بررسی نسبت¬های شکل پذیری در روش طراحی بر اساس عملکرد در قیاس با روش¬های تجویزی در قاب¬های ساده فلزی بهمراه مهاربند هم¬محور

بررسی نسبتهای شکل پذیری در روش طراحی بر اساس عملکرد در قیاس با روشهای تجویزی در قابهای ساده فلزی بهمراه مهاربند هممحور
پایاننامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
در رشته مهندسی عمران گرایش سازه
مهدی محرمی باشکند
استاد راهنما:
جناب آقای دکتر غلامرضا قدرتی امیری
دی ماه 1391
فهرست مطالب TOC t “تیتر;1;تیتر2;2;تیتر3;3;تیتر4;4;تیتر5;5”
فصل 1: مقدمه PAGEREF _Toc345768083 h 7
1-1-مقدمه PAGEREF _Toc345768084 h 8
فصل 2: مروری بر ادبیات موضوع PAGEREF _Toc345768085 h 13
2-1-مقدمه PAGEREF _Toc345768086 h 14
2-2-روش طراحی لرزه ای بر اساس روش تجویزی PAGEREF _Toc345768087 h 15
2-2-1-عوامل مؤثر بر ضریب کاهش نیروی زلزله PAGEREF _Toc345768088 h 18
2-2-1-1-شکل پذیری PAGEREF _Toc345768089 h 18
2-2-1-1-1-ضریب شکل پذیری کلی سازه PAGEREF _Toc345768090 h 19
2-2-1-1-2-ضریب کاهش بر اثر شکل پذیری PAGEREF _Toc345768091 h 20
2-2-1-2-مقاومت افزون PAGEREF _Toc345768092 h 25
2-2-1-2-1-ضریب مقاومت افزون PAGEREF _Toc345768093 h 27
2-2-2-شکل پذیری در روش طراحی براساس روش تجویزی PAGEREF _Toc345768094 h 29
2-3-روش طراحی لرزهای براساس عملکرد سازه PAGEREF _Toc345768095 h 30
2-3-1-فواید طراحی براساس عملکرد PAGEREF _Toc345768096 h 31
2-3-2-شکلپذیری در روش طراحی براساس عملکرد PAGEREF _Toc345768097 h 32
2-3-3-معیارهای پذیرش اعضا در روش طراحی براساس عملکرد PAGEREF _Toc345768098 h 34
2-3-4-فلسفه ی طراحی براساس عملکرد PAGEREF _Toc345768099 h 35
2-4-مروری بر یافته های دیگر محققین PAGEREF _Toc345768100 h 36
2-4-1-تحقیقات طاهری بهبهانی PAGEREF _Toc345768101 h 36
2-4-2-تحقیقات Repapis و همکاران PAGEREF _Toc345768102 h 37
2-4-3-تحقیقات Kunnath و همکاران PAGEREF _Toc345768103 h 38
2-4-4-تحقیقات Elnashai و همکاران PAGEREF _Toc345768104 h 39
2-5-جمع بندی و نتیجه گیری PAGEREF _Toc345768105 h 40
فصل 3: روش تحقیق PAGEREF _Toc345768106 h 42
3-1-مقدمه PAGEREF _Toc345768107 h 43
3-2-معرفی نمونه ها PAGEREF _Toc345768108 h 43
3-2-1-تعیین جزئیات سازه ای PAGEREF _Toc345768109 h 44
3-2-1-1-مدلسازی و هندسه PAGEREF _Toc345768110 h 44
3-2-1-2-بارگذاری PAGEREF _Toc345768111 h 45
3-2-1-3-نتایج طراحی نمونه ها PAGEREF _Toc345768112 h 48
3-3-ارزیابی PAGEREF _Toc345768113 h 50
3-3-1-مدلسازی PAGEREF _Toc345768114 h 50
3-3-1-1-مدلسازی کلی سازه PAGEREF _Toc345768115 h 50
3-3-1-2-مدلسازی اعضا PAGEREF _Toc345768116 h 51
3-3-1-3-مدلسازی رفتار مصالح PAGEREF _Toc345768117 h 52
3-3-1-4-مقاومت اعضای سازهای PAGEREF _Toc345768118 h 52
3-3-1-5-بررسی منحنی رفتاری اعضاء PAGEREF _Toc345768119 h 53
3-3-2-بررسی نرم افزارهای کاربردی PAGEREF _Toc345768120 h 54
3-3-3-بررسی مشخصه های تحلیل نمونه ها PAGEREF _Toc345768121 h 54
3-3-3-1-روش تحلیل PAGEREF _Toc345768122 h 54
3-3-3-2-بارگذاری PAGEREF _Toc345768123 h 55
3-3-3-2-1-الگوی بارگذاری PAGEREF _Toc345768124 h 56
3-3-3-3-تغییر مکان هدف PAGEREF _Toc345768125 h 56
فصل 4: نتایج و تفسیر PAGEREF _Toc345768126 h 61
4-1-مقدمه PAGEREF _Toc345768127 h 62
4-2-بررسی نتایج PAGEREF _Toc345768128 h 63
4-2-1-بررسی نتایج و تعیین ضرایب نمونه سه طبقه PAGEREF _Toc345768129 h 66
4-2-2-بررسی نتایج و تعیین ضرایب نمونه پنج طبقه PAGEREF _Toc345768130 h 69
4-2-3-بررسی نتایج و تعیین ضرایب نمونه هفت طبقه PAGEREF _Toc345768131 h 72
4-2-4-بررسی نتایج حاصل از شکل پذیری سازه PAGEREF _Toc345768132 h 72
4-3-تعیین عملکرد لرزهای اعضاء PAGEREF _Toc345768133 h 74
4-3-1-عملکرد لرزهای اعضا در ساختمان سه طبقه PAGEREF _Toc345768134 h 79
4-3-2-عملکرد لرزهای اعضا در ساختمان پنج طبقه PAGEREF _Toc345768135 h 84
4-3-3-عملکرد لرزهای اعضا در ساختمان هفت طبقه PAGEREF _Toc345768136 h 89
فصل 5: جمع بندی و نتیجه گیری PAGEREF _Toc345768138 h 90
5-1-جمع بندی PAGEREF _Toc345768139 h 91
منابع و مراجع PAGEREF _Toc345768140 h 95

فهرست اشکال
TOC t “شکل;1” شکل(2-1) ارتباط بین ضریب کاهش نیروR، اضافه مقاومتΩd، ضریب کاهش به علت شکل پذیری Rμ و ضریب شکل پذیریμ PAGEREF _Toc349395892 h 19
شکل(2-2) منحنی نیرو- تغییر شکل عضو. PAGEREF _Toc349395893 h 32
شکل(2-3) معیارهای پذیرش اعضا در سطوح مختلف عملکردی PAGEREF _Toc349395894 h 34
شکل(2-4) نتایج مطالعاتKunnath و همکاران PAGEREF _Toc349395895 h 38
شکل(3-1) نمایی از قاب نمونههای مورد مطالعه در تعداد طبقات 3، 5 و 7 PAGEREF _Toc349395896 h 44
شکل(3-3) منحنی رفتاری عضو PAGEREF _Toc349395897 h 51
شکل(3-4) منحنی ساده شده برش پایه- تغییرمکان. PAGEREF _Toc349395898 h 58
شکل (4-1) منحنی رفتاری ساختمان سه طبقه تحت الگوی بار نوع اول PAGEREF _Toc349395899 h 64
شکل (4-2) وضعیت رفتاری ساختمان سه طبقه تحت الگوی بار نوع یک PAGEREF _Toc349395900 h 64
شکل (4-3)منحنی رفتاری ساختمان سه طبقه تحت الگوی بار نوع دوم PAGEREF _Toc349395901 h 65
شکل (4-4) وضعیت رفتاری ساختمان سه طبقه تحت الگوی بار نوع دوم PAGEREF _Toc349395902 h 65
شکل(4-5) منحنی رفتاری ساختمان پنج طبقه تحت الگوی بار نوع اول PAGEREF _Toc349395903 h 67
شکل (4-6) وضعیت رفتاری ساختمان پنج طبقه تحت الگوی بار نوع اول PAGEREF _Toc349395904 h 67
شکل (4-7) منحنی رفتاری ساختمان پنج طبقه تحت الگوی بار نوع دوم PAGEREF _Toc349395905 h 68
شکل (4-8) وضعیت رفتاری ساختمان پنج طبقه تحت الگوی بار نوع دوم PAGEREF _Toc349395906 h 68
شکل (4-9) منحنی رفتاری ساختمان هفت طبقه تحت الگوی بار نوع اول PAGEREF _Toc349395907 h 70
شکل (4-10) وضعیت رفتاری ساختمان هفت طبقه تحت الگوی بار نوع اول PAGEREF _Toc349395908 h 70
شکل (4-11) منحنی رفتاری ساختمان هفت طبقه تحت الگوی بار نوع دوم PAGEREF _Toc349395909 h 71
شکل (4-12) وضعیت رفتاری ساختمان هفت طبقه تحت الگوی بار نوع دوم PAGEREF _Toc349395910 h 71
شکل(4-13) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X PAGEREF _Toc349395911 h 75
شکل(4-14) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X PAGEREF _Toc349395912 h 75
شکل(4-15) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y PAGEREF _Toc349395913 h 76
شکل(4-16) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y PAGEREF _Toc349395914 h 76
شکل(4-17) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X PAGEREF _Toc349395915 h 77
شکل(4-18) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X PAGEREF _Toc349395916 h 77
شکل(4-19) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y PAGEREF _Toc349395917 h 78
شکل(4-20) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y PAGEREF _Toc349395918 h 78
شکل(4-21) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X PAGEREF _Toc349395919 h 80
شکل(4-22) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X PAGEREF _Toc349395920 h 80
شکل(4-23) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y PAGEREF _Toc349395921 h 81
شکل(4-24) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y PAGEREF _Toc349395922 h 81
شکل(4-25) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X PAGEREF _Toc349395923 h 82
شکل(4-26) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X PAGEREF _Toc349395924 h 82
شکل(4-27) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y PAGEREF _Toc349395925 h 83
شکل(4-28) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y PAGEREF _Toc349395926 h 83
شکل(4-29) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X PAGEREF _Toc349395927 h 85
شکل(4-30) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X PAGEREF _Toc349395928 h 85
شکل(4-31) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y PAGEREF _Toc349395929 h 86
شکل(4-32) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y PAGEREF _Toc349395930 h 86
شکل(4-33) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X PAGEREF _Toc349395931 h 87
شکل(4-34) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X PAGEREF _Toc349395932 h 87
شکل(4-35) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y PAGEREF _Toc349395933 h 88
شکل(4-36) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y PAGEREF _Toc349395934 h 88

فهرست جداول TOC h z t “جدول;1”
(3-1) مقادیر ضریب بازتاب () و ضریب زلزله () در نمونه های مورد مطالعه PAGEREF _Toc345762396 h 47جدول(3-2) مقاطع تیر، ستون و بادبند نمونه 3 طبقه PAGEREF _Toc345762397 h 48جدول(3-3) مقاطع تیر، ستون و بادبند نمونه 5 طبقه PAGEREF _Toc345762398 h 49جدول(3-4) مقاطع تیر،ستون و بادبند نمونه 7 طبقه PAGEREF _Toc345762399 h 49جدول (3-5) مقادیر C0 PAGEREF _Toc345762400 h 59جدول (3-6) مقادیر ضریب Cm PAGEREF _Toc345762401 h 60جدول (3-7) مقادیر ضریب C2 PAGEREF _Toc345762402 h 60جدول(4-1) پارامترهای رفتاری ساختمان سه طبقه PAGEREF _Toc345762403 h 66جدول(4-2) پارامترهای رفتاری ساختمان پنج طبقه PAGEREF _Toc345762404 h 69جدول(4-3) پارامترهای رفتاری ساختمان پنج طبقه PAGEREF _Toc345762405 h 72
فصل 1: مقدمه1-1-مقدمهدر سالهای اخیر فلسفه روشهای سنتی که در طراحی سازه در مقابل مخاطرات طبیعی بر مبنای آنها صورت میگرفت، دچار تغییرات عمدهای شده است. تخریب گسترده سازههای طراحی شده بر مبنای آئیننامههای قدیمی در زلزلههای اخیر، پیشرفتهای به وجود آمده در روشهای تحلیل و نیازهای عملکردی پیچیدهتر مورد انتظار صنایع ساختمانی منجر به معرفی روشهای موثرتری در طراحی سازهها شدهاست. یکی از این روشها که در بسیاری از آئیننامهها وجود دارد و سبب سادهسازی مراحل طراحی میشود، روش تحلیل استاتیکی معادل میباشد که در آن نیروهای طراحی به وسیله ضریب رفتار کاهش داده میشوند. این روش بر این فرض استوار است که مقاومت سازه از مقداری که طراحی بر اساس آن صورت میگیرد، بزرگتر است و به علاوه سازه تحت زلزله با ورود به مرحله غیر خطی، بخشی از انرژی زلزله را جذب میکند. طراحی لرزهای مطلوب برای ساختمان را میتوان دستیابی به سازهای با عملکرد مطلوب، به مفهوم امکان ایجاد خسارت کنترل شده و از قبل پیشبینی شده در حین زلزله برای ساختمان دانست ضمن آنکه تخمین نادرست مشخصات زلزله و رفتار سازه و عملکرد آن در مواجهه با زلزله از دلایل مهم آسیبهای شدید وارد بر سازه میباشد. به جهت شناخت هر چه بهتر این مشخصات و ویژگی ها، در قبال روشهای تجویزی مرسوم در آئیننامههای پیشین که طراحی را بر اساس نیروهای کاهش یافته زلزله بیان میکرد، آئیننامههای طراحی و بهسازی لرزهای ارائه گردید که طبق آن طراحی لرزهای سازه به روش طراحی بر اساس عملکرد پیشنهاد میگردد.
به دلیل غیر اقتصادی بودن رفتار الاستیک سازه تحت زلزله، هدف اصلی در طراحی لرزهای ساختمانها بر این مبناست که رفتار ساختمان، در مقابل نیروی ناشی از زلزلههای کوچک بدون خسارت و در محدوده خطی مانده و در مقابل نیروهای ناشی از زلزله شدید، ضمن حفظ پایداری کلی خود، خسارتهای سازهای و غیر سازهای را تحمل کند. به همین دلیل مقاومت لرزهای که مورد نظر آئیننامههای طراحی در برابر زلزله است، عموما کمتر و در برخی موارد، خیلی کمتر از مقاومت جانبی مورد نیاز برای حفظ پایداری سازه در محدوده ارتجاعی، در یک زلزله شدید است. بنابر این، رفتار سازهها به هنگام رخداد زلزله های متوسط و بزرگ وارد محدوده غیر ارتجاعی میگردند و برای طراحی آنها نیاز به یک تحلیل غیر ارتجاعی است. ولی به دلیل پر هزینه بودن این روش و عدم گستردگی برنامههای غیر ارتجاعی و سهولت روش ارتجاعی، روشهای تحلیل و طراحی متداول، بر اساس تحلیل ارتجاعی مورد نیاز عموما با استفاده از ضرایب کاهش مقاومت انجام میشود[2].
یکی از مشکلات موجود در زمینه ضریب رفتار در آئیننامههای قدیمی، مربوط به تجربی بودن مقادیر پیشنهاد شده بود. یعنی با وجود اینکه ضرایب رفتار تعیین شده در آئیننامههای لرزهای در نظر داشتند بیانگر رفتار هیستریک، شکل پذیری، مقاومت افزون، میرایی و ظرفیت استهلاک انرژی باشند، مقادیر این ضرایب در آئین نامه های زلزله، اصولا بر اساس مشاهدات عملکرد سیستمهای ساختمانی مختلف، در زلزلههای قوی گذشته، بر مبنای قضاوت مهندسی بود. بر این اساس، پژوهشهای زیادی در این زمینه صورت گرفت تا مقادیری مبتنی بر مطالعات تحقیقاتی و پشتوانه محاسباتی در آئیننامههای زلزله بیان شود که در نهایت منجر به اصلاح این ضرایب بر اساس مطالعات علمی شد.
ضریب رفتار اولین بار در گزارش 06-3 ATC در سال 1978 ارائه گشت. در این گزارش، مقادیر پیشنهاد شده برای ضریب رفتار بر اساس نظر مجموعهای از مهندسان خبره استوار بود. به همین دلیل روش مشخصی برای تعیین مقدار آن ارائه نشده بود. همچنین در مقررات NEHRP مربوط به سالهای 1997 و 2000 (FEMA369 و FEMA303) که الهام گرفته

این نوشته در پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *