مرکزیت، هاي، زلزله، Drift، براي، نامتقارن

t 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 خطاي 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…………………………..
د
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 خطاي 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 آور132
30-5 نمودار خطاي 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…………………………..
ذ
فهرست اشکال

عنوانصفحه

1-2 شکل منحنی ظرفیت سازه بدست آمده از آنالیز 39Pushover
1-3 شکل پلان ساختمان متقارن47
2-3 شکل پلان ساختمان نامتقارن با 10 درصد خروج از مرکزیت47
3-3 شکل پلان ساختمان نامتقارن با 20 درصد خروج از مرکزیت48
1-4 شکل منحنی رفتار عضو شکل پذیر75
2-4 شکل منحنی رفتار عضو نیمه شکل پذیر76
3-4 شکل منحنی رفتار عضو شکننده76
4-4 شکل روش هاي تعریف معیار پذیرش اعضا79
5-4 شکل تهیه منحنی چندخطی بار – تغییرشکل براي تلاش هاي تحت کنترل تغییر شکل82
6-4 شکل تهیه منحنی چندخطی بار – تغییر شکل براي تلاش هاي تحت کنترل نیرو. 83
7-4 شکل منحنی نیرو- تغییر شکل تعمیم یافته براي اعضا و اجزا فولادي85
8-4 شکل تعر یف چرخش عضو86
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 هاي اصلی براي مدل چرخش خمشی 102…………………………..
ر
19-4 شکل مولفه هاي 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 بیان فیزیکی میرایی ………………………………………………………………………………………… αM + βK 107
23-4 شکل نحوه 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
ز
مقدمه
بررسی زلزله هاي اتفاق افتاده در جهان نشان می دهد که این زلزله ها در یک موقعیت جغرافیایی
خاص ومحدودي اتفاق افتاده است . 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، اشاره نمود. ازمناطق زلزلـه
خیزدیگر، نواروسط اقیانوس اطلس را می توان ذکر کرد. [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 توجه به اینکه بطور متوسط درهرسـال یـک
زلزله با بزرگی بیش از 4 ریشتردر کشورمان رخ می دهد وخسارات مالی وجانی زیادي بـه بـار مـی
آورد اهمیت شناخت دقیق زلزله ونیروها ي ایجاد شده بوسیله زلزلـه در سـاختمان را بـیش از پـیش
نشان دهد.
در سالهاي اخیر، روشهاي زیادي براي آنالیز لـرزه اي سـازه هـا ارائـه شـده اسـت. یکـی از ایـن
روشها، روش تحلیل استاتیکی غیر خطـی ( پـوش آور) مـی باشـد. معمـولا اکثـر روشـها بـه مـدلهاي
ساختمانی صفحه اي (دو بعدي) محدود می شوند بنابراین چنین امري تنها براي سـازه هـاي متقـارن
قابل قبول می باشد. اما در سالهاي اخیر تلاشهاي فراوانی صورت گرفته تا این روش بـه سـازه هـاي
نامتقارن که نیازمند تحلیل سه بعدي هستند نیز تعمیم داده شود، بررسی رفتار سازه ها در زمین لـرزه
هاي گذشته نشان می دهد که پیچش حاصل از نامتقارن بودن ساختمانها یکی از دلایل آسـیب دیـدن
شدید ساختمان می شود. علیرغم تحقیقات انجام شده دراین مورد، هنوز رفتار ساختمانهاي نامتقـارن
تحت تاثیر پیچش به طور کامل درك نشده است. و دلیل آنرا میتوان تعداد زیـاد پـا رامترهـاي مـوثر
دانست. تحقیقا ت وسیع انجام شده درمورد ساختمانهاي نامتقارن با درنظـر گـرفتن رفتـارغیرخطی بیشـتر
محدود به ساختمانهاي نامتقارن یک طبقه می باشد، بنابراین نمی توان با اطمینان نتایج حاصـل از ایـن
1
تحقیقات را به ساختمانهاي چند طبقه تعمیم داد و از طرفـی دیگـر مـدلهاي عـددي پیچیـده ،روشـی
کاربردي براي تحقیق نمی باشند.
هدف از این تحقیق بررسی رفتار ساختمانهاي چند طبقه نامتقـارن وارائـه یـک چـارچوب قابـل
درك، بدون انجام هرگونه تحلیل دینامیکی غیرخطی پیجیده می باشد.
این تحقیق در شش فصل گردآوري شده است:
فصل اول: به کلیات موضوع پرداخته شده واصول وپا یه هاي نظري مربـوط بـه روش پـوش آور
وضرورت تحقیق واهداف آن آورده شده است .
فصل دوم: مروري بر ادبیات موضوع می باشد واهداف عملکردي وسطوح عملکردي وروشـهاي
تحلیل بیان شده است.
فصل سوم: مشخصات کلی ساختمانها وفرضـیات طراحـی وهمچنـین طریقـه محاسـبه نیروهـاي
جانبی آورده شده ودر نهایت نتایج نهایی طراحی سازه ها بصورت جدول ارائه شده است.
فصل چهارم :نحوه ارزیابی ساختمانهاي طراحی شده ارائه شده است . مبانی وملزومات بهسـازي،
ترکیبات بارگذاري در تحلیل پوش آور در این فصل آورده شده است.
فصل پنجم:اعلام نتایج بدست آمده از تحلیل ،بررسی، مقایسه ونتیجـه گیـري آنهـا پرداختـه مـی
شود.
فصل ششم:نتیجه گیریهاي کل وپیشنهادات براي تحقیقات آتی ارائه می گردد.
2
فصل اول
کلیات
3
(1-1 مقدمه
عملکرد ساختمانها در زلزله هاي گذشته نشان داده است که معمولا ساختمانهاي نامتقارن نسـبت
به ساختمانهاي متقارن آسیب پذیرتر بوده ودر حین زلزله دچار آسیبهاي شدیدتر مـی گردنـدواحتمال
فروریزش آنها نسبت به ساختمانهاي متقارن بیشـتر مـی باشـد. خرابـی حـدود چهـل ودو درصـد از
ساختمانها در زلزله 1985 مکزیک به علت آثار پیچشی ، نشان داد که ساختمانهاي 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 شود باعـث ایجـاد نیـاز
تغییر شکل غیر یکسان در صفحات مقاوم جانبی در سیستم می گردد.
با بررسی این نوع ساختمانها در زمان وقوع زلزله می توان نتیجه گرفت که آسیب پذیري اینگونـه
ساختمانها در نتیجه لنگرهاي پیچشی وتغییرمکانهاي دورانی اضافی است کـه در اثـر عـدم تقـارن در
دیافراگم هاي ساختمان ایجاد شده وسبب افزایش خسارات سازه اي وغیر سـازه اي بـویژه در وجـوه
بیرونی ساختمان می گردند. عدم تقارن درساختمان می تواند دراثرتوزیع نامتقـارن جـرم در دیـافراگم
هاي ساختمان یا در اثر توزیع نامتقارن سختی یا مقاومت در المانهاي باربر جانبی باشد. عـدم توزیـع
یکنواخت جرم ،سختی ومقاومت سبب می گردد تا نقطه اثر برآیند نیروهاي ناشی از زمـین لـرزه بـا
نقطه اثر برآیند نیروهاي المانهاي باربر جانبی یکی نبوده ودر صورتیکه ساختمان داراي دیافراگم هاي
صلب یا نیمه صلب باشد لنگرهاي پیچشی در این دیافراگم ها ایجاد گردد. وقتی که رفتـار سـاختمان
در محدوده الاستیک است نقطه اثر برآیند نیروهـاي مقـاوم جـانبی منطبـق بـر مرکـز سـختی (مرکـز
صلبیت)ساختمان می باشد، اما وقتی که در حین زلزله تعدادي از المانهاي بـاربر جـانبی جـاري مـی
گردند محل برآیند نیروهاي مقاوم جانبی تغییر کرده ونهایتا اگر تمامی المانهـاي بـاربر جـانبی جـاري
گردند نقطه اثر برآیند نیروهاي مقاوم جانبی بر مرکز مقاومت منطبق می گردد. بنـابراین بـا توجـه بـه
نحوه رفتار سازه در حین زلزله میزان لنگرهاي پیچشی ایجاد شده در حین زلزلـه تغییـر مـی نمایـد و
مراکز سختی ومقاومت نمایانگر وضعیت حدي این تغییرات درزمانیکـه سـازه در محـدوده خطـی یـا
غیرخطی (مصالح)رفتار می کند می باشد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که محل مراکز جـرم،سـختی
ومقاومت از پارامترهاي اصلی می باشند که رفتار سازه هاي نامتقارن را تحـت تـاثیر قـرار میدهنـد. از
4
پارامترهاي مهم دیگري که بر رفتارپیچشی سازه ها تاثیر می گذارند سختی ومقاومـت پیچشـی سـازه
وممان اینرسی جرمی طبقات می باشند.
دستورالعملها وآیین نامه هاي طراحی ساختمانها در برابر زلزله ضـوابط ویـژه اي بـراي طراحـی
سازه هاي نامتقارن دارند، این دستورات در آیین نامه ها ي طراحی بـر اسـاس عملکـرد نیزبـا وجـود
تفاوت زیادي که این آیین نامه ها با آیین نامه هاي عادي طراحی لرزه اي ساختمانها دارند تکرار شده
اند. این در حالی است که این دستورات درطراحی هاي معمول وبراي سطح خطر وعملکـرد از پـیش
تعریف شده آیین نامه هاي معمول نیز داراي کاستی هایی می باشند. با توجه بـه انتظـار رفتـار شـکل
پذیر ساختمانها در مقابل زلزله هاي متوسط وشدید که در آن با افـزایش نیرو هـاي داخلـی ، اعضـاي
مقاوم جاري شده ومقدار آن عملا در اعضا ثابت باقی می ماند، لذا خرابی عضو از آن پس با ظرفیـت
تغییر شکل پلاستیک آن (متناسب با ظرفیت شکل پذیري عضو)کنترل می گردد. بنابراین طراحی سـازه
براي سطوح عملکرد متفاوت بطور طبیعی با طراحی بر اساس تغییر مکان همخوانی بیشتري نسبت به
روشهاي معمول طراحی براساس نیرو دارد. لـذا در ایـن رابطـه روشـهاي طراحـی جدیـد بـر اسـاس
تغییرمکان توسعه داده شده اند. اما در این روشها هم عموما براي محاسبه مقاومت مـورد نیـاز عناصـر
باربر جانبی در طراحی سازه هاي جدید می بایست نیروي برش پایه بدست آمده وسـپس در طبقـات
وبین عناصر باربر جانبی توزیع گردند که مع مولا از روشهاي معمول آیین نامه هاي لرزه اي براي ایـن
منظور استفاده می گردد. ضوابط پیچشی آیین نامه ها بر این فرض اسـتوار اسـت کـه سـختی عناصـر
باربر جانبی براساس

Author:

دیدگاهتان را بنویسید

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