیین موقعیت مفاصل پلاستیک– 18

2-9-مشخص کردن لنگر پلاستیک محتمل در مفصل پلاستیک– 19

2-10-کنترل ضابطه‌ی تیر ضعیف – ستون قوی- 19

2-11-چشمه‌ی اتصال- 21

2-12-اتصالات در قاب‌های خمشی: 24

2-12-1-اتصالات غیر مسلح: 25

2-12-2-اتصالات مسلح شده: 29

2-13-عوامل موثر بر عملکرد لرزه‌ای اتصالات: 31

2-13-1-نامعینی (Redundancy) در قاب‌های خمشی و اثر آن بر اتصالات: 32

2-13-2-اثرات نسبت دهانه به عمق بر رفتار اتصالات : 32

2-13-3-اثر ضخامت بال اتصال بر عملکرد اتصال: 34

2-13-4-اثرات تسلیم چشمه اتصال در عملکرد اتصال: 35

2-13-5-اثرات خاصیت فولاد در عملکرد اتصال: 35

2-13-6-اثرات نوع جوش و پروسه جوش کاری بر رفتار اتصال: 35

 

فصل سوم : تحلیل دینامیکی افزایشی

3-1-مقدمه. 38

3-2-تعاریف بنیادی در تحلیل دینامیکی افزایشی تک رکورده[10] 43

3-3-تحلیل دینامیکی افزایشی چند رکورده 46

3-4-انتخاب IM و روش صحیح مقیاس کردن[10] 49

3-5-الگوریتم کلی روش IDA- 51

3-6-مقایسه روش IDA با روش تحلیل بار فزاینده 53

3-7-برآورد ظرفیت سازه‌ای و شرایط حدی بر اساس تحلیل IDA تک رکورده 55

فصل چهارم : ارزیابی احتمالاتی عملکرد لرزه ای

4-1-مقدمه……. 59

4-2-مهندسی زلزله بر مبنای عملکرد (PBEE) 59

4-3-روش‌های مختلف ارزیابی عملکرد 62

4-3-1-تخمین مستقیم  و – 64

4-3-2-تخمین  و – 65

4-3-3-کفایت IM : تخمین  و – 67

4-4-چارچوب پیشنهادی PEER برای ارزیابی عملکرد 68

4-5-تحلیل احتمالاتی تقاضای لرزه‌ای بر مبنای پارامتر (IM) 70

4-5-1-ویژگی‌های یک شاخص شدت مطلوب]13[. 71

4-5-2-کلیات و مفاهیم پایه 72

4-5-3-عدم قطعیت (Uncertainty) 73

4-5-4-روش برخورد احتمالاتی با عدم قطعیت‌ها: 77

4-5-5-مدل کردن عدم قطعیت‌های تحلیل احتمالاتی تقاضای لرزه ای- 78

4-5-6-چارچوب تحلیل احتمالاتی تقاضای لرزه‌ای بر مبنای IM : 81

4-5-7-رویکرد FEMA350- 85

فصل پنجم : مدل سازی رفتار قاب‌های خمشی تحت بارهای لرزه ای

5-1-مقدمه……. 98

5-2-مدل سازی بدون در نظر گرفتن زوال سختی و مقاومت- 99

5-2-1-مدل‌های خطی مرکز به مرکز (بدون در نظر گرفتن چشمه اتصال) 99

5-2-2-مدل‌های خطی با در نظر گرفتن چشمه اتصال- 99

5-2-3-مدل غیرخطی مرکز به مرکز 100

5-2-4-مدل غیر خطی با در نظر گرفتن چشمه اتصال- 101

5-3-مدل‌هایی که زوال سختی و مقاومت در بار سیکلی را لحاظ می‌کنند- 103

5-3-1-مدل ایبارا- کراوینکلر (Ibarra – Krawinkler ) : 105

5-3-2-مدل اصلاح شده ایبارا-کراوینکلر (Modified Ibarra – Krawinkler Model) 110

فصل ششم : مشخصات سازه های مورد استفاده و نحوه مدل سازی

6-1-مشخصات سازه های مورد استفاده 118

6-2-معرفی نرم افزار و نحوه مدل سازی- 124

6-3-انتخاب شتاب نگاشت‌ها: 127

6-4-آنالیز دینامیکی غیرخطی افزایشی- 128

6-5-پردازش آماری بر روی اطلاعات منحنی‌های چند رکورده IDA- 130

فصل هفتم : بررسی و مقایسه نتایج

7-1-مقایسه نمودارهای بدست آمده از تحلیل دینامیکی فزاینده و تحلیل استاتیکی غیر خطی- 132

7-2-سازه 3 طبقه 132

7-2-1-بررسی منحنی‌های ظرفیت سازه 132

7-3-سازه 9 طبقه 134

7-4-سازه 20 طبقه 136

7-5-نتیجه گیری: 137

7-6-منحنی‌های آسیب پذیری (Fragility Curves) 139

7-7-تعیین سطوح اطمینان سازه ها به وسیله رویکرد  FEMA350- 145

فصل هشتم : نتایج

8-1-مقدمه 148

8-2-نتیجه گیری- 149

8-3-پیشنهاداتی برای تحقیقات آینده 150

مراجع———————————————————————– 162

 

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                 صفحه

 

جدول 2- 1- اتصالات از پیش پذیرفته شده [5] 25

جدول 2- 2- الزامات اتصال RBSاز پیش پذیرفته شده[5] 29

جدول 3- 1-انواع تحلیل در سازه ها و فرایند آن‌ها]8[ 39

جدول 4- 1- کلیات روش ارزیابی عملکردی]8[ 68

جدول 4- 2- ضریب اعتماد λ، تابعی از سطح اعتماد، ضریب خطر، عدم قطعیت]16[. 86

جدول 4- 3- مقادیر قراردادی برای شیب منحنی لگاریتمی خطر ]16[. 87

جدول 4- 4- ضریب بایاس]16[. 88

جدول 4- 5- ظرفیت تغییر مکان نسبی بین طبقات کلی و ضریب مقاومت برای ساختمان‌های  منظم]16[. 89

جدول 4- 6- ظرفیت محلی و ضریب ظرفیت محلی و حد کاهش مقاومت برای اتصالات نوع 1 (اتصال شکل‌پذیر) ]16[. 91

جدول 4- 7- ظرفیت محلی و ضریب ظرفیت محلی و حد کاهش مقاومت برای اتصالات نوع 2 (اتصال ترد ) ]16[. 91

جدول 4- 8-ضریب تقاضا]5[. 93

جدول 4- 9-ضریب عدم قطعیت تحلیل در تقاضا]16[. 94

جدول 4- 10– ضریب عدم قطعیت برای ارزیابی تغییر مکان نسبی داخلی محلی]16[. 95

جدول 4- 11-برای ارزیابی تغییر مکان نسبی داخلی کلی]16[. 96

جدول 5- 1- خلاصه ای از قابلیت‌های مدل‌های هیسترزیس معرفی شده  ]20[ . 105

جدول 5- 2- مقادیر پیشنهادی برای نسبت مقاومت خمشی مورد انتظار به موثر و نسبت بعد از تسلیم ]20[ . 113

جدول 5- 3- مقادیر پارامترهای مدلسازی برای تیرهای طبقه دوم سازه سه طبقه (W33X118) 116

جدول 5- 4- مقادیر مربوط به پانل اتصالات تیر به ستون در طبقه دوم سازه سه طبقه 116

جدول 6- 1مشخصات مقاطع سازه 3 طبقه با قاب خمشی- 122

جدول 6- 2-مشخصات مقاطع سازه 9 طبقه با قاب خمشی- 122

جدول 6- 3- مشخصات مقاطع سازه 20 طبقه با قاب خمشی- 123

جدول 6- 4- مشخصات لرزه‌ای رکورد های انتخاب شده 128

 

 

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                 صفحه

 

 

شکل 2- 1- ساختمان Davis Wing با سیستم قاب خمشی ویژه، ستون‌های W36 و تیرهایW30 [1]. 12

شکل 2- 2- تغییر شکل قاب‌های خمشی[2] 13

شکل 2- 3- روابط بار- تغییر مکان برای قاب خمشی تحت بار ثقلی[3] 14

شکل 2- 4- روابط بار- تغییر مکان قاب‌های خمشی پرتال[2] 15

شکل 2- 5- روابط شکل‌پذیری برای قاب خمشی پرتال[2]. 16

شکل 2- 6- ظرفیت دوران پلاستیک مورد نیاز قاب‌های خمشی[2] 17

شکل 2- 7- محل تشکیل مفاصل پلاستیک[2]. 18

شکل 2- 8- تلاش‌های وارده در محل تشکیل مفاصل پلاستیک[2]. 18

شکل 2- 9- مود گسیختگی و تشکیل طبقه‌ی نرم [2]. 20

شکل 2- 10- چشمه‌ی اتصال[2]. 21

شکل 2- 11- تغییر شکل چشمه‌ی اتصال ]2[ 23

شکل 2- 12- شکست ترد در چشمه‌ی اتصال و شکل 2- 13- تقویت چشمه‌ی اتصال،تشکیل مفصل در تیر [1]. 23

شکل 2- 14- اتصالات جوشی با گیرداری کامل (FR) [5]. 26

شکل 2- 15- اتصالات پیچی با گیرداری کامل (FR) [5]. 27

شکل 2- 16- اتصال با گیرداری نسبی(PR) [5]. 27

شکل 2- 17- نمونه‌هایی از اتصالات صلب ماهیچه ای مسلح[6]. 30

شکل 2- 18- نمونه‌هایی از اتصالات صلب با ورق تقویتی مسلح[6]. 31

شکل 2- 19- توزیع کرنش الاستیک و پلاستیک در تیرهای با عمق متفاوت[6]. 34

شکل 2- 20- اثر طول دهانۀ تیر[6] 34

شکل 3- 1- نتایج حاصل از منحنی‌های IDA برای ساختمانی 20 طبقه با قاب فولادی ممان گیر تحت رکورد زلزله 1940 السنترو… 42

شکل 3- 2- نمودارهای IDA تک رکورده برای یک ساختمان 5 طبقه بادبندی تحت چهار رکورد زلزله مختلف [10] 47

شکل 3- 3- منحنی‌های IDA برای ساختمانی 5 طبقه و بادبندی و پریود 8/1 ثانیه در برابر 30 رکورد [10] 48

شکل 3- 4- پاسخ شکل پذیر قابی با چند درجه آزادی و پریود 1 ثانیه در برابر 20رکورد [10] 50

شکل 3- 5- منحنی‌های IDA برای ساختمانی 9 طبقه با قاب ممان گیر و پریود 2/2 ثانیه [10] 51

شکل 3- 6- الف و ب- منحنی میانه IDA در مقابل منحنی SPA در 2 ساختمان متفاوت [10] 54

شکل 3- 7- قوانین پایه ای متفاوت در ساختمانی 3 طبقه با قاب ممان گیر و پریود 3/1 ثانیه [10]. 56

شکل 4- 1- مدل رگرسیون اعمال شده به جفت داده های شتاب طیفی و تقاضا ]14[ 79

شکل 4- 2- تقریب توانی تقاضا بر حسب شتاب طیفی]14[ 80

شکل 4- 3- نقش عدم قطعیت مدل در تعیین تقاضای لرزه ای]14[ 81

شکل 4- 4- تقریب خطی منحنی خطر لرزه‌ای بر حسب شتاب طیفی در مقیاس دو لگاریتمی]15[ 83

شکل 4- 5- منحنی ممان- انحناء برای اتصال شکل‌پذیر و شکل 4- 6- منحنی ممان- انحناء برای اتصال ترد]16[. 90

شکل 5- 1- مدل قیچی برای در نظر گرفتن چشمه اتصال]17[ 100

شکل 5- 2- مدل غیر خطی بدون در نظر گرفتن چشمه اتصال]17[ 101

شکل 5- 3- مدل سازی چشمه اتصال با استفاده از المان متوازی‌الاضلاع]18[ 102

شکل 5- 4- رفتار نیرو تغییر مکان چشمه اتصال]18[ 102

شکل 5- 5- مقادیر تسلیم در رفتار سه خطی اختصاص داده شده به دو عضو به وسیله فوتچ و یان (Foutch، Yun) ]17[ 103

شکل 5- 6-منحنی نیرو تغییر مکان بدست آمده از بارگذاری مونوتونیک و سیکلی ]19[ . 104

شکل 5- 7-منحنی پوش هیسترزیس (back-bone) برای مدل‌های هیسترزیس ]19[ . 106

شکل 5- 8- منحنی bilinear با تعریف حد مقاومت ]19[ . 107

شکل 5- 9- قوانین پایه مدل هیسترزیس رأس گرا (Peak – Oriented ) ]19[ . 108

شکل 5- 10- قوانین پایه مدل هیسترزیس چلانده (Pinching ) ]19[ . 108

شکل 5- 11- نمایش چهار مود کاهندگی به صورت جداگانه بر روی مدل رأس گرا (Peak – Oriented ):الف) زوال مقاومت پایه، ب) زوال مقاومت پس از تسلیم، ج) زوال سختی بار برداری د) زوال سختی بارگذاری دوباره ]19[ . 109

شکل 5- 12- مدل اصلاح شده ایبارا-کراوینکلر ( Modified Ibarra – Krawinkler Model) ]20[ . 112

شکل 5- 13- کالیبره کردن مدل اصلاح شده بر روی دو نمونه از منحنی‌های ممان-انحنا آزمایشگاهی بدست آمده توسط الف) پوپوف ب) انگل هارت ]22[ . 114

شکل 6- 1- مشخصات سازه های 9،3 و 20 طبقه با سیستم قاب خمشی [2]. 119

شکل 6- 2- دستگاه مختصات محلی و کلی برای المان‌ها [23] 125

شکل 6- 3-نمودار بیشینه تغییر مکان نسبی برای مقیاس‌های مختلف یک رکورد جهت تعیین ناپایداری سازه 130

شکل 7- 1- مقایسه منحنی حاصل از تحلیل استاتیکی با منحنی پوش آور مرجع [33]. سازه 3 طبقه با قاب خمشی  133

شکل 7- 2 -منحنی drift- برش پایه سازه 3 طبقه با قاب خمشی برای مجموعه 55 رکورد زلزله. 133

شکل 7- 3 -منحنی‌های IDA،16%، 50% و 84% برای مجموعه 55 رکورد زلزله به همراه منحنی پوش آور سازه 3 طبقه با قاب خمشی. 134

شکل 7- 4- مقایسه منحنی حاصل از تحلیل با منحنی پوش آور مرجع [33]. سازه 9 طبقه با قاب خمشی  135

شکل 7- 5- منحنی drift- برش پایه سازه 9 طبقه با قاب خمشی برای مجموعه 55 رکورد زلزله. 135

شکل 7- 6- منحنی‌های IDA، 16%، 50% و 84% برای مجموعه 55 رکورد زلزله به همراه منحنی پوش آور سازه 9 طبقه با قاب خمشی. 136

شکل 7- 7- منحنی drift- برش پایه سازه 20 طبقه با قاب خمشی برای مجموعه 55 رکورد زلزله. 136

شکل 7- 8-منحنی‌های IDA، 16%، 50% و 84%  برای مجموعه 55 رکورد زلزله به همراه منحنی پوش آور سازه 20 طبقه با قاب خمشی. 137

شکل 7- 9-منحنی ظرفیت سازه های مورد مطالعه 138

شکل 7- 10-منحنی آسیب پذیری فرو پاشی کلی قاب خمشی سه طبقه با در نظر گرفتن تصادف. 144

شکل 7- 11-منحنی آسیب پذیری فرو پاشی کلی قاب خمشی نه طبقه با در نظر گرفتن تصادف. 144

شکل 7- 12-منحنی آسیب پذیری فرو پاشی کلی قاب خمشی بیست طبقه با در نظر گرفتن تصاد 145

 

فصل 1 –          اهداف و روند تحقیق

 

1-1- مقدمه

سالیان متمادی هدف آیین نامه‌ها و دستورالعمل‌های لرزه ای، معرفی سیستم‌های سازه ای با قابلیت مقاومت در برابر زلزله بدون ویرانی و یا آسیب‌های سازه‌ای عمده بود. برای رسیدن به این هدف یکی از اصول اساسی دست یافتن به مصالح و سیستم سازه ای شکل‌پذیر می‌باشد. منظور از شکل پذیر بودن سازه، قابلیت تحمل تغییر شکل‌های غیرخطی بزرگ، بدون هرگونه کاهش در مقاومت و یا ناپایداری و ویرانی می‌باشد؛ لذا انتظار می‌رود سیستم‌های سازه‌ای با شکل‌پذیری بالا قابلیت مقاومت در برابر تقاضایی بسیار بزرگ‌تر از حد الاستیک خود را داشته باشند.

از اوایل سال 1960، به لحاظ تصوری که از رفتار مناسب و شکل پذیر سیستم قاب خمشی در برابر بارهای جانبی می‌شد، با اقبال عمومی خیره کننده ای روبرو گردید و در اغلب سازه های فولادی بکار برده می‌شد و بسیاری از مهندسان بر این باور بودند که آسیب سازه‌ای عمده ای در هنگام زلزله متوجه قاب‌های خمشی فولادی نخواهد بود و در صورت بروز آسیب، این موضوع به خرابی در سطح اعضاء و اتصالات محدود خواهد ماند.

ضعف عمده قاب‌های خمشی فولادی در زلزله های سال 1994 نورثریچ[1] و 1995 کوبه[2] این تصور را به چالش کشید. بعد از زلزله مشاهده شد که تعدادی از ساختمان‌های قاب خمشی فولادی متحمل شکست ترد در اتصالات به ویژه در ناحیه جوش شده بال پایین تیر به ستون شده‌اند. دامنه خرابی‌ها بسیار فراگیر بود تا آنجا که ساختمان‌های 1 تا 26 طبقه، ساختمان‌های با عمر ساخت کوتاه و حتی در حال ساخت را شامل می‌شد. نکته قابل توجه این بود که اکثر ساختمان‌های آسیب دیده بر طبق ضوابط آیین نامه‌های معتبر قبل از این زلزله ها طراحی شده بودند و علاوه بر آن در مناطقی با سطح خطر زلزله متوسط قرار داشتند.

پیدایش این قبیل خرابی‌های وسیع و شکست‌های ترد غیر منتظره در اتصالات، منجر به تحقیقات و بررسی‌های بسیاری به منظور بهبود عملکرد لرزه‌ای قاب‌های خمشی فولادی گردید که از نتایج آن‌ها می‌توان به معرفی اتصالات جدیدتر و مقاوم‌تر در برابر بارهای لرزه‌ای اشاره کرد.

اما معرفی اتصالات جدید، تنها رویکرد در پیش گرفته برای جلوگیری از تکرار چنین حوادث تلخی نبود چرا که آسیب‌های سازه‌ای مشاهده شده بعد از زلزله های نورثریچ و کوبه، ضعف روش‌های طراحی و ارزیابی قاب‌های خمشی فولادی را هم آشکار نمود و بر ضرورت ارائه روش‌های جدید در طراحی و ارزیابی ساختمان‌ها با توجه به عملکرد مورد انتظار تاکید نمود. در این راستا فلسفه و مبنای آیین نامه ها مورد بازنگری و دگرگونی کلی قرار گرفت و منجر به پیدایش نسل جدیدی از دستورالعمل‌های طراحی بر اساس عملکرد گردید که در آن‌ها از روش طراحی بر اساس عملکرد[3] استفاده شده است، که هدف اصلی آن‌ها – و اغلب تنها هدفشان- این است که مانع فروریزش کلی سازه شوند، اصلاحات قابل توجهی داشته‌اند، اما کاستی‌هایی نیز دارند: این دستورالعمل‌ها بر مبنای سطوح خطر و عملکردی مجزا می‌باشند و وضعیت کمّی عملکرد را برای خطر لرزه‌ای پیوسته مشخص نمی‌کنند. علاوه بر آن تایید کفایت عملکرد در سطح اجزا صورت می‌گیرد نه در سطح کل سیستم و در نتیجه یک تراز عملکردی خاص در صورتی که معیار پذیرش تنها در یک جزء واحد رد شود، ارضا نخواهد شد و در نهایت اینکه ارزیابی عملکرد در این دستورالعمل‌ها، تعیینی است (به استثنای تعیین طیف خطر یکنواخت) و امکان بررسی صریح عوامل عدم قطعیت (ذاتی و دانش) که باید در ارزیابی عملکرد بر مبنای قابلیت اطمینان بررسی شوند، وجود ندارد.

برای رفع کاستی‌های فوق‌الذکر، در روش‌های طراحی بر اساس عملکرد، تحقیقات با هدف توسعه مهندسی زلزله بر اساس عملکرد (PBEE)[4] در حال انجام است تا روشی جامع جهت جایگزینی نسل اول روش‌های مهندسی زلزله که در بالا به آن‌ها اشاره شد، پیشنهاد شود. چشم انداز این روش توسط مؤسسه [5]PEER در قالب چارچوب زیر ترسیم شده است[8]:

*(کلیه پارامتر های معادله فوق در فصل 4 بخش 4 به طور کامل شرح داده خواهد شد)

اهداف نهایی در این چهار چوب تخمین احتمالاتی خسارت، هزینه ها و مدت زمان توقف کاربری می‌باشند. معادله بالا یک ساختار کلی برای هماهنگ سازی و ترکیب تحقیقات متنوع تحلیل خطر لرزه ای، مهندسی زلزله و تحلیل ریسک است و بدین وسیله، مسئله ابتدا به چهار جزء پایه ای تحلیل خطر، پیش بینی تقاضا، مدل سازی حالت‌های آسیب و گسیختگی و تخمین خسارت از طریق معرفی سه متغیر میانی، [6]IM  ،[7]EDP  و [8]DM  تفکیک می‌شود و سپس این اجزا مجدداً از طریق انتگرال گیری روی تمام سطوح متغیرهای میانی به هم مرتبط می‌شوند.

هدف این پایان نامه و یا تحقیقات مشابه یعنی ارزیابی عملکرد با استفاده از تحلیل احتمالاتی تقاضای لرزه‌ای بر مبنای پارامتر IM، جزیی از چشم انداز جامع و کلی پیشنهادی برای ارزیابی اهداف عملکردی توسط PEER است که می‌تواند در چارچوب زیر تعریف شود:

*(کلیه پارامتر های معادله فوق در فصل 4 بخش 4 به طور کامل شرح داده خواهد شد)

آگاهی از میزان تقاضای لرزه‌ای در یک سیستم سازه ای یکی از اجزای مهم ارزیابی عملکرد لرزه‌ای است که به شدت تحت تأثیر عدم قطعیت‌ها در حرکات زمین و پاسخ سازه است و تنها راه در نظر گرفتن این عدم قطعیت‌ها مدل کردن دقیق آن‌ها با توجه به تئوری‌های آمار و احتمالات است. در تحلیل احتمالاتی تقاضای لرزه‌ای بر مبنای پارامتر IM، برای سادگی در برخورد با مسئله عدم قطعیت‌ها، با استفاده از یک پارامتر واسطه IM، هر یک از عدم قطعیت‌های موجود در حرکت زمین و پاسخ سازه به صورت جداگانه مدل می‌شود و یا به عبارت دیگر، با توجه به کفایت پارامتر واسطه فرض می‌شود که این عدم قطعیت‌ها از هم مستقل باشند. بدین ترتیب مسئله به دو ریز مسئله مجزای تحلیل خطر لرزه‌ای و تعیین توزیع تقاضای لرزه‌ای به وسیله تحلیل غیر خطی سازه تبدیل می‌شود و سپس نتایج نهایی با هم ترکیب می‌شود .

برای محاسبه توزیع تقاضا و ظرفیت لرزه ای، یکی از جدیدترین روش‌ها، روش تحلیل دینامیکی غیر خطی افزایشی (IDA)[9] می‌باشد که توانایی پوشش تقاضای لرزه‌ای سازه ای از حالت الاستیک تا ناپایداری کلی را دارا است. در این روش از مفهوم دیرینه مقیاس کردن رکورد ها اما به صورت هدفمند استفاده شده و مدل سازه را تحت یک یا چند رکورد در سطوح متفاوت شدت حرکات زمین قرار می‌دهند.

از آنجا که یکی از اهداف ارزیابی بر اساس عملکرد، درک صحیح از رفتار غیرخطی سازه در سطوح عملکرد نزدیک به فروپاشی سازه می‌باشد، در این راستا ایجاد مدل‌های هیسترزیس که بتواند تمام پدیده های تأثیر گذار روی تعیین تقاضای لرزه‌ای تا فروپاشی سازه را در برگیرد، یکی از چالش‌های ارزیابی بر اساس عملکرد به حساب می‌آید و مدل‌هایی که زوال سختی و مقاومت در بار سیکلی را لحاظ می‌کنند در مدل سازی رفتار غیرخطی سازه از اهمیت فوق‌العاده ای برخوردار می‌باشند که از جدیدترین این مدل‌ها می‌توان به مدل اصلاح شده‌ی ایبارا- کراوینکلر (2008) ‌[20]  اشاره کرد.

نتایج تحلیل احتمالاتی تقاضای لرزه‌ای بر مبنای پارامتر IM می‌تواند به دو صورت بیان شود که یکی از آن‌ها منحنی‌های آسیب پذیری احتمال وقوع ظرفیت یا حالت حدی بوده و دیگری برآورد احتمال میانگین فراگذشت سالیانه حالت حدی می‌باشد که در میان انواع مختلف حالت حدی، فروپاشی کلی سازه از اهمیت بیشتری برخوردار می‌باشد و در تحقیقات بیشتری مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این نتایج، روش جامعی تحت عنوان رویکرد FEMA350 [5] در زمینه تحلیل احتمالاتی تقاضای لرزه‌ای برای محاسبه سطوح اطمینان از عملکرد سازه های قاب خمشی فولادی ارائه شده که چارچوب مناسبی جهت برخورد با سه دسته عدم قطعیت کلیدی، یعنی عدم قطعیات موجود در حرکت زمین، پاسخ سازه و ظرفیت سازه را فراهم می‌کند و اثرات این عدم قطعیات را بر دو پارامتر بنیادی تقاضا و ظرفیت بیان می‌کند.

 

1-2-   بیان مسئله و اهداف تحقیق:

همان‌طور که اشاره شد هدف ما ارزیابی عملکرد قاب‌های خمشی فولادی ویژه با استفاده از تحلیل احتمالاتی تقاضای لرزه‌ای بر مبنای پارامتر IM، با تمرکز بر مدل کردن عدم قطعیت‌های پاسخ سازه می‌باشد و مدل کردن عدم قطعیت‌های موجود در حرکت زمین و تحلیل خطر لرزه‌ای جزء اهداف این پایان نامه نمی‌باشند.

در این راستا قاب‌های خمشی ویژه فولادی سه، نه و بیست طبقه مطابق نشریه FEMA 355C [6] در نظر گرفته شده، سپس رفتار غیر خطی اعضای فولادی با استفاده از مدل جدید اصلاح شده‌ی ایبارا- کراوینکلر (2008) ‌[20] در نرم افزار Opensees مدل سازی شده است و با انتخاب شتاب نگاشت‌های مناسب حوزه نزدیک، تحلیل دینامیکی غیر خطی افزایشی روی سازه های مورد مطالعه انجام شده است و منحنی‌های  IDAبر حسب دو پارامتر تقاضای بیشینه نسبت تغییر مکان بام (MRDR) و بیشینه نسبت تغییر مکان نسبی میان طبقه ای (MIDR) و پارامتر شاخص شدت شتاب طیفی با میرایی پنج درصد در مود اول  به دست آمده است . سپس منحنی‌های IDA به دست آمده خلاصه سازی شده و مقادیر سه صدک آماری 16، 50 و 84 درصد با پردازش آماری بر روی محور تقاضا برای هر کدام از سازه ها به دست آمده است که امکان قضاوت بهتر نسبت به کلیات تحلیل و همچنین مقایسه‌ی بین دو EDP استفاده شده را میسر می‌کند و در نهایت ظرفیت یا حالات حدی سازه ها در سطوح عملکرد متداول از این نمودارها به دست آمده است.

در ادامه منحنی‌های آسیب پذیری، مربوط به فرو پاشی کلی سازه های مورد مطالعه، با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های ذاتی و دانش در پاسخ سازه از روش‌های مختلف به دست آمده و سپس با استفاده از منحنی‌های تحلیل خطر لرزه‌ای موجود برای سازه های مورد مطالعه، پتانسیل فروپاشی سازه ها از دو طریق منحنی‌های آسیب پذیری فرو پاشی کلی و برآورد احتمال میانگین فراگذشت سالیانه فرو پاشی تعیین شده است.

 

تعداد صفحه :168

قیمت : 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 :        09199970560        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.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

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