مرکزیت، های، زلزله، Drift، برای، 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 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…………………………..
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 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 آور132
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…………………………..
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 های تعریف معیار پذیرش اعضا79
5-4 شکل تهیه منحنی چندخطی بار – تغییرشکل برای تلاش های تحت کنترل تغییر شکل82
6-4 شکل تهیه منحنی چندخطی بار – تغییر شکل برای تلاش های تحت کنترل نیرو. 83
7-4 شکل منحنی نیرو- تغییر شکل تعمیم یافته برای اعضا و اجزا فولادی85
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 های اصلی برای مدل چرخش خمشی 102…………………………..
ر
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 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 های اتفاق افتاده در جهان نشان می دهد که این زلزله ها در یک موقعیت جغرافیایی
خاص ومحدودی 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 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 آنالیز 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 بنابراین 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 شود، بررسی رفتار سازه ها در زمین لـرزه
های 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 ساختمانهای نامتقـارن
تحت تاثیر پیچش به طور کامل درک نشده است. و دلیل آنرا میتوان تعداد زیـاد پـا رامترهـای مـوثر
دانست. تحقیقا ت وسیع انجام شده درمورد ساختمانهای نامتقارن با درنظـر گـرفتن رفتـارغیرخطی بیشـتر
محدود به ساختمانهای نامتقارن یک طبقه می باشد، بنابراین نمی توان با اطمینان نتایج حاصـل از ایـن
1
تحقیقات را به ساختمانهای چند طبقه تعمیم داد و از طرفـی دیگـر مـدلهای عـددی پیچیـده ،روشـی
کاربردی برای تحقیق نمی باشند.
هدف از این تحقیق بررسی رفتار ساختمانهای چند طبقه نامتقـارن وارائـه یـک چـارچوب قابـل
درک، بدون انجام هرگونه تحلیل دینامیکی غیرخطی پیجیده می باشد.
این تحقیق در شش فصل گردآوری شده است:
فصل اول: به کلیات موضوع پرداخته شده واصول وپا یه های نظری مربـوط بـه روش پـوش آور
وضرورت تحقیق واهداف آن آورده شده است .
فصل دوم: مروری بر ادبیات موضوع می باشد واهداف عملکردی وسطوح عملکردی وروشـهای
تحلیل بیان شده است.
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 است.
فصل چهارم :نحوه ارزیابی ساختمانهای طراحی شده ارائه شده است . مبانی وملزومات بهسـازی،
ترکیبات بارگذاری در تحلیل پوش آور در این فصل آورده شده است.
فصل پنجم:اعلام نتایج بدست آمده از تحلیل ،بررسی، مقایسه ونتیجـه گیـری آنهـا پرداختـه مـی
شود.
فصل ششم:نتیجه گیریهای کل وپیشنهادات برای تحقیقات آتی ارائه می گردد.
2
فصل اول
کلیات
3
(1-1 مقدمه
عملکرد ساختمانها در زلزله های گذشته نشان داده است 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 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 پذیری اینگونـه
ساختمانها در نتیجه لنگرهای پیچشی وتغییرمکانهای دورانی اضافی است 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 است 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
نحوه رفتار سازه در حین زلزله میزان 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. بنابراین 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
4
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 است 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 در مقابل 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، لذا خرابی عضو از آن پس با ظرفیـت
تغییر شکل پلاستیک آن (متناسب با ظرفیت شکل پذیری عضو)کنترل می گردد. بنابراین 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 می بایست 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
منظور استفاده می گردد. ضوابط پیچشی آیین نامه ها بر این فرض اسـتوار اسـت کـه سـختی عناصـر
باربر جانبی براساس

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 *