پایان نامه ها

مقایسه شاخص آسیب قاب¬های بتن-آرمه و اعضای آن با استفاده از شبیه¬سازی عددی

دانشکدهی مهندسی
پایاننامه کارشناسی ارشد در رشتهی مهندسی عمران (سازه)
مقایسه شاخص آسیب قابهای بتنآرمه و اعضای آن با استفاده از شبیهسازی عددی
به کوشش
ناهید پوریوسف
استاد راهنما
دکتر محمودرضا بنان
بهمن ماه 1391

به نام خدا
اظهارنامه
اينجانب ناهید پوریوسف (891348) دانشجوي رشتهی مهندسی عمران گرايش سازه دانشكدهي مهندسی اظهار ميكنم كه اين پاياننامه حاصل پژوهش خودم بوده و در جاهايي كه از منابع ديگران استفاده كردهام، نشاني دقيق و مشخصات كامل آن را نوشتهام. همچنين اظهار میدارم كه تحقيق و موضوع پاياننامهام تكراري نيست و تعهد مينمايم كه بدون مجوز دانشگاه دستاوردهاي آن را منتشر ننموده و يا در اختيار غير قرار ندهم. كليه حقوق اين اثر مطابق با آييننامه مالكيت فكري و معنوي متعلق به دانشگاه شيراز است.
نام و نام خانوادگي: ناهید پوریوسف
8191532893000 تاريخ و امضا: 19/4/1392

حاصل رنج اين تحقيق را که گوشهای از تلاش من است، به برترينهاي زندگيم تقديم ميکنم.
تقديم به :
پدر بزرگوارم
که لحظه لحظه زيستنم را در سايه بزرگواري و دانايياش آسودم و وجود پر افتخارش سايهايست جاودانه بر فراز سربلنديهاي من
و
روح بلند مادرم
که مفهوم بي دريغ مهرباني و صداقت بود. او که دلخوشيهاي امروزم را مديون فداکاریهای دیروزش هستم
و
همسر عزیزم
که وجود پرمهرش پشتوانهای است استواربرای گامهای فردای من.
سپاسگزاری
نخستين سپاس به پيشگاه حضرت دوست که هرچه داريم از اوست.
سزاوار است از تمامي عزيزاني که در انجام اين پژوهش مرا ياري کردند سپاسگزاري نمايم.
از استاد راهنماي بزرگوارم، جناب آقاي دکتر محمودرضا بنان که همواره در مراحل انجام پژوهش و همچنين در طول دوران تحصيل از راهنماييها و محبتهاي ارزنده ايشان برخوردار بودهام، به خاطر تمامي لطفها، راهنماييها و حمايتهايشان کمال تشکر و سپاس را دارم.
از اساتید مشاور گرانقدرم، دکتر محمدرضا بنان و دکتر سید احمد انوار که با دقت و صرف وقت ارزشمندشان پاياننامه اينجانب را مطالعه نموده و نظرات و پيشنهادات ارزنده خود را در اختيارم قرار دادند، بينهايت سپاسگزارم.
لازم ميدانم از اساتيد محترم دکتر سیدیان، دکتر رنجبران، دکتر ماهری و دکتر کدیور که در طول دوران تحصيل از وجودشان بهره بردم، همچنين از ديگر اساتيد محترم بخش راه، ساختمان و محیط زیست کمال تقدير و تشکر را به عمل آورم.
از دوستان و همکلاسیهای خوبم بهویژه آقایان پیمان غفاری، میثم اباذرنژاد، صالح سخایی و حمید خدادادی که در انجام این پایاننامه از کمکهای بیدریغ ایشان بهره بردم نهایت تشکر را دارم.
همچنین از هماتاقیهای عزیزم که در طول دوران تحصیل و انجام پایاننامه کمال همکاری را با اینجانب داشته و در ایجاد محیطی شاد و دوستانه سهیم بودند بسیار سپاسگزارم.
و با تشکر از همه عزيزاني که ذکر نامشان مقدور نيست.
ناهید پوریوسف
بهمن 91
چکیدهمقایسه شاخص آسیب قابهای بتنآرمه و اعضای آن با استفاده از شبیهسازی عددیبه کوششناهید پوریوسفروش طراحی آییننامههای موجود بر اساس طراحی مقاطع و اعضا میباشد و آییننامهها در مورد بررسی ظرفیت کل قاب و یا طبقات آن اجباری برای طراحان قرار ندادهاند. در این پژوهش با بررسی مود زوال قابهای منظم سه طبقه و سه دهانه بتنآرمه تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی بارافزون در محیط نرمافزار OpenSees، نشان داده شده است که در بعضی موارد زوال طبقه یا کل قاب (مود زوال سیستمی سازه) میتواند حاکم باشد. به این صورت که قبل از زوال یکی از مفصلهای پلاستیک، ظرفیت کل قاب یا یکی از طبقات آن به میزان قابل توجهی افت کرده و کاربری خود را از دست میدهد. علاوه بر این تأثیر پارامترهای مختلف طراحی، ظرفیتی و رفتاری قاب مانند درصد میلگردهای طولی و عرضی مقاطع، نسبت برش پایه قاب به وزن کل آن در لحظه زوال (Plastic g-Factor)، g-Factor کاربردی، شکلپذیری نهایی، دوره تناوب مود اول و متوسط شاخصهای آسیب مقاطع بر مودهای زوال قابها مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت مؤثرترین معیارهایی که بدون نیاز به انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی بارافزون طراح را قادر به شناسایی امکان وقوع مود زوال سیستمی سازه مینماید به صورت پارامتر g-Factor کاربردی و نیز ترکیب نسبت درصد میلگرد طولی به میلگرد عرضی ستون و دوره تناوب مود اول سازه تشخیص داده شد. معیارهایی که از طریق انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی بارافزون محاسبه و در تفکیک قابهای با مود زوال مفصل پلاستیک از سایر قابها مؤثر هستند نیز به صورت پارامتر Plastic g-Factor و ترکیب پارامتر g-Factor کاربردی و متوسط شاخصهای آسیب مقاطع معرفی شدهاند.
کلید واژهها: قابهای دوبعدی بتنآرمه، تحلیل استاتیکی غیرخطی بارافزون، مود زوال قابهای بتنآرمه، مود زوال سیستمی سازه، شاخص آسیب، نرمافزار OpenSees
فهرست مطالب
عنوان صفحه
TOC o “1-3” h z u
فصل اول: مقدمه PAGEREF _Toc359985493 h 11-1- پیشگفتار PAGEREF _Toc359985495 h 21-2- طراحی لرزهاي PAGEREF _Toc359985496 h 31-3- مهندسی لرزهای بر مبناي سطح عملکرد PAGEREF _Toc359985497 h 41-3-1- چارچوب کلی طراحی لرزهاي بر مبناي سطح عملکرد PAGEREF _Toc359985498 h 71-3-2- شکلپذیری (Ductility) PAGEREF _Toc359985499 h 101-3-3- شاخص آسیب PAGEREF _Toc359985500 h 111-4- سیستم باربر لرزهاي PAGEREF _Toc359985501 h 141-5- روشهای مختلف تحلیل غیر ارتجاعی PAGEREF _Toc359985502 h 151-5-1- تحلیل دینامیکی غیرخطی PAGEREF _Toc359985503 h 161-5-2- تحلیل استاتیکی غیرخطی بارافزون PAGEREF _Toc359985504 h 171-5-2-1- توصیف تحلیل استاتیکی غیرخطی بارافزون PAGEREF _Toc359985505 h 171-5-2-2- برخی از روشهای تحلیل استاتیکی غیرخطی PAGEREF _Toc359985506 h 191-5-2-3- شکل توزیع بار جانبی در ارتفاع ساختمان PAGEREF _Toc359985507 h 211-6- معیارهای زوال (Failure Criteria) PAGEREF _Toc359985508 h 251-7- بیان مسئله و هدف تحقیق PAGEREF _Toc359985509 h 261-8- روند دستیابی به هدف تحقیق PAGEREF _Toc359985510 h 261-9- خلاصه PAGEREF _Toc359985511 h 28عنوان صفحه
فصل دوم: تاریخچه تحقیقات گذشته PAGEREF _Toc359985512 h 302-1- پیشگفتار PAGEREF _Toc359985514 h 312-2- شاخص آسیب PAGEREF _Toc359985515 h 332-2-1- شاخصهای آسیب موضعی PAGEREF _Toc359985516 h 332-2-2- شاخصهای آسیب کلی PAGEREF _Toc359985517 h 362-2-3- بررسی مقایسهای چند شاخص آسیب PAGEREF _Toc359985518 h 392-3- معرفی روابط مربوط به چند شاخص آسیب شناخته شده PAGEREF _Toc359985519 h 422-3-1- شاخص آسیب پارک و انگ PAGEREF _Toc359985521 h 422-3-2- شاخص آسیب شکلپذیری برای مقاطع PAGEREF _Toc359985522 h 432-3-3- شاخص آسیب شکلپذیری برای قابها PAGEREF _Toc359985523 h 442-3-4- شاخص آسیب انرژی PAGEREF _Toc359985524 h 452-3-5- شاخص آسیب خستگی Low-Cycle PAGEREF _Toc359985525 h 462-3-6- شاخص آسیب نرمشدگی بیشینه PAGEREF _Toc359985526 h 462-4- نحوه مدلسازی رفتار سازه PAGEREF _Toc359985527 h 472-5- بررسی مود زوال قابهای بتنآرمه PAGEREF _Toc359985528 h 482-6- خلاصه PAGEREF _Toc359985529 h 48فصل سوم: نحوه مدلسازی و انجام تحلیل غیرخطی PAGEREF _Toc359985530 h 513-1- پیشگفتار PAGEREF _Toc359985532 h 523-2- معرفی نرمافزار OpenSees PAGEREF _Toc359985533 h 523-3- معرفی و مدلسازی قابهای دو بعدی بتنآرمه مورد مطالعه PAGEREF _Toc359985534 h 543-3-1- مشخصات فیزیکی قابهای دو بعدی انتخابی PAGEREF _Toc359985535 h 543-3-2- نحوه بارگذاری قابها PAGEREF _Toc359985536 h 543-3-3- چگونگی مدلسازی قابهای دو بعدی بتنآرمه در نرمافزار OpenSees PAGEREF _Toc359985537 h 553-4- چگونگی انجام تحلیل و پایش پاسخهای موردنظر سازه PAGEREF _Toc359985538 h 573-5- طراحی قابها PAGEREF _Toc359985539 h 573-6- محاسبه شاخص آسیب PAGEREF _Toc359985540 h 713-6-1- شاخص آسیب انتخابی PAGEREF _Toc359985541 h 713-6-2- محاسبه شاخص آسیب شکلپذیری برای مقاطع بحرانی PAGEREF _Toc359985542 h 72عنوان صفحه
3-6-3- محاسبه شاخص آسیب شکلپذیری برای قابها PAGEREF _Toc359985543 h 743-7- خلاصه PAGEREF _Toc359985544 h 74فصل چهارم: ارائه و بررسی نتایج تحلیلهای غیرخطی قابهای مورد مطالعه PAGEREF _Toc359985545 h 774-1- پیشگفتار PAGEREF _Toc359985547 h 784-2- روند انجام تحلیل غیرخطی قابها و نتایج مربوط به آن PAGEREF _Toc359985548 h 794-2-1- دستهبندی قابها بر اساس مود زوال آنها PAGEREF _Toc359985549 h 794-2-2- توزیع مفصلهای پلاستیک در لحظه زوال قابها PAGEREF _Toc359985550 h 824-2-3- بررسی تغییرات پارامترهای تعریف شده بر اساس شاخص آسیب مقاطع در طول تحلیل PAGEREF _Toc359985551 h 884-2-4- بررسی تأثیر پارامترهای مختلف طراحی، ظرفیتی و رفتاری در نوع زوال قابها PAGEREF _Toc359985552 h 984-3- خلاصه PAGEREF _Toc359985553 h 114فصل پنجم: خلاصه، نوآوری و نتیجهگیری PAGEREF _Toc359985554 h 1165-1- خلاصه تحقیق PAGEREF _Toc359985556 h 1175-2- نوآوری تحقیق PAGEREF _Toc359985557 h 1195-3- نتیجهگیری PAGEREF _Toc359985558 h 119فهرست منابع و مآخذ PAGEREF _Toc359985559 h 121پیوست یک: امكانات نرمافزار OpenSees PAGEREF _Toc359985560 h 125پیوست دو: بررسی مدلهای مختلف ارائه شده برای مصالح PAGEREF _Toc359985562 h 130رفتار بتن محصور شده و محصور نشده PAGEREF _Toc359985564 h 131رفتار میلگردهای فولادی مسلح کننده PAGEREF _Toc359985565 h 136فهرست منابع و مآخذ پیوست دو PAGEREF _Toc359985566 h 143
فهرست شکلها
عنوان صفحه
TOC h z c “شکل 1-” شکل 1- 1 نمودار جریانی فرآیند طراحی بر اساس سطح عملکرد PAGEREF _Toc359368489 h 8شکل 1- 2 نمودار تعیین نقاط لازم برای محاسبه شکلپذیری PAGEREF _Toc359368490 h 11شکل 1- 3 نمودار جریانی روش تحلیل دینامیکی غیرخطی PAGEREF _Toc359368491 h 16شکل 1- 4 منحنی ظرفیت کلی (بارافزون) یک سازه PAGEREF _Toc359368492 h 18شکل 1- 5 روش طیف ظرفیت و نمودارهای ظرفیت و تقاضا نمونه PAGEREF _Toc359368493 h 20شکل 1- 6 منحنی نمونه طیف تقاضا برای شکلپذیریهای ثابت در روش N2 PAGEREF _Toc359368494 h 21شکل 1- 7 شکلهای توزیع بار جانبی در تحلیل بار فزآینده PAGEREF _Toc359368495 h 25 TOC h z c “شکل 2-”
شکل 2- 1 مقایسه نتایج ارزیابی آسیب با شاخص آسیب سهبعدی، شاخص آسیب پارک و انگ، و شاخص آسیب جابجایی نسبی بینطبقهای: (a) بارگذاری تکمحوره، 2D؛ (b) بارگذاری تکمحوره، 3D؛ و (c) بارگذاری دومحوره، 3D PAGEREF _Toc359368416 h 40 TOC h z c “شکل 3-”
شکل 3- 1 ایدهآل سازی منحنی لنگر– انحنا PAGEREF _Toc361044834 h 73شکل 3- 2 ایدهآل سازی منخنی ظرفیت قاب PAGEREF _Toc361044835 h 74 TOC h z c “شکل 4-”
شکل 4- 1 مشخصات قاب، نحوه توزیع مفاصل پلاستیک و مقادیر شاخص آسیب مربوطه در لحظه زوال و منحنی ظرفیت قاب (حالت زوال: زوال مفصل پلاستیک) PAGEREF _Toc361044890 h 84شکل 4- 2 مشخصات قاب، نحوه توزیع مفاصل پلاستیک و مقادیر شاخص آسیب مربوطه در لحظه زوال و منحنی ظرفیت قاب (حالت زوال: زوال طبقه) PAGEREF _Toc361044891 h 85شکل 4- 3 مشخصات قاب، نحوه توزیع مفاصل پلاستیک و مقادیر شاخص آسیب مربوطه در لحظه زوال و منحنی ظرفیت قاب (حالت زوال: زوال قاب) PAGEREF _Toc361044892 h 86شکل 4- 4 مشخصات قاب، نحوه توزیع مفاصل پلاستیک و مقادیر شاخص آسیب مربوطه در لحظه زوال و منحنی ظرفیت قاب (حالت زوال: زوال ترکیبی طبقه و مفصل پلاستیک) PAGEREF _Toc361044893 h 87عنوان صفحه
شکل 4- 5 مشخصات قاب، نحوه توزیع مفاصل پلاستیک و مقادیر شاخص آسیب مربوطه در لحظه زوال و منحنی ظرفیت قاب (حالت زوال: زوال ترکیبی قاب و مفصل پلاستیک) PAGEREF _Toc361044894 h 88شکل 4- 6 بیشینه شاخصهای آسیب نسبت به جابجایی نسبی تراز بام PAGEREF _Toc361044895 h 91شکل 4- 7 متوسط شاخصهای آسیب نسبت به جابجایی نسبی تراز بام PAGEREF _Toc361044896 h 91شکل 4- 8 متوسط شاخصهای آسیب

متن کامل پایان نامه ها در 40y.ir

پاسخی بگذارید

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