واحد تهران مرکزی

دانشکده فنی مهندسی عمران ، گروه سازه

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

گرایش :  مهندسی عمران ـ سازه

عنوان :

مطالعه 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 گردد

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
فهرست مطالب
عنوان                                                                                                                                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 پژوهش………………………………………………………………………………….. 21
 
-6-1 روش پژوهش 21……………………………………………………………………….. …………………………..
 
-7-1  مزایای بهره گیری 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 چگونگی 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: چگونگی 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 چگونگی 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 مطالعه برش پایه ساختمان های مورد پژوهش……………………………………………………… 129
 
فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات
 
-1-6 نتایج…………………………………………………………………………………………………………… 131
 
-2-6 پیشنهادات………………………………………………………………………………………………….. .. 132
 
فهرست منابع و مراجع…………………………………………………………………………………………… 133
 
چکیده انگلیسی…………………………………………………………………………………………………….. 154
 
 
 
فهرست جداول
عنوان                                                                                                                               صفحه
1-2 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…… 63
9-3 جدول ستونها و مهاربندC های موجود در سازه 5 طبقه با 20 درصد خروج از مرکزیت…………………………………………………. 66
1-4 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 5 طبقه متقارن………………………………………………………….. 99
12-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 3 طبقه با خروج از مرکزیت20 درصد………………………. 99
13-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 3 طبقه با خروج از مرکزیت10درصد………………………. 100
14-4 جدول تغییرمکان هدف وبرش پایه ساختمان 3 طبقه متقارن………………………………………………………… 100
15-4 جدول مشخصات شتابنگاشت های مورد بهره گیری در تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی ………………….. 111
16-4 جدول ضرایب مقیاس شتابنگاشت ها ………………………….. …………………………………………………………… 113
1-5 جدول برش پایه حاصل از دو حالت تحلیل ………………………….. ……………………………………………………. 133

 
 
فهرست نمودارها
عنوان                                                                                                                             صفحه
1-5 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 اشکال
عنوان                                                                                                                             صفحه
1-2 شکل منحنی ظرفیت سازه بدست آمده از واکاوی 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 کوشش های تحت کنترل تغییر شکل…… 82
 
6-4 شکل تهیه منحنی چندخطی بار – تغییر شکل برای کوشش 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 اظهار فیزیکی میرایی ………………………………………………………………………………………… αM + βK 107
23-4  شکل چگونگی 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
26-4 شکل شتاب نگاشت ……………………………………………………………………………………………………….. kobe 111
27-4 شکل شتاب نگاشت ………………………………………………………………………………………………….. Landers 112
28-4 شکل شتاب نگاشت ………………………………………………………………………………………….  Loma Prrieta 112

 
مقدمه
 
مطالعه زلزله های اتفاق افتاده در جهان نشان می دهد که این زلزله ها در یک موقعیت جغرافیایی
 
خاص ومحدودی اتفاق افتاده می باشد .    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، تصریح نمود. ازمناطق زلزلـه
 
خیزدیگر، نواروسط اقیانوس اطلس را می توان ذکر نمود. [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 در نظر داشتن 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 واکاوی 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 پس 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 گردد، مطالعه رفتار سازه ها در زمین لـرزه
 
های گذشته نشان می دهد که پیچش حاصل از نامتقارن بودن ساختمانها یکی از علت های آسـیب دیـدن
 

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد: ارزیابی لرزه‌ای انواع قاب‌های فولادی با مهاربند کمانش ناپذیر در مقایسه با قاب‌های مهاربند معمولی با توجه به تحلیل‌های دینامیکی فزاینده غیرخطی و استاتیکی فزاینده غیرخطی

شدید ساختمان می گردد. علیرغم تحقیقات انجام شده دراین مورد، هنوز رفتار ساختمانهای نامتقـارن
تحت تاثیر پیچش به گونه کامل درک نشده می باشد.  و دلیل آنرا میتوان تعداد زیـاد پـا رامترهـای مـوثر
دانست.  

 
تحقیقا ت وسیع انجام شده در ارتباط با ساختمانهای نامتقارن با درنظـر گـرفتن رفتـارغیرخطی بیشـتر
 
محدود به ساختمانهای نامتقارن یک طبقه می باشد، پس 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 پژوهش  نمی باشند.
 
هدف از این پژوهش مطالعه رفتار ساختمانهای چند طبقه نامتقـارن وارائـه یـک چـارچوب قابـل
 
درک، بدون انجام هرگونه تحلیل دینامیکی غیرخطی پیجیده می باشد.
 
این پژوهش در شش فصل گردآوری شده می باشد:
 
فصل اول: به کلیات موضوع پرداخته شده واصول وپا یه های نظری مربـوط بـه روش پـوش آور
 
وضرورت پژوهش واهداف آن آورده شده می باشد .
 
فصل دوم: مروری بر ادبیات موضوع می باشد واهداف عملکردی وسطوح عملکردی وروشـهای
 
تحلیل اظهار شده می باشد.
 
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 می باشد.
 
فصل چهارم :چگونگی ارزیابی ساختمانهای طراحی شده ارائه شده می باشد .  مبانی وملزومات بهسـازی،
 
ترکیبات بارگذاری در تحلیل پوش آور در این فصل آورده شده می باشد.
 
فصل پنجم:اعلام نتایج بدست آمده از تحلیل ،مطالعه،  مقایسه ونتیجـه گیـری آنهـا پرداختـه مـی
 
گردد.
 
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 می باشد 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 گردد باعـث ایجـاد نیـاز
 
تغییر شکل غیر یکسان در صفحات مقاوم جانبی در سیستم می گردد.
 
با مطالعه این نوع ساختمانها در زمان وقوع زلزله می توان نتیجه گرفت که آسیب پذیری اینگونـه
 
ساختمانها  در نتیجه لنگرهای پیچشی وتغییرمکانهای دورانی اضافی می باشد 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 می باشد 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
 
چگونگی رفتار سازه در حین زلزله اندازه 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. پس 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 می باشد 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 پیش روی 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، پس خرابی عضو از آن پس با ظرفیـت
 
تغییر شکل پلاستیک آن (متناسب با ظرفیت شکل پذیری عضو)کنترل می گردد. پس 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 بایستی 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
 
مقصود بهره گیری 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. چگونگی رفتار المانها با این فرض در شکل (a -1) نشان داده شده می باشد مطالعات اخیر نشـان داده
 
می باشد که این فرض در مورد بخش قابل توجهی از المانها که امروزه در ساخت سـاختمانها بکـار مـی
 
طریقه معتبر نمی باشد . در این سری از المانها که از آنها با المانهای نوع D  نام برده می گردد بـا تغییـر
 
مقاومت اما با فرض ثابت ماندن ابعاد،  عملا تغییرمکان حدجاری شدن المان دچـار تغییـرات جزئـی
 
شده ولذا این سختی المان می باشد که تابع اندازه 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.   چگونگی رفتار اینگونه المانها در شـکل (b -1) نشـان داده
 
شده می باشد
 
شکل – (1-1) رفتار نیرو ـ تغییر مکان المانها
 
ساختمانهایی که با  در نظر داشتن عملکرد های متفاوتی که در سطوح خطر محتمل از آنهـا انتظـار مـی
 
رود دچار درجات متفاوتی از رفتارهای غیر خطی می گردند ممکن می باشد 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 می باشد 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، اندازه 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 بهره گیری می
 
گرددمعمولا. برای کنترل خسارات سازه ای از تغییرشکل یا دوران پلاستیک، تغییرمکان نسبی طبقـات
 
ویا از شکل پذیری بهره گیری مـی شـود.    بـرای کنتـرل میـزان خسـارات عناصـر غیـر سـازه ای نیـزاز
 
پارامترهایی نظیر تغییرمکان نسبی طبقات ویا شتاب طبقه بهره گیری می گردد. مانند عوامل دیگری که
 
برآرایش مناسب مرکز جرم، سختی ومقاومت تاثیر می گذارد نوع پارامترمورد بررسـی مـی باشـد. بـه
 
عنوان نمونه آرایشی که می تواند اندازه 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 می باشد بستگی دارد. زمانیکه مسـاله در محـدوده غیرخطـی
 
مورد مطالعه 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 می باشد.  واضح می باشد که رفتارپیچشی سازه ممکن می باشد 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 اما 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 پژوهش باشند.
 
با در نظر داشتن 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.  نظاره 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 گردید تا نیاز شدید به دستورالعملها وآیین نامه هایی که قابلیـت کنتـرل کـردن میـزان
 
خسارات در زلزله های متوسط را دارا باشند احساس گردد. 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 می باشد 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 بایستی 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 نمود که در برابر زلزله مشـخص، رفتـار معینـی
 
داشته باشد.
 
عملکرد سازه ها پیش روی 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 می باشد.»  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 مقصود تحلیل وطراحی سازه برای اهداف تعریف شـده، از روشـهای خطـی
 
والاستیک بهره گیری 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 می باشد 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
 
بهره گیری 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 گردد که آیا اهداف عملکر دی پیش بینـی شـده در اسـتاندارد 2800 بـا
 
در نظر داشتن سطوح خطر زمین لرزه ارائه شده در آن، برای ساختمانهایی که براسـاس ضـوابط ایـن آیـین
 
نامه طراحی می گردد 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 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)
تعداد صفحه : 175
قیمت : 14700 تومان

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.

پشتیبانی سایت :               [email protected]

دسته‌ها: عمران