دانشگاه آزاد اسلامی

واحد شهرکرد

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران

گرایش زلزله

عنوان :

اثر نامنظمی در ارتفاع بر روی رفتار لرزه‌ای قاب‌های خمشی فولادی

استاد راهنما :

دکتر رضا کرمی محمدی


برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
فهرست مطالب:
چکیده 1
فصل اول « طرح مسئله »
1-1- مقدمه. 3
1-2. اظهار مسئله. 4
1-3. اهمیت و ضرورت پژوهش.. 4
1-4. اهداف و فرضیات پژوهش.. 5
1-4-1. اهداف کلی.. 5
1-4-2. اهداف فرعی.. 5
1-4-3. فرضیه اصلی.. 6
1-4-4. فرضیه فرعی.. 6
1-5. ساختار پایان‌نامه. 6
فصل دوم « کلیات و موضوعات نظری پژوهش »
2-1. مقدمه. 8
2-2. سازه‌های نامنظم‌ در ارتفاع. 10
2-2-1. تعاریف نامنظمی در ارتفاع. 10
2-2-1-1. تعریف آئین نامه UBC (1997) 10
2-2-1-2. تعریف آئین نامه IBC (2003) 11
2-2-1-3. تعریف آئین نامه 2800 ایران.. 11
2-2-2. تشریح پارامترهای نامنظمی در ارتفاع، مطابق با آئین نامه 2800. 12
2-2-2-1. نامنظمی در جرم. 12
2-2-2-2. نامنظمی در سختی.. 13
2-2-2-3. نامنظمی در مقاومت… 14
2-3. سازوکار قاب‌های خمشی(MRF) 17
2-3-1. قاب خمشی.. 17
2-3-2. رفتار قاب‌های خمشی در برابر نیروهای جانبی.. 18
2-4. مروری بر تحقیقات گذشته. 20
فصل سوم « روش‌های واکاوی مدل‌ها و مفاهیم آن »
3-1. مقدمه. 25
3-2. مفاهیم آنالیزهای  خطی و غیرخطی بهره گیری‌شده در مدل‌سازی‌ها 26
3-2-1. تحلیل استاتیکی معادل.. 26
3-2-2. تحلیل خطی شبه دینامیکی یا طیفی.. 27
3-2-3. تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی.. 28
3-2-4. تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش آور) 29
3-2-4-1. تعاریف… 29
3-2-4-2. روش‌های تعیین نقطه عملکرد. 32
3-2-4-3. الگوی بار جانبی طبق نشریه 360. 35
فصل چهارم « روش پژوهش »
4-1. مقدمه. 38
4-2. طرح مسئله. 38
4-3. فرضیات مسئله. 39
4-3-1. مشخصات هندسی و لرزه‌ای قاب‌ها 39
4-3-2. بارگذاری ثقلی.. 41
4-4. طراحی مدل‌های پایه. 41
4-4-1. طراحی قاب 5 طبقه به روش استاتیکی معادل و مقاطع نهایی آن.. 41
4-4-2. طراحی قاب 20 طبقه به روش دینامیکی طیفی و مقاطع نهایی آن.. 42
4-5. ساخت مدل‌های جدید با ایجاد بی‌نظمی‌های قائم.. 43
4-5-1. ساخت مدل‌های جدید با نامنظمی در جرم. 43
4-5-2. ساخت مدل‌های جدید با بی‌نظمی در سختی.. 43
4-5-3. ساخت مدل‌های جدید با بی‌نظمی در مقاومت… 44
4-6. واکاوی غیرخطی مدل‌های پایه و جدید در نرم‌افزار Perform3D.. 44
4-7. مطالعه نمودارها و خروجی‌های حاصل از آنالیزها ی غیرخطی.. 50
4-7-1. نتایج حاصل از واکاوی پوش آور 50
4-7-2. مقایسه اندازه جذب انرژی ستون‌ها در حالت‌های مختلف… 57
4-7-3. نمودارهای شتاب مطلق نقطه کنترل قاب‌ها 63
4-7-4. درصد مشارکت جرمی قاب‌ها در مود اول در حالت‌های مختلف… 67
فصل پنجم « نتیجه‌گیری و پیشنهاد‌ها »
5-1. نتیجه‌گیری.. 69
5-2. پیشنهاد‌ها 71
منابع.. 72
پیوست… 75
 
فهرست جداول
جدول 3-1 – مقدار ضریب Co.. 33
جدول 3- 3 – مقدار ضریب Cm… 33
جدول 3- 4 – مقدار ضریب C2. 34
جدول 4-1- مشخصات فولاد مصرفی.. 40
جدول 4-2- پارامترهای لرزه‌ای قاب‌های 5 طبقه و 20طبقه. 40
 
فهرست شکل‌ها
شکل 2-1: تغییرات جرم در طبقات مختلف ساختمان.. 12
شکل 2-2: عدم رعایت سختی یکنواخت در ارتفاع و ایجاد طبقه نرم. 14
شکل 2-3: تیریک سرگیردار تحت نیروی P. 14
شکل 2-4 عدم پیوستگی اعضاء مقاوم سازه‌ای.. 16
شکل 2-5: چگونگی تغییر شکل قاب خمشی در اثر اعمال بار جانبی.. 19
شکل 3-1: حالات مختلف توزیع نیروی جانبی در تحلیل پوش آور 35
شکل 4-1: قاب‌های 5 و 20 طبقه مدل شده در برنامه ETABS. 39
شکل 4-2: مقاطع نهایی قاب 5 طبقه در مدل منظم.. 42
شکل 4-3: تصویر قاب 5 طبقه مدل‌سازی شده در نرم‌افزار Perform3D.. 45
شکل 4-4: تعیین مشخصات اجزاء یک مقطع تیر از قاب 5 طبقه در نرم‌افزار Perform3D. 46
شکل 4-5: تصویری از پنجره ترکیب اجزاء یک مقطع تیری از قاب 5 طبقه در نرم‌افزار Perform3D. 46
شکل 4-6: تصویری از پنجره تعریف محورهای محلی برای تیرهای قاب 5 طبقه در نرم‌افزار Perform3D. 47
شکل 4-7: تصویری از پنجره تعریف ناحیه حدی IO برای تیرهای بام قاب 5 طبقه در نرم‌افزار Perform3D.. 48
شکل 4-8: 7 زوج شتاب نگاشت و بخشی از چگونگی به دست آوردن ضریب مقیاس در نرم افزار Excel.. 49
شکل 4-9: سطوح عملکردی مختلف بر روی منحنی نیرو-تغییر مکان.. 50
شکل 4-10: نمودار پوش آور سازه 5 طبقه منظم.. 51
شکل 4-11: نمودار پوش آور سازه 20 طبقه منظم.. 51
شکل 4-12: نمودار پوش آور سازه 5 طبقه با بی‌نظمی 150% جرمی در طبقه میانی.. 52
شکل 4-13: نمودار پوش آور سازه 5 طبقه با بی‌نظمی 150% جرمی در بالاترین طبقه. 53
شکل 4-14: نمودار پوش آور سازه 20 طبقه با بی‌نظمی 150% جرمی در طبقه میانی.. 54
شکل 4-15: نمودار پوش آور سازه 20 طبقه با بی‌نظمی 150% جرمی در بالاترین طبقه. 54
شکل 4-16: نمودار پوش آور سازه 5 طبقه با بی‌نظمی ناشی از کاهش 70% در سختی طبقه همکف… 55
شکل 4-17: نمودار پوش آور سازه 20 طبقه با بی‌نظمی ناشی از کاهش 70% سختی طبقه همکف… 55
شکل 4-18: نمودار پوش آور سازه 5 طبقه با بی‌نظمی ناشی از کاهش 80% مقاومت طبقه میانی.. 56
شکل 4-19: نمودار پوش آور سازه 20 طبقه با بی‌نظمی ناشی از کاهش 80% مقاومت طبقه میانی.. 56
شکل 4-20: نمودار بالانس انرژی ستون‌های طبقه میانی در سازه 5 طبقه منظم.. 58
شکل 4-21: بالانس انرژی ستون‌های طبقه میانی در سازه 5 طبقه با 150% بی‌نظمی جرمی در طبقه میانی  58
شکل 4-22: نمودار بالانس انرژی ستون‌های طبقه پنجم در سازه 5 طبقه منظم.. 59
شکل 4-23: بالانس انرژی ستون‌های طبقه پنجم در سازه 5 طبقه با 150% بی‌نظمی جرمی در بام. 59
شکل 4-24: نمودار بالانس انرژی ستون‌های طبقه بیستم در سازه 20 طبقه منظم.. 60
شکل 4-25: بالانس انرژی ستون‌های طبقه بیستم در سازه 20 طبقه با 150% بی‌نظمی جرمی در بام  60
شکل 4-26: نمودار بالانس انرژی ستون‌های طبقه همکف در سازه 5 طبقه منظم.. 61
شکل 4-27: بالانس انرژی ستون‌های طبقه همکف در سازه 5 طبقه با بی‌نظمی ناشی از کاهش 70% سختی  61
شکل 4-28: بالانس انرژی ستون‌های طبقه همکف در سازه 5 طبقه با بی‌نظمی ناشی از کاهش 70% سختی  62
شکل 4-29: بالانس انرژی ستون‌های طبقه همکف در سازه 5 طبقه با بی‌نظمی ناشی از کاهش 70% مقاومت   62
شکل 4-30: نمودار شتاب مطلق نقطه کنترل (مرکز جرم بام) سازه 5 طبقه منظم.. 63
شکل 4-31: شتاب مطلق نقطه کنترل (مرکز جرم بام) سازه 5 طبقه با 150% بی‌نظمی جرمی در طبقه میانی  63
شکل 4-32: نمودار شتاب مطلق نقطه کنترل سازه 5 طبقه با 150% بی‌نظمی جرمی در بالاترین طبقه  64
شکل 4-33: نمودار شتاب مطلق نقطه کنترل سازه 20 طبقه منظم.. 64
شکل 4-34: نمودار شتاب مطلق نقطه کنترل سازه 20 طبقه با 150% بی‌نظمی جرمی در بام. 64
شکل 4-35: نمودار شتاب مطلق سازه 5 طبقه با بی‌نظمی ناشی از کاهش 70% سختی طبقه همکف… 65
شکل 4-36: نمودار شتاب مطلق سازه 20 طبقه با بی‌نظمی ناشی از کاهش 70% سختی طبقه همکف   65
شکل 4-37: نمودار شتاب مطلق سازه 5 طبقه با بی‌نظمی ناشی از کاهش 80% مقاومت طبقه میانی.. 66
شکل 4-38: نمودار شتاب مطلق سازه 20 طبقه با بی‌نظمی ناشی از کاهش 80% مقاومت طبقه میانی.. 6
چکیده
نامنظمی‌های سازه‌ای یکی از مسائل غیرقابل اجتناب در بسیاری از سازه‌های شهری تلقی می شوند که ناشی از محدودیت‌های معماری، کاربردی و اقتصادی می‌باشند. نخستین گام در طراحی سازه‌ها در مناطق زلزله‌خیز رسیدن به درک روشنی از رفتار لرزه‌ای سازه‌ها و شناخت رفتار کلی آن‌هاست. در این پژوهش به مقصود پیشبرد درک روشنی از رفتار لرزه‌ای سازه‌های فولادی با بی‌نظمی‌های عمودی، دو عدد قاب خمشی 5 طبقه سه دهانه (سازه کوتاه مرتبه) و 20 طبقه پنج دهانه (سازه بلندمرتبه) به عنوان مدل‌های پایه با بهره گیری از آئین نامه طرح ساختمان‌ها در برابر زلزله (2800) و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران به صورت دو بعدی مدل و طراحی‌شده‌اند، سپس با بهره گیری از واکاوی استاتیکی غیرخطی یا پوش آور [1](NSP) و همچنین واکاوی دینامیکی غیرخطی یا تاریخچه زمانی [2](RHA)، تقاضای لرزه‌ای قاب‌ها مانند ظرفیت سازه‌ها، پراکندگی انرژی و بعضی از پارامتر‌های مربوط به تاریخچه دینامیکی قاب‌ها محاسبه‌شده می باشد. در ادامه با ایجاد نامنظمی‌های عمودی که با تغییر در توزیع عمودی جرم وسختی و مقاومت مدل‌های پایه ایجاد می گردد مدل‌های جدیدی به دست می‌آید. سپس با بهره گیری مجدد از واکاوی پوش آور و تارخچه زمانی، تقاضای لرزه‌ای برای مدل‌های جدید تخمین زده می گردد. در انتها با فراگذشت از مقادیر حاصل از تحلیلهای فوق و مقایسه آن‌ها با مدل‌های پایه، اثر نامنظمی عمودی بر رفتار لرزه‌ای قاب‌های خمشی فولادی ارزیابی می گردد. در مقام مقایسه از قاب‌هایی بهره گیری‌شده که موقعیت طبقه نامنظم وانواع نامنظمی عمودی، عامل تنوع در مدل‌ها می‌باشد. نتایج پژوهش حاکی از آن می باشد که ظهور بی‌نظمی‌های عمودی، منجر به تغییرات مهم در تقاضای لرزه‌ای سازه‌ها می گردد. اطلاعات و نتایج حاصل، به طراحان کمک می کند که بتوانند اثرات نامنظمی را به صورت تغییر در تقاضای لرزه‌ای برای اندازه‌های مختلف بی‌نظمی‌های عمودی در نظر بگیرند و با داشتن درک روشنی از رفتار لرزه‌ای این قاب‌ها به طراحی سریع و بهینه این سازه‌ها دست یابند. خاطر نشان می گردد برای انجام طراحی و آنالیزهای مورد نیاز از نرم‌افزارهای مهندسی  Etabsو Perform3D و Seismosignal بهره گرفته‌ایم.
1-1- مقدمه
هر بار پس از وقوع زلزله‌های شدید شاهد از دست رفتن جان بیشماری از مردم و خرابی‌های شدید بناها هستیم. گرچه جلوگیری کامل از خسارات ناشی از زلزله‌های شدید بسیار دشوار می باشد اما با افزایش سطح اطلاعات در ارتباط با لرزه‌خیزی، شناخت رفتار دقیق سازه‌ها در برابر زلزله، آسیب‌پذیری سازه‌ها، طراحی و مقاوم‌سازی اصولی سازه‌ها و… می‌توان تا حد مطلوبی تلفات و خسارات ناشی از زلزله‌های آتی را کاهش داد. با در نظر داشتن اینکه هیچ سازه واقعی به صورت کامل منظم نیست و با در نظر داشتن به‌کارگیری سازه‌های نامنظم در ساختارهای شهری، شناخت رفتار لرزه‌ای این سازه‌ها ضروری می باشد از طرفی در بین مراحل مختلفی که یک ساختمان برای پایداری در برابر زلزله مورد مطالعه قرار می‌گیرد، مرحله اتخاذ تصمیم در مورد تعیین پیکربندی شکل مشخصات هندسی ساختمان، نظیر اندازه‌ها در نقشه، ارتفاعات و موقعیت و اهمیت عناصر نامنظم، نوع و وضعیت اجزاء سازه‌ها، نظیر دیوارها، ستون‌ها، قفسه‌های پله یا آسانسور و نیز طبیعت و طرز قرارگیری اجزاء غیر سازه‌ای می باشد در این مرحله، آن چیز که که بیش از همه مد نظر می باشد شناسایی پیکربندی‌هایی می باشد که احتمالاً بر واکنش ساختمان در برابر زلزله اثر می‌گذارند. هر چه اشکال ساختمان منظم‌تر و توزیع جرم‌ها و سختی‌ها در سطح افق (پلان) و در ارتفاع، متقارن‌تر باشد، مقاومت احتمالی آن در برابر زلزله افزایش خواهد پیدا نمود. اغلب ساختمان‌هایی که دارای پیکربندی نامنظم‌اند، پیش روی زلزله خسارت بیشتری می‌بینند(2). در این مطالعه در جهت شناخت رفتار دقیق سازه‌های با قاب خمشی فولادی که دارای بی‌نظمی عمودی هستند با مدل‌سازی قاب‌های متنوع و بهره‌گیری از آنالیزهای خطی و غیرخطی رفتار و عملکرد این سازه‌ها را مورد مطالعه و مطالعه دقیق قرار می‌دهیم و با استخراج نتایج معتبر، معیارهایی برای طراحی این سیستم‌ها ارائه می‌دهیم.
تعداد صفحه : 99
قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   سمینار ارشد عمران سازه های هیدرولیکی: ارزیابی پهنه بندی سیل در رودخانه های فصلی

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

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

دسته‌ها: عمران