مقطع: کارشناسی ارشد
تعداد صفحات: ۱۷۳ صفحه
رشتــه : عمران

بصورت کامل ، مرتب ، قابل ویرایش و آماده چاپ میباشد.

توضیحات:

 

چکیده

سازه‌های مسلح به مهاربندهای کمانش ناپذیر از جمله معدود سازه‌های مقاوم در برابر زلزله هستند که دو خصوصیت سختی جانبی بالا و قابلیت فوق العاده‌ای در استهلاک انرژی زلزله را بطور همزمان دارا می‌باشند. این سازه‌ها علاوه بر ساختمان‌های جدید در بهسازی سازه‌های فولادی و بتنی موجود نیز کابرد فراوانی دارند. با توجه به لرزه خیزی کشور و کاربرد روزافزون این سازه‌ها در جهان، استفاده و بومی سازی این نوع سیستم مهاربندی در ایران اجتناب ناپذیر بوده و ورود این سیستم باربر جانبی به آئین نامه‌های طراحی خصوصا آئین نامه زلزله ایران الزامی است. این نوع سیستم مهاربندی علاوه بر بهبود چشمگیر عملکرد لرزه ای، موجب کاهش ابعاد مقاطع اعضای سازه و همچنین کاهش هزینه‌های تعمیر سازه‌های مسلح به این اعضا پس از رخداد زلزله می‌شود. در این تحقیق نشان داده می‌شود که مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) دارای عملکرد لرزه‌ای بهتری نسبت به مهاربند ضربدری را دارا  می‌باشد. حالت بهینه و ابتکاری این سیستم مهاربندی، استفاده تمامی قابلیت مهاربند و همچنین اطمینان بیشر و عملکرد بهتر در برابر نیروهای جانبی می‌باشد. مزیت این سیستم، افزایش ضریب رفتار، شکل پذیری و محدود کردن جابجایی طبقات تحت انواع زلزله‌های خفیف تا شدید می‌باشد.. در این راستا، این پایان نامه به بررسی پارامترهای موثر در بهبود عملکرد لرزه‌ای قاب‌های فولادی با مهاربند کمانش ناپذیر نسبت به مهاربند ضربدری است و پارامترهای عملکرد لرزه‌ای از جمله ضریب مقاومت افزون، ضریب شکل پذیری، ضریب کاهش مقاومت وابسته به شکل پذیری و ضریب رفتار این سازه‌ها را به روش تحلیل استاتیکی غیر خطی تطبیقی (پوش آور تطبیقی) برآورد می‌نماید. سپس عملکرد این سازه‌ها تحت تحلیل دینامیکی فزاینده (IDA) مورد بررسی قرار می‌گیرد. با توجه به مطالعات انجام شده و یافته‌های این پایان نامه، مشخص شد که مهاربند کمانش نا پذیر نسبت به مهاربند  ضربدری دارای عملکرد بهتری می‌باشد. این مهاربند باعث افزایش شکل پذیری سازه وتغیر مکانهای کمتری نسبت به مهاربند ضربدری خواهد بود.

کلمات کلیدی: مهاربند کمانش ناپذیر، مهاربند کمانش ضربدری، تحلیل استاتیکی غیر خطی فزاینده (pushover)، تحلیل دینامیکی غیر خطی فزاینده (IDA)، پارامترهای عملکرد لرزه ای.

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                صفحه

 

چکیده ۱

فصل اول « کلیات دستورالعمل بهسازی لرزهای »

۱-۱- مقدمه. ۳

۱-۱-۱- مبانی ومراحل بهسازی.. ۳

۱-۱-۲- هدف بهسازی.. ۴

۱-۱-۳- سطوح عملکرد ساختمان.. ۴

۱-۱-۳-۱- سطوح عملکرد اجزای سازهای.. ۵

۱-۱-۳-۲- سطوح عملکرد اجزای غیر سازه ای.. ۵

۱-۱-۴- تحلیل خطر زلزله و طیف طراحی.. ۵

۱-۱-۴-۱- تعریف‌های بنیادی.. ۶

۱-۱-۴-۱-۱- شتاب طیفی.. ۶

۱-۱-۴-۱-۲- بیشینه شتاب مؤثر. ۶

۱-۱-۴-۲- طیف طرح استاندارد. ۷

۱-۲- مبانی و ملزومات بهسازی لرزهای.. ۸

۱-۲-۱- اطلاعات وضعیت موجود ساختمان.. ۸

۱-۲-۲- روش تحلیل.. ۹

۱-۲-۲-۱- محدوده کاربرد روش‌های خطی.. ۹

۱-۲-۲-۲- محدوده کاربرد روش‌های غیر خطی.. ۹

۱-۲-۳- رفتار اجزای سازه ۹

۱-۳- روشهای تحلیل در بهسازی لرزه ای.. ۱۲

۱-۳-۱- تحلیل استاتیکی خطی (LSP) 13

۱-۳-۲- تحلیل دینامیکی خطی (LDP) 14

۱-۳-۳- تحلیل استاتیکی غیرخطی (NSP) 15

۱-۳-۳-۱- ملاحظات خاص مدل سازی و تحلیل.. ۱۵

۱-۳-۳-۲-  نقطه کنترل.. ۱۵

۱-۳-۳-۳- توزیع بار جانبی.. ۱۶

۱-۳-۳-۴- مدل رفتار دو خطی نیرو- تغییر مکان سازه ۱۷

۱-۳-۳-۵- محاسبه زمان تناوب اصلی مؤثر. ۱۸

۱-۳-۳-۶- برآورد نیروها و تغییر شکل ها ۱۸

۱-۳-۳-۶-۱- ساختمان با دیافراگم صلب… ۱۹

۱-۳-۳-۶-۲- ساختمان با دیافراگم نیمه صلب… ۲۱

۱-۳-۳-۶-۳- ساختمان با دیافراگم نرم. ۲۱

۱-۳-۴ تحلیل دینامیکی غیرخطی (NDP) 26

۱-۴- معیارهای پذیرش…. ۲۷

۱-۴-۱- روش‌های خطی.. ۲۷

۱-۴-۱-۱- برآورد نیروها و تغییر شکل‌های طراحی.. ۲۷

۱-۴-۱-۱- معیارهای پذیرش برای روش‌های خطی.. ۲۸

۱-۴-۲- روش‌های غیرخطی.. ۲۹

۱-۴-۲-۱- برآورد نیروها و تغییر شکلهای طراحی.. ۲۹

۱-۴-۲-۲- معیارهای پذیرش برای روشهای غیرخطی.. ۲۹

۱-۵- بهسازی سازه‌های فولادی.. ۳۰

۱-۵-۱- ملزومات و فرضیات طراحی.. ۳۰

۱-۵-۱-۱- سختی.. ۳۰

۱-۵-۱-۱-۱- روشهای خطی.. ۳۰

۱-۵-۱-۱-۲- روشهای غیرخطی.. ۳۱

۱-۵-۱-۲- مقاومت… ۳۳

۱-۵-۱-۲-۱- رفتار کنترل شونده توسط تغییر شکل.. ۳۴

۱-۵-۱-۲-۲- رفتار کنترل شونده توسط نیرو ۳۴

۱-۵-۱-۳- معیارهای بهسازی.. ۳۴

۱-۵-۲- قابهای خمشی فولادی.. ۳۴

۱-۵-۲-۱- قابهای صلب… ۳۵

۱-۵-۲-۱-۱- سختی.. ۳۵

۱-۵-۲-۱-۱-۱- روش استاتیکی و دینامیکی خطی.. ۳۵

۱-۵-۲-۱-۱-۱- روش استاتیکی غیرخطی.. ۳۵

۱-۵-۲-۱-۱-۱- روش دینامیکی غیرخطی.. ۳۶

۱-۵-۲-۱-۲- مقاومت… ۳۶

۱-۵-۲-۱-۲-۱- روش استاتیکی و دینامیکی خطی.. ۳۶

۱-۵-۲-۱-۲-۲- روش استاتیکی غیرخطی.. ۳۸

۱-۵-۲-۱-۲-۳- روش دینامیکی غیرخطی.. ۳۸

۱-۵-۲-۱-۳- معیارهای پذیرش…. ۳۸

۱-۵-۲-۱-۳-۱- روش استاتیکی و دینامیکی خطی.. ۳۹

۱-۵-۲-۱-۳-۲- روش استاتیکی و دینامیکی غیرخطی.. ۴۲

۱-۵-۲-۲- قابهای مهاربندی شده با محورهای متقارب… ۴۳

۱-۵-۲-۲-۱- سختی.. ۴۳

۱-۵-۲-۲-۱-۱- روش استاتیکی و دینامیکی خطی.. ۴۳

۱-۵-۲-۲-۱-۲- روش استاتیکی غیرخطی.. ۴۳

۱-۵-۲-۲-۱-۳- روش دینامیکی غیرخطی.. ۴۴

۱-۵-۲-۲-۲- مقاومت… ۴۴

۱-۵-۲-۲-۲-۱- روش استاتیکی و دینامیکی خطی.. ۴۴

۱-۵-۲-۲-۲-۲- روش استاتیکی غیرخطی.. ۴۵

۱-۵-۲-۲-۲-۳- روش دینامیکی غیرخطی.. ۴۵

۱-۵-۲-۲-۳- معیارهای پذیرش…. ۴۶

۱-۵-۲-۲-۳-۱- روش استاتیکی و دینامیکی خطی.. ۴۶

۱-۵-۲-۲-۳-۲- روش استاتیکی و دینامیکی غیرخطی.. ۴۶

۱-۵-۲-۲-۴- معیارهای بهسازی.. ۴۷

۱-۶- معرفی مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) 48

فصل دوم « بررسی آنالیز استاتیکی غیر خطی و آنالیز دینامیکی فزاینده غیرخطی »

۲-۱- مقدمه. ۵۳

۲-۲- مروری بر روشهای تحلیل لرزهای سازه ها ۵۵

۱-۲-۱- تحلیل استاتیکی معادل.. ۵۵

۲-۲-۲- تحلیل دینامیکی خطی.. ۵۶

۲-۲-۲-۱- تحلیل دینامیکی طیفی یا تحلیل مودال.. ۵۶

۲-۲-۲-۱-۱- تعداد مودهای مورد نیاز جهت ترکیب… ۵۷

۲-۲-۲-۲- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی خطی.. ۵۷

۲-۲-۲-۲-۱- خصوصیات شتاب نگاشتهای انتخاب شده جهت تحلیل.. ۵۸

۲-۲-۳- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی.. ۵۸

۲-۳- تحلیل پوش آور مرسوم. ۵۹

۲-۳-۱- مطالعه مقایسه‌ای آنالیز استاتیکی غیر خطی با آنالیز دینامیکی غیر خطی.. ۵۹

۲-۳-۲- اساس تحلیل استاتیکی فزاینده غیر خطی.. ۶۰

۲-۳-۳- مزایا و نتایج قابل حصول از آنالیز پوش آور ۶۲

۲-۳-۴- روش انجام تحلیل پوش آور مرسوم. ۶۳

۲-۳-۵- ارکان اصلی در انجام آنالیز استاتیکی غیر خطی.. ۶۵

۲-۳-۵-۱- تعیین مشخصات غیر خطی اجزاء ۶۵

۲-۳-۵-۲- الگوی بارگذاری جانبی.. ۶۵

۲-۳-۵-۲-۱- الگوی بارگذاری مطابق با آئین نامه۲۸۰۰ ایران.. ۶۷

۲-۳-۵-۳- منحنی رفتاری.. ۶۸

۲-۴- پوش آور مودی.. ۷۱

۲-۴-۱- تحلیل استاتیکی فزاینده غیرخطی چند مودی.. ۷۱

۲-۵- مقدمه‌ای بر آنالیز پوش آور تطبیقی.. ۷۴

۲-۵-۱- آنالیز پوش آور تطبیقی (APA) 74

۲-۵-۱-۱- تحلیل پوش آور تطبیقی مبتنی بر نیرو (FAP) 78

۲-۵-۱-۲- تحلیل پوش آور تطبیقی مبتنی بر تغییر مکان (DAP) 84

۲-۵-۱-۲-۱- مقیاس بر اساس تغییر مکان جانبی طبقات… ۸۵

۲-۵-۱-۲-۲- مقیاس بر اساس تغییر مکان نسبی داخلی طبقات… ۸۵

۲-۵-۱-۲-۳- جمع بندی مطالعات… ۸۷

۲-۶- نتیجه گیری.. ۹۴

فصل سوم « بررسی ضریب رفتار و اجزاء تشکیل دهنده آن »

۳-۱- مقدمه. ۹۶

۳-۲- تاریخچه مطالعاتی ضریب رفتار ۹۷

۳-۳- روشهای محاسبه ضریب رفتار ۹۸

۳-۳-۱- روشهای آمریکایی.. ۹۹

۳-۳-۱-۱- روش طیف ظرفیت فریمن.. ۱۰۰

۳-۳-۱-۲- روش شکل پذیری یوانگ…. ۱۰۲

۳-۳-۲- روشهای اروپایی.. ۱۰۵

۳-۳-۲-۱- روش تئوری شکل پذیری.. ۱۰۵

۳-۳-۲-۲- روش انرژی.. ۱۰۶

۳-۴- تشریح اجزای ضریب رفتار ۱۰۷

۳-۴-۱- شکل پذیری.. ۱۰۷

۳-۴-۱-۱- ضریب شکل پذیری کلی سازه ۱۰۷

۳-۴-۱-۲- ضریب کاهش نیرو توسط شکل پذیری.. ۱۰۸

۳-۴-۱-۲-۱- نیومارک و هال.. ۱۱۰

۳-۴-۱-۲-۲- کراوینکلر و نصر. ۱۱۱

۳-۴-۱-۲-۳- میراندا و برترو ۱۱۳

۳-۴-۱-۲-۴- القادمس و محرز ۱۱۳

۳-۴-۱-۲-۵- ریدل وهیداگل و کروز ۱۱۴

۳-۴-۱-۲-۶- آرایز و هیدالگو. ۱۱۵

۳-۴-۲- مقاومت افزون.. ۱۱۶

۳-۴-۲-۱- عوامل مؤثر در مقاومت افزون.. ۱۱۷

۳-۴-۲-۲- چگونگی محاسبه مقاومت افزون.. ۱۱۸

۳-۴-۲-۳- استفاده از ضریب مقاومت افزون در ترکیبهای بارگذاری آیین نامهها ۱۱۹

۳-۴-۲-۳- تاریخچه اعدادی محاسبه شده برای مقاومت افزون.. ۱۲۰

۳-۴-۳- درجه نامعینی.. ۱۲۱

۳-۴-۳-۱- تئوری قابلیت اعتماد در سیستم‌های سازه‌ای.. ۱۲۲

۳-۴-۳-۲- اثر نامعینی سازه‌ای در آیین نامه‌های مختلف… ۱۲۵

۳-۴-۳-۳- آثار درجه نامعینی بر پاسخ لرزه‌ای سازه ها ۱۲۷

۳-۵- محاسبه ضریب رفتار توسط آنالیز تاریخچه زمانی.. ۱۲۸

۳-۵-۱- معیار‌های عملکرد در آنالیز دینامیکی تاریخچه زمانی.. ۱۲۸

۳-۵-۱-۱- معیار تغییر مکان نسبی بین طبقات… ۱۲۹

۳-۵-۱-۱-۱- معیار تغیر مکان نسبی طبقات طبق آئین نامه ۲۸۰۰٫ ۱۲۹

۳-۵-۱-۱-۲- آئین نامه ساختمانی بین المللی IBC-2000. 129

۳-۵-۱-۲- معیار پایداری.. ۱۳۱

۳-۶- نتیجه گیری.. ۱۳۲

فصل چهارم « معرفی مدلها و نرم افزار به کار رفته »

۴-۱- مقدمه. ۱۳۴

۴-۲- جهت انجام آنالیزهای خطی و غیر خطی و طراحی قابها مفروضات زیر در نظر گرفته شده است… ۱۳۵

۴-۳- مدل سازی المان BRB.. 137

۴-۴- مدل سازی المان تیر و ستون.. ۱۳۸

۴-۵- توزیع بار ۱۳۸

۴-۶- مشخصات مدل‌ها ۱۳۹

۴-۶-۱- قابهای ۴ طبقه. ۱۳۹

۴-۷- نتیجه گیری.. ۱۴۰

فصل پنجم « نتیجه گیری »

۵-۱- مقدمه. ۱۴۲

۵-۲- تشریح مشخصات جزئیات تحلیل ها ۱۴۳

۵-۲-۱- جزئیات تحلیل‌های پوش آور مرسوم. ۱۴۳

۵-۲-۲- جزئیات تحلیل‌های پوش آور تطبیقی.. ۱۴۴

۵-۲-۲-۱- آنالیز پوش آور تطبیقی مبتنی بر نیرو(FAP) 145

۵-۲-۲-۲- آنالیز پوش آور تطبیقی مبتنی بر جابجایی(DAP) 145

۵-۲-۳- جزئیات تحلیل دینامیکی فزاینده غیر خطی(IDA) 147

۵-۳- گرافهای مربوط به قاب ۴ طبقه. ۱۵۰

۵-۳-۱- گرافهای مقایسه منحنی ظرفیت قاب ۴ طبقه. ۱۵۰

۵-۴- نتیجه گیری.. ۱۵۲

۵-۵- پیشنهاد. ۱۵۳

منابع.. ۱۵۴