پایان نامه ها

هاي، استاتیکی، اي، بتن، لرزه، اعضاء

بطـور
صحیح نشان دهد ،استفاده از آنرا در عمل محدود ساخته است . به این ترتیب نیاز به یک روش ساده
و کارا با حداقل تلاش که قادر به توصیف رفتار سازه در وراي محـدوده خطـی نیـ ز باشـد منجـر بـه
تحقیق وبسط روش غیرخطی استاتیکی گردید.
به کمک تحلیل غیرخطی استاتیکی می توان اطلاعات مفیدي در مورد سازه از قبیـل مسـیر تغییـر
شکل سازه در وراي رفتارخطی، ترتیب وچگونگی تشکیل مفاصل در اعضاء ، اعضایی که در پایداري
نهایی سازه موثرند و… را بدست آورد .
فرض اصلی در تحلیل غیرخطی استاتیکی تغییر شکل سازه براثر یک یـا چنـد الگـوي بارگـذاري
افزایش یابنده است ،براي مثال این الگوي بارگذاري می تواند متناسب با مـد اول تغییـر شـکل سـازه
باشد.
اگرچه کاربرد روش تحلیل غیرخطی استاتیکی در سازه هاي منظم وکوتاه باعث می شود با صرف
زمان وتلاشهاي محاسباتی اندك به نتایج قابل قبولی از رفتـار غیرخطـی اسـتاتیکی دسـت یافـت امـا
مطالعات نشان می دهد کاربرد این روش در سازه هاي بلند ونیز سازه هاي نامنظم ونامتقارن از لحاظ
پیچشی نیاز به بحث ومطالعات گسترده دارد. از این رو بحـث دامنـه اعتبـار نتـا یج تحلیـل غیرخطـی
استاتیکی سه بعدي در کانون توجه محققان قرار گرفته است.
زلزله هاي چند دهه اخیر وآسیب هاي جدي وارد شده به ساختمانها ،ناکارآمدي سـاختمانهایی را
که در دهه هاي 60 و70 میلادي طراحی واجرا شده اند مشخص ساخته است.
در آمریکا و اروپا چون قریب به یک قرن از یک ساختمان بهـره بـرداري مـی گردد،بحـث تـرمیم
وتقویت ساختمانهاي موجود با رفتار نامناسب لرزه اي بسیار مورد توجه قرار گرفته اسـت ،اکثـر ایـن
12
ساختمانها بدون توجه به جزئیاتی که باعث شکل پذیري واستهلاك انـرژي در سـاختمان مـی شـوند
طراحی شده اند.
در هنگام ارائه روش بهسازي لرزه اي بـراي یـک سـاختمان تحـت مطالعـه ،مسـاله مهـم تعیـین
کارآمدي روش ارائه شده می باشد وبه این دلیل که روش غیرخطـی اسـتاتیکی دیـد مناسـبی ازرفتـار
سازه از ابتداي تغییر شکل تا رسیدن به یک حد معین از تغییرمکان ارائه می دهد وسیله بسیار مناسبی
است که موثر بـودن یـا ناکارآمـدي روش بهسـازي را معلـوم مـی سـازد . بـه ایـن ترتیـب در تمـام
دستورالعملها و راهنمایهایی که در سالهاي پایانی دهه 90 میلادي جهت بهسـازي لـرزه اي و تقویـت
ساختمانها ارائه شدند،روش غیرخطی استاتیکی به عنوان یک روش مجزا وقابـل اعتمـاد ،در محـدوده
اي خاص وبا ملاحظات خاص شناخته شده است.
البته مدتی بعد این روش به آیین نامه هاي طراحی ساختمانهاي جدید نیـز راه یافـت . زیـرا ایـن
روش علاوه برحذف پارامتر سوال برانگیز ” ضریب “R ، قادر اسـت مسـیر خرابـی ونحـوه تشـکیل
مفاصل پلاستیک در اعضاء مختلف را نیز معلوم سازد ، از این رو استفاده ا ز این روش طـراح را قـادر
می سازد تا با انجام اصلاحات لازم بهترین رفتار لرزه اي را در سازه بوجود آورد .
بطور کلی مسیر نگرش محققان ومهندسان در خلال این بحثها تغییر نگـرش از طراحـی براسـاس
نیرو به سمت طراحی براساس عملکرد می باشد . در روش طراحی براسـاس عملکـرد ، نکتـه بسـیار
مهم کنترل تغییرمکان کلی سازه وتغییر شکلهاي اعضاء مـی باشـد. در هنگـام کـار بـا روش طراحـی
براساس عملکرد با مفاهیم جدیدي چون : ظرفیت، تقاضا، منحنی ظرفیـت، سـطوح عملکـرد اعضـاء
سازه اي ، سطوح عملکرد اعضاء غیر سازه اي و سطوح عملکرد ساختمان روبرو هستیم کـه اسـتفاده
مناسب از روش مذکور در گرو آشنایی وشناخت این مفاهیم می باشد.
از مهمترین منابع ومآخذي کـه در آنهـا پایـه مربـوط بـه طراحـی براسـاس عملکـرد ونیـز روش
غیرخطی استاتیکی ذکر شده است می توان به موارد زیر اشاره کرد:
(1گزارش شماره 40 کمیته فن آوري کاربردي (کالیفرنیا – آمریکا) [14]
این گزارش که بیشتر با نام ATC-40 از آن یاد می شود در سال 1996 در دو جلد منتشـر شـده
وتمرکز آن روي سازه هاي بتن مسلح قرار دارد ، دلیل تهیه این گزارش تعدد ساختمانهاي بتن مسـلح
13
قدیمی در کالیفرنیا ست. که با توجه به لرزه خیز بودن منطقه مذکور، لـزوم تهیـه دسـتورالعملی بـراي
بهسازي آنها ارائه شده است. در فصول ابتدایی جلد اول ایـن دسـتورالعمل مفـاهیم ابتـدایی طراحـی
براساس عملکرد همچون سطوح عملکرد ساختمان و انواع حرکت زمین وسطوح مختلف زلزله طرح
و… شرح داده شده وسپس یک فصل به تشریح روش غیرخطی استاتیکی اختصـاص یافتـه اسـت. در
فصل هاي انتهایی نیز ملاحظات خاص در مورد نحوه مدلسـازي وتعریـف مشخصـات اعضـاء ونیـز
حدود مجاز انواع پاسخ هاي سازه اي ماننـد تغییرمکانهـاي جـانبی سـازه وچرخشـها وتغییرشـکلهاي
اعضاء آورده شده است. جلد دوم نیز به ارائه چند مثال واقعی از بهسازي ساختمان موجـود پرداختـه
است.
(2گزارش شماره 273 آژانس فدرال مدیریت اضطراري (واشنگتن – آمریکا) [9]
این راهنما که بیشتر با نامFEMA – 273 شناخته می شود در سال 1997 منتشر شده وبـر مبنـاي
طراحی براساس عملکـرد قـرار دارد . امـا بـرخلاف ATC – 40 کـه بـه سـاختمانهاي بـتن مسـلح
اختصاص داشت. در برگیرنده کلیه ساختمانها با اسکلت فولادي ، بتن مسلح، چوبی یا ساخته شده بـا
مصالح بنایی است. با توجه به گسترده شدن این راهنما به کلیه سـاختمانها ،در فصـلهاي مختلـف آن
الزامات ونکات مرتبط با هرگونه تفصیل شرح داده شده است.
تفاوت بسیار مهم روش غیرخطی ذکرشده در این راهنما با روش مندرج درATC -40، روالهـاي
ذکر شده براي رسیدن به “نقطه عملکرد” مـی باشـد. ایـن روش در ATC-40 بـه کمـک نمودارهـا
وروندي گرافیکی انجام می شود وممکن است براي رسیدن به جواب نهایی تکـرار عملیـات در چنـد
مرحله لازم باشد، اما روش که درFEMA -273براي رسیدن به نقطه عملکرد ارائه شده است ، روشی
عددي است که با اعمال یک سري ضرایب روي تغییرمکان طیفی ، مقدار” تغییرمکـان ” بـه صـورت
مستقیم معلوم می گردد.
به همراه این گزارش ، گزارش دیگـري بـه نـام [15] FEMA-274 نیـز منتشـر گردیـد کـه در
حقیقت تفسیر گزارش FEMA-273 می باشد و در مواردي علاوه برتفسیر به تشریح مبـانی مربـوط
به طراحی براساس عملکرد و روش غیرخطی استاتیکی پرداخته است.
(3گزارش شماره 356 آژانس فدرال مدیریت اضطراري (واشنگتن – آمریکا)[16]
14
این گزارش که در واقع نسخه تکمیل شده وحاوي آخرین دستاوردهاي بحـث طراحـی براسـاس
عملکرد میباشد در کلیات مشابهFEMA – 273 می باشد وهمچنین مشابه سایر مراجع منتشـر شـده
می باشد ابتدا به صورت پیش استاندارد ونسخه پیشنهادي در اختیار جامعه مهندسی قرار گرفته اسـت
وپس از طی روال معمول با انجام اصلاحات لازم به صورت متن نهایی منتشر شد.
این گزارش به نامFEMA -356 شناخته می شود ودر نوامبر سـال 2000 مـیلادي منتشـر یافتـه
است .
(4دستورالعمل بهسازي لرزه اي ساختمانهاي موجود[22]
این دستورالعمل به طور کلی ترجمه واقتباسFEMA -356 می باشد که درمـواردي بنـدهایی از
آیین نامه بتن ایران ، مبحث 10 مقررات ملی ساختمان ایران ونیز آیین نامه 2800 اشاره کـرده اسـت .
با توجه به اهمیت مقاوم سازي وبهسازي ساختمانها در نقاط زلزله خیز ایر ان، این دستورالعمل جهـت
استفاده مهندسان انتشار یافته است ودر حقیقت اولین گام براي آشنا کردن جامعه مهندسی و طراحـان
سازه با مفاهیم طراحی براساس عملکرد به شمار می رود.
تلاشهایی که در سالهاي ابتدایی دهه 90 میلادي جهت بسط وتوسعه استفاده از تحلیـل غیرخطـی
استاتیکی انجام شد، منجر گردید در سالهاي پایانی همـین دهـه آیـین نامـه هـا وراهنمایهـایی جهـت
استفاده از این روش منتشر گردد. پس از انتشار راهنماي ATC-40 در سال 1996 با تمرکز بـر سـازه هاي بتن مسـلح و نیـز دسـتورالعملFEMA – 273 در سـال 1997 و در نهایـت FEMA-356 در
سال 2000 با درنظر گرفتن کلیه سیستم هاي سـازه اي بـا مصـالح مختلـف توجـه بخـش زیـادي از
محققان به روش تحلیل غیرخطی استاتیکی معطوف شد وتـلاش هـاي بسـیاري جهـت تعیـین دامنـه
اعتبار وصحت نتایج حاصل از تحلیل غیرخطی استاتیکی انجام گردید که تاکنون نیز ادامه دارد .
( 4-1 تحقیقات انجام شده
اکثر روشهایی که در ابتدا براي تحلیل غیرخطی استاتیکی ارائه گردید محدود به سازه هاي صفحه
اي دوبعدي بو



قیمت: 11200 تومان

متن کامل پایان نامه ها در 40y.ir

دیدگاهتان را بنویسید

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