دانشکده فنی و مهندسی

گروه مهندسی عمران

پایان نامه‌ی کارشناسی ارشد رشته‌ی مهندسی عمران گرایش سازه 

 مقاوم سازی اعضای آسیب ­پذیر گنبدهای فضاکار در برابر

 خرابی پیشرونده

استاد راهنما:

دکتر علی علی­پور

استاد مشاور:

دکتر عبدالرضا زارع

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
 
عنوان                                                                      صفحه
فصل اول: مقدمه
1-1- تاریخچه­ی سازه­های فضاکار ……………………………………………………………………….1
1-2- مروری بر تحقیقات انجام شده …………………………………………………………..3
1-3- اهداف پژوهش ……………………………………………………………………….4
فصل دوم: معرفی سازه­های فضاکار
2-1- دسته­بندی سازه­های فضاکار از لحاظ شکل هندسی ………………………………………6
2-1-1- شبکه­ها …………………………………………………………………………………………7
2-1-2- چلیک­ها ……………………………………………………………………7
2-1-3- گنبدها ……………………………………………………………………………..8
2-1-4- سازه­های چادری ……………………………………………………………………………….9
2-2- اجزای تشکیل دهنده­ی سازه­های فضاکار مشبک ………………………….10
2-2-1- سیستم پیونده­ای …………………………………………………………………10
2-2-1-1- سیستم پیونده­ای گوی­سان …………………………………………………………………………………10
2-2-1-1-1- سیستم پیونده گوی­سان مرو ……………………………………………………………………………………………11
2-2-1-1-2- سیستم پیونده گوی­سان کراپ منتال ………………………………………………………………………………13
2-2-1-1-3- سیستم پیونده گوی­سان اوربا هیوب ………………………………………………………………………………..14
2-2-1-1-4- سیستم پیونده گوی­سان زوبلین ……………………………………………………………………………………….14
2-2-1-1-5- سیستم پیونده گوی­سان یونی تراس ………………………………………………………………………………..16
2-2-1-1-6- سیستم پیونده گوی­سان اورونا ………………………………………………………………………………………….18
2-2-1-1-7- سیستم پیونده گوی­سان کی­تی تراس ……………………………………………………………………………..19
2-2-1-1-8- سیستم پیونده گوی­سان اسکن اسپیس …………………………………………………………………………..20
2-2-1-2- سیستم پیونده نیامی ……………………………………………………………………………………21
2-2-1-2-1- سیستم پیونده نیامی نیپون استیل …………………………………………………………………………………..21
2-2-1-2-2- سیستم پیونده نیامی اسفروبت …………………………………………………………………………………………22
2-2-1-2-3- سیستم پیونده نیامی تیوبال ……………………………………………………………………………………………..23
2-2-1-2-4- سیستم پیونده نیامی کاسان (آکام فلز) ……………………………………………………………………………24
2-2-1-3- سیستم پیونده صفحه­ای ……………………………………………………………………………….25
2-2-1-3-1- سیستم پیونده­ی صفحه­ای کی­ای تراس …………………………………………………………………………..25
2-2-1-3-2- سیستم پیونده­ی صفحه­ای پاور استرات …………………………………………………………………………..25
2-2-1-3-3- سیستم پیونده­ی صفحه­ای یونی استرات ………………………………………………………………………….26
2-2-1-3-4- سیستم پیونده­ی صفحه­ای تمکور …………………………………………………………………………………….26
2-2-1-3-5- سیستم پیونده­ی صفحه­ای  اُکتا تیوب ……………………………………………………………………………..27
2-2-1-3-6- سیستم پیونده­ی صفحه­ای  تری دیماتیک ………………………………………………………………………27
2-2-1-3-7- سیستم پیونده­ی صفحه­ای  توراس گِستو ………………………………………………………………………..28
2-2-1-3-8- سیستم پیونده­ی صفحه­ای پراتو ……………………………………………………………………………………….29
2-2-1-4- سیستم پیونده­ی شکافی ……………………………………………………………………………………………………………29
2-2-1-5- سیستم پیونده­ی پوسته­ای ………………………………………………………………………………………………………..30
2-2-1-5-1- سیستم پیونده­ی پوسته­ای اُکتا پلیت ……………………………………………………………………………….30
2-2-1-5-2- سیستم پیونده­ی پوسته­ای نودوس …………………………………………………………………………………..31
2-2-1-5-3- سیستم پیونده­ی پوسته­ای SDC ……………………………………………………………………………………31
2-2-2- سیستم­های واحدی …………………………………………………………………………………………….32
2-2-2-1- سیستم­های واحدی اسپیس دِک ………………………………………………………………………………………………32
2-2-2-2- سیستم­های واحدی یونی بت …………………………………………………………………………………………………….33
2-2-2-3- سیستم­های واحدی کیوبیک ……………………………………………………………………………………………………..34
2-2-3- سیستم ترکیبی ………………………………………………………………………………………………..35
 فصل سوم: مطالعه اثر خرابی پیشرونده در سازه­ها
3-1- خرابی پیشرونده …………………………………………………………………………………………………………..38
3-1-1- تئوری خرابی پیشرونده ………………………………………………………………………………………………………………………39
3-1-1-1- تعیین درجه­ی مقاومت سازه بر اساس سختی ………………………………………………………………………….39
3-1-1-2- تعیین درجه­ی مقاومت سازه بر اساس اندازه خرابی ایجاد شده ………………………………………………40
3-1-1-3- تعیین درجه­ی مقاومت سازه بر اساس انرژی ……………………………………………………………………………41
3-1-2- انواع خرابی پیشرونده …………………………………………………………………………………………………………………………42
3-1-2-1- خرابی کلوچه مانند ……………………………………………………………………………………………………………………..42
3-1-2-2- خرابی زیپ مانند ……………………………………………………………………………………………………………………….43
3-1-2-3- خرابی دومینو مانند ……………………………………………………………………………………………………………………44
3-1-2-4- خرابی پیشرونده در سطح مقطع ……………………………………………………………………………………………….45
3-1-2-5- خرابی ناشی از ناپایداری ……………………………………………………………………………………………………………46
3-1-2-6- حالت ترکیبی خرابی پیشرونده ………………………………………………………………………………………………….47
3-1-3- عوامل موثر در ایجاد خرابی پیشرونده ………………………………………………………………………………………………..47
3-2- آسیب­پذیری ساختمان­ها در برابر خرابی پیشرونده ……………………………………………………………………………………47
3-3- اشکال مختلف ناپایداری در سازه­های فضاکار …………………………………………………………………………………………….50
3-3-1- ناپایداری موضعی در سطح مقطع اعضا ……………………………………………………………………………………………..50
3-3-2- ناپایداری عضوی …………………………………………………………………………………………………………………………………51
3-3-3- ناپایداری گرهی …………………………………………………………………………………………………………………………………..51
3-3-4- ناپایداری پیچشی گرهی …………………………………………………………………………………………………………………….52
3-3-5- ناپایداری کوپل ……………………………………………………………………………………………………………………………………52
3-3-6- ناپایداری مسیری ………………………………………………………………………………………………………………………………..53
3-3-7- ناپایداری عمومی …………………………………………………………………………………………………………………………………53
3-4- روش­های واکاوی خرابی پیشرونده …………………………………………………………………………………………………………………54
3-4-1- روش استاتیکی خطی …………………………………………………………………………………………………………………………54
3-4-2- روش استاتیکی غیرخطی …………………………………………………………………………………………………………………..55
3-4-3- روش دینامیکی خطی …………………………………………………………………………………………………………………………56
3-4-4- روش دینامیکی غیرخطی ……………………………………………………………………………………………………………………56
3-5- طراحی مقاوم در برابر خرابی پیشرونده ………………………………………………………………………………………………………57
3-5-1- آیین­نامه­ها و دستورالعمل­ها ………………………………………………………………………………………………………………..57
3-5-2- علت های نامناسب بودن آیین­نامه­های طراحی موجود ……………………………………………………………………………58
3-5-3- روش­های طراحی در برابر خرابی پیشرونده ………………………………………………………………………………………..59
5-5-3-1- روش طراحی مستقیم …………………………………………………………………………………………………………………59
5-5-3-2- روش طراحی غیرمستقیم ……………………………………………………………………………………………………………60
 فصل چهارم: مقاوم سازی گنبدهای فضاکار در برابر خرابی پیشرونده
4-1- طراحی اولیه­ی سازه­ی گنبدها …………………………………………………………………………………62
4-1-1- مشخصات هندسی گنبدها …………………………………………………………………………………………………………………62
4-1-2- مشخصات مصالح و مقاطع مورد بهره گیری در طراحی اولیه ………………………………………………………………..62
4-1-3- مشخصات اتصالات و قیود تکیه­گاهی …………………………………………………………………………………………………64
4-1-4- آیین­نامه­های مورد بهره گیری در بارگذاری و طراحی سازه …………………………………………………………………..64
4-2- مقاوم­سازی سازه­ها در برابر خرابی پیشرونده ………………………………………………………………………………………………66
4-2-1- واکاوی خرابی پیشرونده ………………………………………………………………………………………………………………………..68
4-2-1-1- واکاوی استاتیکی خطی ………………………………………………………………………………………………………………..68
4-2-1-2- واکاوی استاتیکی غیرخطی …………………………………………………………………………………………………………..68
4-2-1-3- واکاوی دینامیکی خطی ………………………………………………………………………………………………………………..69
4-2-1-4- واکاوی دینامیکی غیرخطی ………………………………………………………………………………………………………….70
4-3- مطالعه آسیب­پذیری گنبدهای فضاکار در برابر خرابی پیشرونده ……………………………………………………………….71
4-3-1- گنبد دیاماتیک ……………………………………………………………………………………………………………………………………72
4-3-1-1- نتایج آنالیزهای استاتیکی خطی و دینامیکی خطی در گنبد دیاماتیک …………………………………..73
4-3-1-2- نتایج واکاوی استاتیکی غیرخطی در گنبد دیاماتیک …………………………………………………………………..74
4-3-1-3- نتایج واکاوی دینامیکی غیرخطی در گنبد دیاماتیک ………………………………………………………………….75
4-3-1-4- جمع بندی نتایج آنالیزهای مربوط به گنبد دیاماتیک ……………………………………………………………..77
4-3-2- گنبد لملا …………………………………………………………………………………………………………….78
4-3-2-1- نتایج آنالیزهای استاتیکی خطی و دینامیکی خطی در گنبد لملا …………………………………………..78
4-3-2-2- نتایج واکاوی استاتیکی غیرخطی در گنبد لملا …………………………………………………………………………..80
4-3-2-3- نتایج واکاوی دینامیکی غیرخطی در گنبد لملا …………………………………………………………………………..80
4-3-2-4- جمع بندی نتایج آنالیزهای مربوط به گنبد لملا ………………………………………………………………………82
4-3-3- گنبد دنده­دار ………………………………………………………………………………………………………..82
4-3-3-1- نتایج آنالیزهای استاتیکی خطی و دینامیکی خطی در گنبد دنده­دار ……………………………………..83
4-3-3-2- نتایج واکاوی استاتیکی غیرخطی در گنبد دنده­دار ……………………………………………………………………..84
4-3-3-3- نتایج واکاوی دینامیکی غیرخطی در گنبد دنده­دار ……………………………………………………………………..85
4-3-3-4- جمع بندی نتایج آنالیزهای مربوط به گنبد دنده­دار …………………………………………………………………87
4-3-4- گنبد اشودلر ……………………………………………………………………………………………………….87
4-3-4-1- نتایج آنالیزهای استاتیکی خطی و دینامیکی خطی در گنبد اشودلر ……………………………………….88
4-3-4-2- نتایج واکاوی استاتیکی غیرخطی در گنبد اشودلر ……………………………………………………………………….90
4-3-4-3- نتایج واکاوی دینامیکی غیرخطی در گنبد اشودلر ………………………………………………………………………91
4-3-4-4- جمع بندی نتایج آنالیزهای مربوط به گنبد اشودلر ………………………………………………………………….93
4-3-5- مقایسه­ی نتایج …………………………………………………………………………………………..93
4-4- مقاوم سازی اعضای آسیب­پذیر گنبدهای فضاکار در برابر خرابی پیشرونده ……………………………………………..93
4-4-1- مقاوم سازی گنبد لملا ……………………………………………………………………………………………………………………….94
4-4-2- مقاوم سازی گنبد دنده­دار ………………………………………………………………………………………………………………….95
4-4-3- مقاوم سازی گنبد اشودلر ……………………………………………………………………………………………………………………96
4-5- مطالعه ضریب اثرات دینامیکی در ترکیب بار استاتیکی خطی ………………………………………………………………….97
4-5-1- گنبدهای دیاماتیک …………………………………………………………………………………………………………………………….98
4-5-1-1- گنبد دیاماتیک 6 عضوی …………………………………………………………………………………………………………..98
4-5-1-2- گنبد دیاماتیک 24 عضوی ………………………………………………………………………………………………………..98
4-5-1-3- گنبد دیاماتیک 66 عضوی …………………………………………………………………………………………………………99
4-5-1-4- گنبد دیاماتیک 126 عضوی ……………………………………………………………………………………………………100
4-5-2- گنبدهای لملا ………………………………………………………………………………………………………………..102
4-5-2-1- گنبد دیاماتیک 36 عضوی ……………………………………………………………………………………………………..102
4-5-2-2- گنبد دیاماتیک 60 عضوی ………………………………………………………………………………………………………103
4-5-2-3- گنبد دیاماتیک 84 عضوی ……………………………………………………………………………………………………..104
4-5-2-4- گنبد دیاماتیک 108 عضوی …………………………………………………………………………………………………..104
4-5-2-5- گنبد دیاماتیک 132 عضوی …………………………………………………………………………………………………..105
4-5-2-6- گنبد دیاماتیک 156 عضوی ……………………………………………………………………………………………………106
4-5-3- گنبدهای دنده­دار ……………………………………………………………………………………………………………108
4-5-3-1- گنبد دنده­دار 12 عضوی …………………………………………………………………………………………………………108
4-5-3-2- گنبد دنده­دار 36 عضوی …………………………………………………………………………………………………………109
4-5-3-3- گنبد دنده­دار 60 عضوی …………………………………………………………………………………………………………109
4-5-3-4- گنبد دنده­دار 84 عضوی …………………………………………………………………………………………………………111
4-5-4- گنبدهای اشودلر ……………………………………………………………………………………………………….112
4-5-4-1- گنبد اشودلر 12 عضوی ………………………………………………………………………………………………………….112
4-5-4-2- گنبد اشودلر 48 عضوی ………………………………………………………………………………………………………….113
4-5-4-3- گنبد اشودلر 84 عضوی ………………………………………………………………………………………………………….113
4-5-4-4- گنبد اشودلر 120 عضوی ……………………………………………………………………………………………………….114
4-5-5- مقایسه نتایج ……………………………………………………………………………………………………………………………….
فصل پنجم: نتیجه­گیری و پیشنهادات
5-1- نتیجه­گیری …………………………………………………………………………………………………………….117
5-2- مطالعه پیشنهادات …………………………………………………………………………………………………….119
تاریخچه­ی سازه­های فضاکار:
سازه­های فضاکار به سازه­هایی گفته می­گردد که عملکرد سه بعدی دارند و در فضای سه بعدی مطالعه می­شوند. این سیستم سازه­ای برای ایجاد فضاهای پوشیده وسیع بکار می­رود. به عنوان مثال، از این سازه­ها می­توان برای پوشش فضاهایی مثل سقف استادیوم­ها، ژیمنازیوم­ها، سالن­های اجتماعات و استخرها و . . . بهره گیری نمود.
اولین بار تیموشینکو نام سازه­های فضایی[1] را پیش روی سازه­های صفحه­ای2 بکار برد و هدف از بکار بردن آن، تعریف سازه­هایی بود که عملکرد دوبعدی نداشته و امکان واکاوی صفحه­ای آنها وجود ندارد. در سازه­های دوبعدی همانند خرپاهای مسطح، نیروهای خارجی، نیروهای داخلی و تغییرشکل­ها در یک صفحه قرار می­گیرند، اما در سازه­های فضایی چنین نیست، و این موردها در صفحه­های مختلفی قرار دارند.
در اقدام، واژه­ی سازه­های فضاکار به بعضی از سازه­های شناخته شده از قبیل شبکه­ها، چلیک­ها، گنبدها، دکل­ها، شبکه­های کابلی، سیستم­های غشایی، سازه­های تاشو و کش­بستی اطلاق  می­گردد.
توسعه­ی قابل توجه سازه­های فضاکار از زمانی آغاز گردید که فاپل3 اولین کتاب خود را در زمینه­ سازه­های فضاکار، تحت عنوان تئوری سیستم­های مشبک در سال 1880 نوشت. کمتر کسی     تئوری­های محاسباتی ایشان را مورد توجه قرار داد، که یکی از آنها مهندس ایفل بود که برج معروف
خود را برای نمایشگاه جهانی پاریس در سال 1889 ساخت. این برج اولین سازه فضاکار ساخته شده می باشد که محاسبات آن بر اساس هندسه سه بعدی انجام گرفت. این برج بنا بر این بود پس از نمایشگاه برچیده گردد، اما چنان با موفقیت روبرو گردید که امروزه به عنوان سمبل شهر پاریس شناخته می­گردد.
طبق شواهد تاریخی، اولین سازه­های فضاکار شناخته شده به شکل امروزی، گنبدهایی بود که توسط مهندسان آلمانی، اشودلر[2] و زیمرمن2 در قرن نوزدهم ساخته گردید. گنبدی که توسط اشودلر، پس از جنگ جهانی دوم، برای پوشش مرکز مهندسی شارلوت در کارولینای شمالی آمریکا ساخته گردید، دهانه­ای به طول 332 فوت داشت و دهانه­ی گنبد زیمرمن، 361 فوت بود که در سال 1894 برای پوشش نمایشگاه لیون ساخته گردید. این ابعاد سازه­ای در زمان ساخت، بزرگ و قابل توجه بود.
الکساندرگراهام بل، مخترع معروف تلفن، در سال1907، آزمایشات وسیعی روی سیستم­های فضاکار چندلایه پیش ساخته انجام داد. او هواپیمای کوچک یک نفره و برج­های دیده­بانی را با بهره گیری از واحدهای پیش ساخته صنعتی چهاروجهی، مرکب از لوله و پوسته­ ساخت. گراهام بل اولین مهندسی بود که امکان بهره گیری از شبکه­های چندلایه فضاکار را در سیستم­های ساختمانی، به شکل کنونی مطالعه نمود.
این تجربه­های آغازین، تقریباً تا سال 1937 هنگامی که دکتر منجرینگ هاوزن3، دوباره سازه­های فضاکار را رواج داد به فراموشی سپرده شده بود. او معتقد بود برای رواج سازه­های فضاکار در سطح جهانی، بایستی اجزای سازه­های فضاکار به صورت کارخانه­ای ساخته شوند و مونتاژ آن در محل انجام گردد. برای شکل گیری این هدف، لازم بود که تنوع عضوی کاهش یابد و اقدام مونتاژ به سادگی قابل انجام باشد. از این رو او تحقیقات خود را به کاهش تنوع معطوف نمود و در نهایت با اختراع اتصال مرو4، توانست مشکل مونتاژ را حل کند و با موفقیت در سال 1942، سازه­های فضاکار را به صورت تجاری درآورد.
از دیگر کسانی که در راه پیشرفت و توسعه­ی سازه­های فضاکار اقدامات ارزشمندی انجام داده­اند، می­توان از دکتر مکوفسکی5، پروفسور نوشین و همکاران نام برد. پروفسور نوشین، استاد دانشگاه ساری انگلستان، به کمک همکاران خود، تحقیقات گسترده­ای درمورد تحلیل، طراحی و ساخت سازه­های فضاکار انجام داده­اند. یکی از کارهای ارزشمند ایشان، طراحی نرم افزار تاشه­پردازی سازه­های فضاکار، به نام فرمین6 می­باشد که انجام اقدام مدل سازی این نوع سازه­ها را بسیار راحت و سریع نموده می باشد.
امروزه ویژگی­هایی زیرا اقتصادی بودن، سبکی، ایمنی بالا، زیبایی، اجرای آسان و سریع و عملکرد مناسب در برابر بارهای وارده به دلیل صلبیت بالا، باعث گسترش کاربرد این نوع سازه­ها شده می باشد. همچنین امکان ایجاد فضاهای پوشیده وسیع بدون ستون­های میانی، دست معماران را برای خلق طرح­های بدیع باز گذاشته می باشد. از دیگر ویژگی­های بعضی از این نوع سازه­ها، امکان جمع­آوری و انتقال آن به محل دیگر و برپایی دوباره­ی آن می­باشد. این نوع سازه­ها به دلیل سبکی و سختی زیاد، عملکرد بسیار خوبی در برابر زلزله دارند و معمولاً در هنگام زلزله آسیب چندانی نمی­بینند.
از آنجا که سازه­های فضاکار، درجه نامعینی بالایی دارند، این مسئله باعث شده می باشد تا چنین تصور گردد که این سازه­ها با خرابی یک یا چند عضو یا بخشی از سازه، کماکان بتوانند به تحمل بارهای وارده ادامه دهند و خراب نشوند. اما مشاهدات عملی در مورد خرابی این نوع سازه­ها، و همچنین نتایج آزمایش­های فراوانی که در این زمینه انجام شده می باشد، صحت این ادعا را مورد تردید قرار داده می باشد. این تحقیقات نشان داده­اند که در پاره­ای از موردها، حتی خرابی یک عضو سازه می­تواند باعث خرابی کل سازه گردد. به عنوان مثال، می­توان به خرابی سقف ورزشگاه هارتفورد در سال 1978 در آمریکا تصریح نمود. سقف این ورزشگاه 6 ساعت بعد از انجام یک مسابقه­ی بسکتبال، بر اثر بارش سنگین برف و تجمع نامتقارن برف روی سازه و ایجاد خرابی موضعی، به کلی تخریب گردید. خوشبختانه در هنگام وقوع حادثه کسی در ورزشگاه حضور نداشت.
 هنگامی که در سازه خرابی موضعی ایجاد گردد، بدون اینکه افزایشی در بارهای خارجی وارده پدید آید، بازتوزیعی در نیروهای داخلی سازه انجام می­گیرد و سایر اعضای سازه بار بیشتری نسبت به حالت قبل از ایجاد خرابی در سازه تحمل خواهند نمود. در نتیجه ممکن می باشد که اعضای بیشتری دچار خرابی شوند و خرابی در کل سازه گسترش یافته و در نهایت به خرابی کل سازه منجر گردد. این پدیده خرابی پیشرونده نامیده می­گردد. در اکثر موردها، سازه­های خراب شده بر اثر خرابی پیشرونده، بر اساس ضوابط متداول طراحی سازه­ها، طراحی شده بودند. این امر نشان­دهنده­ی نیاز به مطالعه آسیب­پذیری سازه­ها در برابر خرابی پیشرونده و در صورت نیاز، ارایه­ی بازنگری در طراحی و یا مقاوم­سازی سازه می­باشد.
1-2- مروری بر تحقیقات انجام شده:
معمولاً تحقیقات انجام شده در مورد خرابی پیشرونده، پس از وقوع آن بوده می باشد و بیشتر به چگونگی وقوع خرابی پیشرونده پرداخته می باشد. اما سازه­هایی وجود دارند که در هنگام طراحی، از نظر اندازه آسیب پذیری در برابر خرابی پیشرونده مورد مطالعه قرار گرفته­اند. مانند این سازه­ها، ساختمان سفارت آمریکا در روسیه بود. طرح ارائه شده برای این سازه، توسط یوکِل[3] در سال 1989، مورد مطالعه قرار گرفت و برای کاهش خطر وقوع خرابی پیشرونده، توصیه­هایی ارائه گردید که مورد بهره گیری قرار گرفت.
نمونه­ی دیگر، پل 9/12 کیلومتری کانفِدریشن2 در کانادا بود که پس از مطالعه­های انجام گرفته و تعیین اندازه خطر وقوع خرابی پیشرونده، برای کاهش خطراتی که امکان وقوع آنها با این مطالعه­ها تایید شده بود، در بسیاری از دهانه­های این پل، اقداماتی در جهت تقویت پل، صورت گرفت[5].
به هر حال، از آنجا که ویژگی­ها و عوامل به وجودآورنده­ی خرابی پیشرونده در هر پروژه، خاص و مخصوص آن پروژه می باشد، ایجاد یک تئوری واحد و جامع برای طراحی در برابر خرابی پیشرونده، بسیار دشوار می باشد. به همین دلیل، در هر پروژه، مطالعه­ها بایستی بر اساس شرایط خاص آن سازه صورت گیرد. به عنوان مثال در مقاله­ای تحت عنوان ارزیابی مقاومت سازه­ی شبکه دولایه فضاکار در برابر خرابی پیشرونده]22[، به ارزیابی واکنش خرابی سازه با در نظر گرفتن اثرات دینامیکی ناشی از ایجاد ناگهانی خرابی موضعی در سازه، پرداخته شده می باشد. در این پژوهش، روش خاصی تحت عنوان روش مسیر جایگزین دینامیکی غیرخطی بسط داده شده می باشد.
در مورد هایی، تعریفی کلی از پدیده­ی خرابی پیشرونده و همچنین قواعدی کلی جهت طراحی و مطالعه سازه­ها در برابر خرابی پیشرونده، پیشنهاد شده می باشد. نمونه­ای از این پیشنهادات، توسط اِلینگوود[4] و لِیندِکر2 ارائه شده می باشد. ایشان توصیه کرده­اند، به مقصود جلوگیری از گسترش خرابی اولیه، مسیر جایگزین نیرو ایجاد گردد و یا مقاومت داخلی سازه با افزایش مقاومت اعضای کلیدی سازه، افزایش یابد. همچنین، مک گایِر3 و گراس4، روش­های مختلف طراحی در برابر خرابی پیشرونده را با هم مقایسه کرده­اند و بر اساس نتایجی که بدست آورده­اند، توصیه می­کنند، جهت مدل­سازی خرابی پیشرونده، اعضای منتخبی از مدل سازه حذف شوند و وجود مسیر جایگزین نیرو در سازه­ی باقیمانده مطالعه گردد[10].
تحقیقات مشابه دیگری نیز صورت گرفته و نتایج کم و بیش یکسانی ارائه گردیده می باشد. اما اشکال عمده­ی راه­حل­های ارائه شده، بی­توجهی آنها به اثرات دینامیکی ایجاد شده در سازه، بر اثر خرابی اعضای باربر، می­باشد.
1-3- اهداف و روش انجام پژوهش:
هدف از انجام این پژوهش، مطالعه آسیب­پذیری گنبدهای فضاکار در برابر خرابی پیشرونده و تعیین اندازه تقویت مورد نیاز، به مقصود مقاوم­سازی آنها می­باشد. برای دست­یابی به این هدف، نمونه­های مختلفی از گنبدهای فضاکار، با بهره گیری از روش­های مختلف واکاوی سازه­ای، تحلیل می­شوند. نتایج بدست آمده از آنالیزها، با معیارهای دستورالعملی که در آمریکا، توسط اداره کل خدمات عمومی5 ارایه شده می باشد، سنجیده می­گردد و امکان وقوع خرابی در سازه تعیین می­گردد.
در این پژوهش، پس از مقدمه و تاریخچه­ای که در فصل اول اظهار گردید، در فصل دوم به معرفی انواع سازه­های فضاکار و اجزای آنها، شامل اتصالات و چگونگی­ی ساخت و نصب بعضی از این گونه سازه­ها پرداخته شده می باشد. در فصل سوم به مطالعه پدیده­ی خرابی در سازه­های مختلف پرداخته شده می باشد. همچنین، انواع مختلف خرابی پیشرونده و خرابی­های رخ داده در گذشته، تبیین داده شده می باشد. در انتها در مورد اشکال و مودهای خرابی در سازه­های فضاکار، توضیحاتی ارائه شده می باشد. همچنین مطالبی در مورد تئوری­های موجود درمورد­ی خرابی پیشرونده و روش­های واکاوی خرابی پیشرونده در فصل چهارم اظهار شده می باشد. در فصل پنجم روش­های مختلف موجود برای مقاوم سازی و طراحی سازه­ها در برابر خرابی پیشرونده تبیین داده شده می باشد. در نهایت در فصل ششم، روش­های واکاوی ارائه شده، در واکاوی چند نمونه از گنبدهای فضاکار، بهره گیری شده می باشد و نتایج بدست ­آمده به همراه پیشنهادات، در فصل هفتم ارائه گردیده می باشد. در مطالعه­های انجام گرفته از نرم­افزارهای ANSYS و SAP2000 بهره گیری شده می باشد. پس از مقایسه­ی نتایج حاصل از دو نرم­افزار، معلوم گردید که دقت نتایج حاصل از نرم­افزار ANSYS کمتر از دقت نتایج نرم­افزار SAP2000 می باشد؛ زیرا که با افزایش تعداد تقسیمات المان در نظر گرفته شده در نرم­افزار ANSYS، نتایج حاصل از این نرم­افزار به نتایج به دست آمده از SAP2000، نزدیکتر می­گردید. این اختلاف پس از تقسیم هر عضو گنبد به 11 المان، به زیر 7 درصد رسید. به همین دلیل، به مقصود انجام آنالیزها، از SAP2000 بهره گیری گردید. همچنین ماکروی مدل­سازی و بارگذاری تمامی گنبدها در ANSYS، در پیوست (1) آورده شده می باشد.
 تعداد صفحه : 205
قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد: مطالعه بهسازی لرزه ای پل های بزرگراهی

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 :        ****       serderehi@gmail.com

دسته‌ها: عمران