ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای سازه های بتن مسلح نامنظم موجود :پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش سازه
پایان نامه ای که معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته عمران و با عنوان ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای سازه های بتن مسلح نامنظم موجود در 135 صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب عمران قرار گیرد.
چکیده پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای سازه های بتن مسلح نامنظم موجود :
امروزه با پیشرفت علم در صنعت ساختمان روش های زیادی برای بهسازی سازه های بتن مسلح ارائه گردیده است که از جمله این روشها افزایش سختی به کمک سیستم دیوار برشی بتن مسلح می باشد. در بهسازی سازه، سعی بر آن است که سازه علاوه بر داشتن سختی لازم در مقابل ارتعاشات زمین ناشی از زلزله قادر به مستهلک نمودن انرژی ناشی از این ارتعاشات نیز باشد.
در سیستم دیوار برشی بتن مسلح، سازه بهسازی شده علاوه بر تامین سختی مورد نیاز توسط دیوار برشی, قابلیت بالایی در جذب و استهلاک انرژی را خواهد داشت. در این تحقیق ابتدا مدل هائی با استفاده از ویرایش اول آئین نامه 2800 طراحی و پس از بررسی آسیب پذیری (توسط دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود در ایران)، با استفاده از این سیستم دیوار برشی بهسازی گردیده و ضمن بررسی خروجی ها به عملکرد مناسب این سیستم بر روی سازه به عنوان یک سیستم کارا و قابل قبول پرداخته شده است.
در این تحقیق جهت بررسی تاثیر سیستم دیوار برشی در سازه های بتنی ابتدا سه مدل ، سه بعدی توسط ویرایش اول آئین نامه2800در نرم افزارEtabs v9.5 طراحی و سپس توسط نرم افزار PERFORM 3D V4 پس از بررسی آسیب پذیری توسط سیستم دیوار برشی بتن مسلح بهسازی گردید.
نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد استفاده از سیستم دیوار برشی عملکرد لرزه ای هر سه مدل را بهبود بخشیده بطوریکه با اضافه نمودن سیستم دیوار برشی به مدل های مورد مطالعه شکل پذیری سازه 19 تا76 درصد، میزان اتلاف انرژی 23 تا 37 درصد افزایش و برش پایه طبقات 33 تا 50 درصد کاهش یافته است. ضمناً تغییر مکان نسبی طبقات عمدتاً کاهش یافته و یکنواخت می گردد. در حقیقت استفاده از سیستم دیوار برشی علاوه بر افزایش شکل پذیری باعث کاهش نیاز لرزه ای سازه ها گردیده و عملکرد سازه ها را بهبود می بخشد.
کلمات کلیدی
بهسازی لرزه ای، سازه های بتن مسلح ، دیوار برشی بتن مسلح، طراحی بر اساس سطح عملکرد.
مقدمه
وقوع اجتناب ناپذیر زلزله ها و تحمیل خسارت های فراوان جانی و مالی بویژه زلزله های ویرانگری که در سال های اخیر در نقاط مختلف دنیا رخ داده اند، تاکیدی بر لزوم یافتن راه حلی مناسب و قابل اعتماد جهت مقابله با این پدیده طبیعی است. از میان زلزله های مخرب می توان به زلزله ها طبس و منجیل در ایران به ترتیب در سالهای 1978و1977میلادی، زلزله السنترو در سال 1994 میلادی اشاره کرد. آمار و ارقام تلفات و خسارت ناشی از زلزله ها، بیانگر این مهم است که بایستی در بسیاری از روش های مقابله با نیروهای لرزه ای، تجدید نظر نموده و یا به فکر روش های جایگزین مطمئن تری بود. امروزه یکی از راه کارهای اصلی رسیدن به این هدف، به کارگیری و ارائه روش های جدید در مفاهیم طراحی لرزه ای سازه ها و ارتقاء کیفی مصالح مصرفی است.
سازه ای که برای منطقه با خطر زمین لرزه شدید طراحی می شود. باید دو مشخصه مهم داشته باشد. اول اینکه سختی کافی برای کنترل کردن جابجایی جانبی ساختمان به منظور جلوگیری از وارد آمدن صدمه به اجزای سازه ای و غیر سازه ای در زلزله های متوسط ولی مکرر را داشته باشد. دوم اینکه تحت زلزله های شدید از مقاومت و شکل پذیری کافی، برای جلوگیری از فرو ریزش ساختمان برخوردار باشد. ولی در این حالت آسیب های سازه ای و غیر سازه ای محدود، مجاز شمرده می شوند. زیرا طراحی سازه ها بگونه ای که در زلزله های قوی با احتمال وقوع پایین ارتجاعی باقی بمانند از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد.
در روشهای مرسوم، ساختمان با استفاده از ترکیبی از سختی و قابلیت شکل پذیری و همچنین استهلاک انرژی در برابر زلزله از خود مقاومت نشان می دهد. مقدار میرایی در این قبیل ساختمان ها بسیار کم می باشد از این رو انرژی مستهلک شده در محدوده رفتار الاستیک سازه ناچیز می باشد.در هنگام زلزله های قوی این ساختمان ها بعد از محدوده رفتار الاستیک، تغییر مکان های زیادی میدهند و فقط به واسطه چگونگی قابلیت تغییر مکان غیر الاستیک خود پایدار باقی می مانند. این تغییر مکان های غیر الاستیک موجب به وجود آمدن مفاصل پلاستیک به صورت موضعی در نقاطی از سازه می شوند که خود باعث افزایش شکل پذیری و همچنین افزایش استهلاک انرژی می گردد.در نتیجه مقدار زیادی از انرژی زلزله به واسطه تخریب های موضعی در سیستم مقاوم جانبی سازه مستهلک می گردد.
به واسطه توجه به نحوه توزیع انرژی در یک سازه، امروزه در دنیا روش دیگری به منظور کاستن اثرات زلزله مورد توجه قرار گرفته است. در طی یک زلزله مقدار زیاد انرژی به سازه تحمیل می گردد این انرژی ورودی به دو صورت جنبشی و پتانسیل در سازه پدیدار می گردد که می بایست به طریقی جذب و یا مستهلک گردد اگر هیچ نوع میرایی در سازه موجود نباشد سازه تا بی نهایت به ارتعاش خود ادامه میدهد اما عملاً به واسطه خصوصیات سازه مقداری میرایی در آن به وجود می آید. که موجب عکس العمل در مقابل ارتعاش سازه و میراکردن آن می گردد کارایی ساختمان را می توان با افزودن جاذبه های انرژی (المان های شکل پذیر) به ساختمان افزایش داد.
بدین صورت که این وسایل قسمتی از انرژی ورودی زلزله را به تنهایی جذب و مستهلک می نمایند میزان انرژی وارده به سازه در حین زلزله به زمان تناوب سازه و نسبت آن به پریود غالب حرکت زمین ارتباط مستقیم دارد. همچنین تخریب وارده به سازه نیز به میزان انرژی هیسترزیس جذب شده تحت فرم های غیر ارتجاعی اعضای سازه ای دارد.
همانگونه که پیش از این عنوان شد، طراحی سازه های معمولی بنحوی که در حین زلزله قوی بدون تخریب باقی بمانند غیر اقتصادی می باشد لذا اکثر آیین نامه های مدون طراحی ساختمان، فلسفه طراحی لرزه ای مبتنی بر مفهوم تغییر شکل پذیری را ارائه نموده اند. بر این اساس یک سازه می بایست به نحوی طراحی گردد که تغییرشکل پذیری مورد نیاز هر عضو با تغییر شکل پذیری ظرفیتی آن در تعادل باشد تا در حین زلزله، انرژی درعضو بصورت قابل اطمینانی مستهلک گردد بر همین اساس ضوابط کلی زیر توسط آیین نامه های مختلف ارائه گردیده است.
-زلزله های کوچک نباید سبب بروز هیچگونه تخریبی در اعضای سازه ای و یا غیر سازه ای گردند.
-زلزله های متوسط بایستی مبنای طراحی قرارگرفته و ساختمان بنحوی طراحی گردد تا بتواند براحتی در برابر زلزله مسبب، مقاومت نماید بدون آنکه تخریب قابل ملاحظه ای ببیند.
–زلزله های قوی ممکن است سبب بروز تخریب جدی بر ساختمان شوند اما سبب اضمحلال و از دست رفتن جان ساکنان آن نگردند.
روند فوق برای اکثر ساختمان های معمولی مناسب به نظر می رسد ولی می توان برای طراحی ساختمان های با اهمیت بیشتر و یا ساختمان هایی که پس از زلزله بایستی خدماتی را ارائه بدهند روند ایمن تری را در نظر گرفت. در بهسازی سازه ها نیز سعی بر آن است که سازه علاوه بر داشتن سختی لازم در مقابل ارتعاشات زمین ناشی از زلزله، قادر به مستهلک نمودن انرژی حاصل از این ارتعاشات نیز باشد. در سیستم دیوار برشی،سازه بهسازی شده علاوه بر تامین سختی مورد نیاز قابلیت بالایی در جذب و استهلاک انرژی را خواهد داشت.
تلاش محققان در سال هاي اخير در راستاي حصول اطمينان از عملكرد ساختمان هاي مقاوم در برابر زلزله باعث ارائه و بكارگيري روش نوين و مطمئني تحت عنوان طراحي براساس عملكرد يا Performance Based Design شده كه با جايگزيني اين شيوة طراحي بجاي طراحي براساس نيرو، رفتار سازه ها در مقابل زلزله بهبود چشمگيري پيدا كرده و ميتوان اطمينان بيشتري نسبت به عملكرد آيين نامه هاي جديد داشت. اما از سوي ديگر مسئله اي تحت عنوان ارزيابي عملكرد ساختمان هاي طر احي شده براساس شيوة قديمي يا همان طراحي براساس نيرو مطرح مي شود كه با توجه به اينكه تقريباً همة ساختمان هاي موجود در كشور ما به نوعي شامل اين دسته مي شوند، اين موضوع حائز اهميت بوده و نياز به تحقيق با روندي هدايت شده، آشكار مي باشد. بر همين اساس در اين تحقيق سه ساختمان بتني نامنظم به ارتفاع هاي 10 و15و 20 طبقه و با سيستم هاي قاب خمشي و ديوار برشي كه هر سه براساس استاندارد 2800 ويرايش اول طرح شده بودند، انتخاب شده و پس از كنترل طراحي، به ارزيابي عملكرد لرزه اي آنها پرداخته شده است.
به لحاظ واقع گرايانه بودن و همچنين به كار گرفته شدن ضوابط خاص آيين نامة طراحي درخصوص مدل هاي مورد بررسي، ساختمان هاي مورد نظر از بين ساختمان هاي ساخته شده انتخاب شد ه اند. ارزيابي عملكرد لرزه اي ساختمان ها با بكارگيري تحليل ديناميكي غير خطي، براساس دستور العمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود و با هدف بهسازي مبناء و مطلوب صورت گرفته است. همچنين نرم افزار بكارگرفته شده براي انجام تحليل هاي غيرخطي و ارزيابي ساختمان ها، نرم افزارperform 3d v4 می باشد. نهايتاً پس از تحليل به ارزيابي معيار پذيرش ايمني جاني در سطح خطر 1جانی در سطح خطر پرداخته و با توجه به نتايج بدست آمده، چگونگي عملكرد ضوابط آيين نامة طراحي درخصوص اين ساختمان ها، از ديدگاه دستورالعمل بهسازي، مورد بررسي قرار مي گيرد.
فهرست مطالب پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای سازه های بتن مسلح نامنظم موجود :
| چکیده | |
| فصل اول (کلیات تحقیق) ………………………………………………………………………………………1 | |
| 1-1-مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………….1 1-2-بررسی خسارت ساختمان های بتنی مسلح در زلزله…………………………………………………………………………5 1 -2-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………….5 1-2-2-عوامل موثر بر میزان آسیب دیدگی ساختمان ها ……………………………………………………………………5 1-2-2-1-اختلاف بین طیف طرح و طیف پاسخ زلزله ………………………………………………………………..6 1-2-2-2- ستون های ترد ……………………………………………………………………………………………………..7 1-2-2-3- آرایش نامتقارن عناصر سختی در پلان………………………………………………………………………7 1-2-2-4- طبقه همکف نرم …………………………………………………………………………………………………..8 1-2-2-5- ستون های کوتاه…………………………………………………………………………………………………..9 1-2-2-6-شکل پلان طبقات ……………………………………………………………………………………………….10 1-2-2-7- شکل ساختمان در ارتفاع ……………………………………………………………………………………..10 1-2-2-8 -دال های بدون تیر (دال تخت)……………………………………………………………………………….11 1-2-2-9-آسیبهای وارده در اثر زلزله های پیشین…………………………………………………………………….11 1-2-2-10- سیستمهای قاب خمشی تنها ……………………………………………………………………………….12 1-2-2-11- تعداد طبقات……………………………………………………………………………………………………12 1-2-2-12- اثر شالوده ها……………………………………………………………………………………………………13 1-2-2-13- محل قرارگیری سازه های مجاور هم در بلوک ساختمانی…………………………………………14 1-2-2-14-تاثیر مقاومت مشخصه بتن …………………………………………………………………………………..14 1-2-2-15-تاثیر زمان نوسان……………………………………………………………………………………………….15 | |
| 1-2-2-16- خسارات ناشی از ضعف عناصر سازه ای……………………………………………………………….17 | |
| 1-2-2-16-1- ضعف ستون ها …………………………………………………………………………………………17 1-2-2-16-2- ضعف تیرها ……………………………………………………………………………………………..18 1-2-2-16-3- اتصال تیر و ستون ………………………………………………………………………………………18 1-3-ساختار پایان نامه…………………………………………………………………………………………………………………19 فصل دوم(راهکارهای بهسازی و کنترل ارتعاش لرزه ای سازه)……………………………………21 2-1-مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………….21 2-2- سازه های مقاوم در برابر زلزله……………………………………………………………………………………………..22 2-3- معرفی راهکارهای بهسازی…………………………………………………………………………………………………23 2-3-1-کاهش نیروی زلزله……………………………………………………………………………………………………24 2-3-2- افزایش مقاومت و سختی……………………………………………………………………………………………25 2-3-3- افزایش شکل پذیری. ……………………………………………………………………………………………….27 2-3-4- کاهش سختی موضعی……………………………………………………………………………………………….28 2-3-5- تغییر کاربری سازه ……………………………………………………………………………………………………28 2-3-6-روش ارزیابی بر اساسا عملکرد……………………………………………………………………………………….28 | |
| 2-4-اعضای کنترل شونده توسط نیرو و تغییر شکل …………………………………………………………………………33 2-4-1-مزایای روش کنترل بر اساس عملکرد …………………………………………………………………………..36 2-5- بررسی ضوابط دستورالعمل بهسازی………………………………………………………………………………………37 2-5-1-مبانی بهسازی……………………………………………………………………………………………………………37 2-5-2-مراحل بهسازی………………………………………………………………………………………………………….37 2-5-3- هدف بهسازی…………………………………………………………………………………………………………..37 2-5-4- سطح عملکرد ساختمان ……………………………………………………………………………………………..37 2-5-4-1- سطوح عملکرد اجزای سازه ای …………………………………………………………………………….37 2-5-4-1-1-سطح عملکرد 1-قابلیت استفاده بی وقفه………………………………………………………….38 2-5-4-1-2- سطح عملکرد 2-خرابی محدود…………………………………………………………………….38 2-5-4-1-3-سطح عملکرد 3- ایمنی جانی………………………………………………………………………..38 2-5-4-1-4- سطح عملکرد 4-ایمنی جانی محدود…………………………………………………………….39 2-5-4-1-5- سطح عملکرد 5- آستانه فروریزش………………………………………………………………..39 2-5-4-1-6- سطح عملکرد 6-لحاظ نشده ……………………………………………………………………….39 2-5-4-2- سطوح عملکرد اجزای غیر سازه ای……………………………………………………………………….39 2-5-4-2-1- سطح عملکرد A-خدمت رسانی بی وقفه ……………………………………………………….40 2-5-4-2-2-سطح عملکرد D- ایمنی جانی محدود …………………………………………………………….40 2-5-4-2-3- سطح عملکرد E- لحاظ نشده ………………………………………………………………………..40 2-5-4-3- سطوح عملکرد کل ساختمان ………………………………………………………………………………..40 2-5-5- اطلاعات وضعیت موجود ساختمان ……………………………………………………………………………….41 2-5-5-1- جمع آوری اطلاعات در سطح حداقل…………………………………………………………………….41 2-5-5-2-جمع آوری اطلاعات در سطح متعارف……………………………………………………………………42 2-5-5-3- جمع آوری اطلاعات در سطح جامع ………………………………………………………………………42 2-5-5-4- ضریب آگاهی……………………………………………………………………………………………………..43 2-5-6-راهکارهای بهسازی……………………………………………………………………………………………………….43 2-5-7- مقاومت مصالح…………………………………………………………………………………………………………….44 2-5-7-1- مقاومت مورد انتظار مصالح ………………………………………………………………………………….44 2-5-7-2- حدپایین مقاومت مصالح………………………………………………………………………………………44 2-5-7-3-مقاومت مشخصه مصالح ………………………………………………………………………………………44 2-5-8- ظرفیت اجزای سازه ……………………………………………………………………………………………………..44 2-5-8-1- روشهای خطی……………………………………………………………………………………………………..44 2-5-8-2- روشهای غیر خطی…………………………………………………………………………………………………45 2-5-9-روشهای تحلیل غیر خطی……………………………………………………………………………………………………46 2-5-9-1- تحلیل استاتیکی غیر خطی(pushouers)…………………………………………………………………..46 2-5-9-1-1-تغییر مکان هدف………………………………………………………………………………………………….48 2-5-9-1-2-روش ضرایب ……………………………………………………………………………………………………48 2-5-9-1-3-روش طیف ظرفیت …………………………………………………………………………………………..51 2-5-9-2-2-شکل توزیع بار جانبی در ارتفاع ساختمان……………………………………………………………….52 2-5-9-2-1- محدودیت های تحلیل استاتیکی غیر خطی (Pushover)……………………………………….54 2-5-9-2-2-مزیت های تحلیل استاتیکی غیر خطی(pushover)…………………………………………………..55 2-5-9-2-3-تحلیل دینامیکی غیر خطی……………………………………………………………………………………….57 2-5-9-2-4-معیارهای پذیرش روشهای غیر خطی…………………………………………………………………………57 2-5-10-اضافه نمودن دیوار برشی در ساختمان بتن آرمه موجود………………………………………………………….61 2-5-11-تاثیر افزودن دیوار برشی برای کاهش نامنظمی سازه ای در ساختمان ………………………………………..61 2-5-12-تاریخچه استفاده از دیوار برشی درساختمان بتنی…………………………………………………………………..64 2-5-13-ضوابط استفاده از دیوار برشی در ساختمان بتنی موجود…………………………………………………………………..66 2-5-13-1-اضافه کردن دیوارهای برشی و میانقاب………………………………………………………………………………..66 2-5-13-2- دیوار برشی بتنی ………………………………………………………………………………………………………………67 فصل سوم(ساختمان مورد مطالعه و ارزیابی آسیب پذیری آن)………………………………………………71 3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………..71 3-2- ساختمانهای مورد مطالعه …………………………………………………………………………………………………………………72 3-3- مشخصات ساختمان موجود ……………………………………………………………………………………………………………73 3-3-1- مشخصات هندسی ساختمان…………………………………………………………………………………………………….73 3-3-2-سیستم سازه ای ساختمان …………………………………………………………………………………………………………74 3-3-3- مشخصات مصالح ………………………………………………………………………………………………………………….74 3-4- بارگذاری ثقلی………………………………………………………………………………………………………………………………74 3-5-سیستم انتقال بار ثقلی……………………………………………………………………………………………………………………..75 3-5-1-سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی…………………………………………………………………………………………..75 3-5-2-مشخصات مصالح مصرفی در سازه…………………………………………………………………………………………….75 3-5-3بارگذاری ثقلی و جانبی………………………………………………………………………………………………………………76 3-6- بارگذاری جانبی …………………………………………………………………………………………………………………………..80 3-6-1- ساختمان های10طبقه نامنظم مورد مطالعه ……………………………………………………………………………………..80 3-6-2- ساختمان های15طبقه نامنظم مورد مطالعه …………………………………………………………………………………….80 3-6-3- ساختمان های20طبقه نامنظم مورد مطالعه ……………………………………………………………………………………..82 3-6-2-انجام تحلیل……………………………………………………………………………………………………………………………….83 3-6-4-1-مقاطع تیرهای ساختمان مورد مطالعه…………………………………………………………………………………………..87 3-7- ارزیابی کیفی آسیب پذیری ساختمان های مورد مطالعه ……………………………………………………………….88 3-7-1- هدف بهسازی ……………………………………………………………………………………………………………..88 3-7-1-1- سطح خطر …………………………………………………………………………………………………………..88 3-7-1-1-1- سطح خطر 1………………………………………………………………………………………………….88 3-7-1-1-2- سطح خطر 2………………………………………………………………………………………………….89 3-7-2-سطح عملکرد ساختمان ………………………………………………………………………………………………….89 3-7-2-1- سطح عملکرد اجزای سازه ای …………………………………………………………………………………….89 3-7-2-2- سطح عملکرد اجزای غیر سازه ای ………………………………………………………………………………89 3-7-2-3- سطح عملکرد کل ساختمان ……………………………………………………………………………………….90 3-7-3-تعیین سطح اطلاعات و ضریب آگاهی………………………………………………………………………………90 3-7-4-مشخصات مصالح …………………………………………………………………………………………………………….91 3-7-4-1- مصالح بتنی……………………………………………………………………………………………………………….91 3-7-5-شتاب نگاشت ها………………………………………………………………………………………………………………..91 3-7-5-1-مشخصات شتاب نگاشت ها………………………………………………………………………………………91 3-7-5-1-مشخصات شتاب نگاشت ها………………………………………………………………………………………91 3-7-5-1-1-مقياس کردن شتاب نگاشت ها……………………………………………………………………………….91 3-7-5-1-2-هم پایه کردن شتاب نگاشت ها…………………………………………………………………………….93 3-7-5-1-3-رکوردهای زمین لرزه مورد استفاده در تحلیل…………………………………………………………93 3-8- ارزیابی کمی آسیب پذیری ساختمان ها ………………………………………………………………………………….94 3-8-1- تحلیل استاتیکی غیر خطی (Pushover) ………………………………………………………………………95 3-8-1-1- تعیین تغییر مکان هدف …………………………………………………………………………………………..95 3-8-1-1-1- تغییر مکان هدف برای ساختمان های 20طبقه مورد مطالعه……………………………………….95 3-8-1-1-2-تغییر مکان هدف برای ساختمان 15طبقه مورد مطالعه …………………………………………….97 3-8-1-1-3-تغییر مکان هدف برای ساختمان 10طبقه مورد مطالعه……………………………………………99 3-8-1-2-انجام تحلیل…………………………………………………………………………………………………………101 3-8-1-2-1-تعریف مفاصل پلاستیک ……………………………………………………………………………….101 3-8-1-2-1-1-تعریف مفاصل پلاستیک در تیرهای بتنی……………………………………………………101 3-8-1-2-1-2-تعریف مفاصل پلاستیک در ستون های بتنی ……………………………………………….103 3-8-1-3- پارامترهای مدل سازی و معیارهای پذیرش برای روش های غیر خطی –اعضای کنترل شونده توسط خمش………………………………………………………………………………………………………………………………………104 3-8-1-3-تعریف حالت های مختلف تحلیل(case) ………………………………………………………………………105 3-8-1-4- نتایج تحلیل استاتیکی غیر خطی (pushover) ………………………………………………………………107 3 -8-1-4-1- نتایج تحلیل pushover ساختمان 20طبقه مورد مطالعه ………………………………………………107 3-8-1-4-2- نتایج تحلیل pushover ساختمان 15طبقه مورد مطالعه ………………………………………………109 3-8-1-4-3- نتایج تحلیل pushover ساختمان 10طبقه مورد مطالعه ………………………………………………110 3-8-1-5- اثر همزمان مولفه های زلزله ………………………………………………………………………………………..111 3-8-1-6- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی ……………………………………………………………………111 3-8-1-6-1-انجام تحلیل …………………………………………………………………………………………………………111 3-8-1-6-2-نتایج تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی …………………………………………………………112 3-8-1-6-2-1- منحنی های نسبت کاربردی تحت زلزله های مختلف برای ساختمان 20طبقه مورد مطالعه………….14 3-8-1-6-2-3- منحنی های نسبت کاربردی تحت زلزله های مختلف برای ساختمان 10طبقه مورد مطالعه…………………………………………………………………………………………………………………..115 3-9-نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………………………………117 فصل چهارم(بهسازی لرزه ای ساختمان های مورد مطالعه) …………………………………………….118 4-1 مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………..118 4-2- اضافه نمودن دیوار برشی برای بهبود نامنظمی در ساختمان های بتنی موجود ………………………………………119 4-3-انجام تحلیل …………………………………………………………………………………………………………………………..120 4-3-1- تعیین تغییر مکان هدف …………………………………………………………………………………..120 4-3-1-1-تغییر مکان هدف برای ساختمان های مورد مطالعه……………………………………………….120 4-3-2-نتایج تحلیل استاتیکی غیر خطی ((pushover)……………………………………………………………………..121 4-3-2-1-نتایج تحلیل pushover ساختمان 20 طبقه مورد مطالعه بعد از بهسازی………………………………..121 4-3-2-2-نتایج تحلیل pushover ساختمان 15 طبقه مورد مطالعه بعد از بهسازی……………………………….123 4 -3-2-3-نتایج تحلیل pushover ساختمان 10 طبقه مورد مطالعه بعد از بهسازی………………………………125 4-3-3- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی……………………………………………………………….126 4-3-3-1- انجام تحلیل…………………………………………………………………………………………………………..126 4-3-3-2- نتایج تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی…………………………………………………………..127 4-3-3-2-1-منحنی های نسبت کاربردی تحت زلزله های مختلف برای ساختمان 20 طبقه مورد مطالعه بعد از بهسازی…………………………………………………………………………………………………………………127
4-3-3-2-2-منحنی های نسبت کاربردی تحت زلزله های مختلف برای ساختمان 15 طبقه مورد مطالعه بعد از بهسازی……………………………………………………………………………………………………………….129 4-3-3-2-3-منحنی های نسبت کاربردی تحت زلزله های مختلف برای ساختمان 10 طبقه مورد مطالعه بعد از بهسازی……………………………………………………………………………………………………………………130 4-3-3-3- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………………132 4-4- مقایسه نتایج ……………………………………………………………………………………………. 132 4-5- مقایسه شاخص های ارزیابی ………………………………………………………………………………………………..133 4-5-1 – بررسی تغییر شکل نسبی طبقات……………………………………………………………………………………133 4-5-1-1-نمودار مقایسه تغییر شکل ساختمان های 20،15،10مورد مطالعه قبل و بعد از بهسازی………….134 4-5-1-1- مقایسه نتایج تغییر شکل ساختمان های 20 و 15 و 10 طبقه مورد مطالعه……………………………..134 4-5-2- منحنی هیسترزیس………………………………………………………………………………………………..136 4-5-2-1-منحنی هیسترزیس سازه 20 طبقه مورد مطالعه قبل از بهسازی تحت رکورد طبس…………………..136 4-5-2-2-منحنی هیسترزیس سازه 20 طبقه مورد مطالعه بعد از بهسازی تحت رکورد طبس…………………….137 4-5-2-3-مقایسه نتایج منحنی های هیسترزیس رسم شده برای ساختمان 20 طبقه مورد مطالعه…………..137 4-5-2-4-منحنی هیسترزیس سازه 15 طبقه مورد مطالعه قبل از بهسازی تحت رکورد طبس و منجیل……….137 4-5-2-5-منحنی هیسترزیس سازه 15 طبقه مورد مطالعه بعد از بهسازی تحت رکورد طبس و منجیل………..138 4-5-2-6-مقایسه نتایج منحنی های هیسترزیس رسم شده برای ساختمان 15 طبقه مورد مطالعه………………….139 4-5-2-7-منحنی هیسترزیس سازه 10 طبقه مورد مطالعه قبل از بهسازی تحت رکورد طبس و منجیل………….140 4-5-2-8-منحنی هیسترزیس سازه 10 طبقه مورد مطالعه بعد از بهسازی تحت رکورد طبس و منجیل…………..141 4-5-2-9-مقایسه نتایج منحنی های هیسترزیس رسم شده برای ساختمان 10 طبقه مورد مطالعه……………………142 4-5-3-نمودار تاریخچه زمانی…………………………………………………………………………………………….142 4-5-4- بررسی مکانیزم اتلاف انرژی در سازه……………………………………………………………………………146 4-5-4-1-ساختمان 20 طبقه قبل از بهسازی……………………………………………………………………………………146 4-5-4-2-ساختمان 20 طبقه بعد از بهسازی……………………………………………………………………………………147 4-5-4-3-ساختمان 15 طبقه قبل از بهسازی…………………………………………………………………………………..147 4-5-4-4-ساختمان 15 طبقه بعد از بهسازی…………………………………………………………………………………..148 4-5-4-5-ساختمان 10 طبقه قبل از بهسازی………………………………………………………………………………….148 4-5-4-6-ساختمان 10 طبقه بعد از بهسازی………………………………………………………………………………….149 4-5-4-7-مقایسه نتایج نمودار اتلاف انرژی برای ساختمان 20 و 15 طبقه و 10 مورد مطالعه…………………..150 4-5-5-تغییر مکان نسبی طبقات …………………………………………………………………………………………..150 4-5-5-1-ساختمان 20 طبقه نامنظم……………………………………………………………………………….151 4-5-5-2- ساختمان 15 طبقه نامنظم …………………………………………………………………………………153 4-5-5-3- ساختمان 10 طبقه نامنظم ……………………………………………………………………………….155 4-6-نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………….156 فصل پنجم(نتیجه گیری و پیشنهادات ) ……………………………………………………………………157 5-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………157 5-2- نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………..158 5-3- پیشنهادها جهت ادامه کار تحقیق ………………………………………………………………………….159 منابع ………………………………………………………………………………………………………………..160 چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………………………163
فهرست جداولجدول1-1: تاثیر تعداد طبقات در میزان فروریختگی سازه ها در زلزله 1985 مکزیکوسیتی…………….13
| |
| جدول 2-1: ملزومات جمع آوری اطلاعات ………………………………………………………………………..41 جدول2-2: انتخاب ضریب آگاهی ………………………………………………………………………………….43 جدول 2-3: محاسبه ظرفیت اجزای سازه در تحلیل های خطی……………………………………………..45 جدول 2-4: محاسبه ظرفیت اجزای سازه در تحلیل های غیر خطی………………………………………….45 جدول2-5: مقدار ضریب co…………………………………………………………………………………………. جدول2-6: مقدار ضریب C2……………………………………………………………………………………… | |
| جدول2-7: پارامترهای مدلسازی و معیارهای کمی پذیرش روشهای غیر خطی- تیرهای مسلح…………58 | |
| جدول 2-8: پارامترهای مدلسازی و معیارهای کمی پذیرش روشهای غیر خطی- ستونهای مسلح ………….59 جدول2-9: پارامترهای مدلسازی و معیارهای کمی پذیرش روشهای غیر خطی- دیوار برشی بتن مسلح……….60 | |
| جدول2-10: مقایسه رفتار کیفی سیستم های مختلف سازه ای……………………….63 جدول 3-1:مقاطع ستون های به کار رفته در ساختمان های مورد مطالعه……………………………………………………87 | |
| جدول 3-2: مقاطع تیرهای ساختمان 10 طبقه……………………………………………………………………………………….87 | |
| جدول 3-3: مقاطع تیرهای ساختمان 15 طبقه…………………………………………………….87 | |
| جدول 3-4: مقاطع تیرهای ساختمان 20 طبقه…………………………………..88 جدول 3-5: ضریب آگاهی……………………………………………90 | |
| جدول 3-6: مشخصات شتاب نگاشت های مورداستفاده در ساختمان های مورد مطالعه…………….94 | |
| جدول3-7: دستورالعمل بهسازی (نشریه 360) ………………………………………………………………………………………102 جدول 3-8: دستورالعمل بهسازی (نشریه 360) ………………………………………………………………………………………103 جدول4-1: مشخصات سیستم دیوار برشی بتن مسلح استفاده شده در سازه های 10طبقه مورد مطالعه…………………119 جدول4-2:محاسبه تغییر مکان هدف برای ساختمان های مورد مطالعه…………………………………………………………..121 جدول4-3: نقطه عملکرد ساختمان های 20 و 15 و 10 طبقه به ازای بارگذاری ثقلی (DL+LL)1.1 و محدوده ی قرار گیری آن در منحنی پوش آور………………………………………………………………………………..133 جدل 4-4: تغییرات برش پایه تحت رکورد موردنظر………………………………………………………………………………..133 جدول4-5: تغییرات انرژی اتلاف شده تحت رکود طبس………………………………………………………………………….149 جدول 4-6: حداکثر تغییر مکان نسبی طبقات ساختمان 20 طبقه قبل و بعد از بهسازی تحت رکورد طبس در راستای H1 جدول 4-7: حداکثر تغییر مکان نسبی طبقات ساختمان 15 طبقه قبل و بعد از بهسازی تحت رکورد طبس در راستای H1 جدول 4-8: حداکثر تغییر مکان نسبی طبقات ساختمان 15 طبقه قبل و بعد از بهسازی تحت رکورد طبس در راستایH1…………. | |
فهرست شکل ها
| شکل 1-1: زلزله 1985 مکزیکوسیتی؛ مقایسه بین طیف پاسخ و طیف طراحی…………………………………. | 7 |
شکل 1-2: محل قرارگیری مرکز سختی یک ساختمان واقع در گوشه ، در صورتی که اثر پر کننده ها به
صورت تقریبی به حساب آید ……………..8
شکل1-3: تمرکز نیروی برشی عظیم در ستونهای کوتاه یک ساختمان …………………..10
شکل 1-4: میانگین تغییرات شاخص آسیب پذیری نسبت به مقاومت مشخصه بتن…………………15
شکل1-5: تغییرات شاخص آسیب پذیری نسبت به زمان نوسان به ازای شتابهای حداکثر مختلف و در
ساختمان های با تعداد طبقات متفاوت (الف) ساختمناهای با دیوار برشی .(ب) ساختمانهای بدون دیوار برشی………16
شکل1-6: آسیب دیدگی محل اتصال تیر به ستون………………………………………………………………………………….19
شکل2-1: زنجیر ایمن پاولی……………………………………………………………………………………………………………..33
شکل 2-2: حالت تسلیم هدایت شده در پل بر اساس آشتو………………………………………………………………………34
شکل 2-3: نموار نیرو- تغییر مکان اعضا……………………………………………………………………………………………..34
شکل2-4: تحلیل بار افزون تا رسیدن به تغییر مکان هدف…………………………………………………………………….47
شکل2-5: نمایش تبدیل سیستم چند درجه آزادی به سیستم یک درجه آزادی معادل…………………………….47
شکل 2-6: روش طیف ظرفیت و نمودارهای ظرفیت و تقاضا ……………………………………………………………..52
شکل2-7: منحنی های ظرفیت قاب در شیوه های مختلف بهسازی……………………………………………………….62
شکل 2-8: جزئیات اجرایی دیوار برشی جدید جهت بهسازی………………………………. …………………………..68
شکل2-9: بهسازی پی برای دیوارهای برشی جدید…………………………………………………………………………..68
شکل 2-10: بهسازی پی برای دیوارهای برشی جدید………………………………………………………………………..69
شکل2-11: بهسازی پی برای دیوارهای برشی جدید …………………………………………………………………………69
شکل3-1: پلان ساختمان مورد بررسی…………………………………………………………………………………………….73
شکل3-2: جزییات بارگذاری سقف طبقات…………………………………………………………………………………….77
شکل3-3: جزییات بارگذاری دیوارها…………………………………………………………………………………………….78
شکل 3-4: جزییات بارگذاری پله و پاگرد………………………………………………………………………………………79
شکل3-5: مساحت میلگردهای تیر و ستون در ساختمان 10 طبقه مورد مطالعه………………………………………..84
شکل3-6: مساحت میلگردهای تیر و ستون در ساختمان 15 طبقه مورد مطالعه……………………………………….84
شکل3-7: مساحت میلگردهای تیر و ستون در ساختمان 20 طبقه مورد مطالعه………………………………………85
شکل3-8: مساحت میلگردهای تیر و ستون در ساختمان 10 طبقه مورد مطالعه بر اساس ویرایش سوم
آیین نامه 2800…………………………………………………………………………………………………………………………..85
شکل3-9: مساحت میلگردهای تیر و ستون در ساختمان 15 طبقه مورد مطالعه بر اساس ویرایش سوم
آیین نامه 2800………………………………………………………………………………………………………………………….86
شکل3-10: مساحت میلگردهای تیر و ستون در ساختمان 20 طبقه مورد مطالعه بر اساس ویرایش سوم
آیین نامه 2800…………………………………………………………………………………………………………………………86
شکل 3-11: نحوه هم پایه کردن شتاب نگاشتها ساختمان 10طبقه……………………………………………………….91
شکل 3-12: نحوه هم پایه کردن شتاب نگاشتها ساختمان 15طبقه………………………………………………………92
شکل 3-13: نحوه هم پایه کردن شتاب نگاشتها ساختمان 20طبقه……………………………………………………..92
شکل3-14: نحوه تعریف مفصل M3 کنترل شونده توسط تغییر شکل………………………………………………..102
شکل3-15: نحوه تعریف مفصل PM,M3 کنترل شونده توسط تغییر شکل…………………………………………..104
شکل3-16: معیارهای پذیرش برای روش های غیر خطی –اعضای کنترل شونده توسط خمش…………………..105
شکل3-17: تعریف حالت تحلیل ثقلی در نرم افزارperform 3d………………………………………………………..106
شکل 3-18: تعریف حالت تحلیل پوش آور در نرم افزارPerforom3-d……………………………………………….106
شکل3-19: تحت بار ثقلی G1 و بار پوش H1PG1 …………………………………………………………………………107
شکل 3-20: تحت بار ثقلی G2 و بار پوش H2PG2………………………………………………………………………….108
شکل3-21: تحت بار ثقلی G1 و بار پوش H1NG1…………………………………………………………………………108
شکل3-22: تحت بار ثقلی G1 و بار پوش H2NG1…………………………………………………………………………109
شکل3-23: تحت بار ثقلی G1 و بار پوش H1PG1………………………………………………………………………….109
شکل3-24: تحت بار ثقلی G1 و بار پوش H1PG1………………………………………………………………………….110
شکل3-25: تحت بار ثقلی G1 و بار پوش H1PG1……………………………………………………………………………110
شکل3-26: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله طبس قبل از بهسازی…………………………………………………………112
شکل3-27: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله منجیل قبل از بهسازی……………………………………………………….113
شکل3-28: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله السنترو قبل از بهسازی………………………………………………………113
شکل3-29: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله طبس قبل بهسازی……………………………………………………………114
شکل3-30: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله منجیل قبل بهسازی………………………………………………………….114
شکل3-31: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله السنترو قبل بهسازی…………………………………………………………115
شکل3-32: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله قبل بهسازی…………………………………………………………………..115
شکل3-33: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله منجیل قبل بهسازی…………………………………………………………116
شکل3-34: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله السنترو قبل بهسازی………………………………………………………..116
شکل4-1: تحت بار ثقلی G1 و بار پوش H1PG1……………………………………………………………………………121
شکل4-2: تحت بار ثقلی G2 و بار پوش H2PG2…………………………………………………………………………..122
شکل4-3: تحت بار ثقلی G1 و بار پوش H1NG1…………………………………………………………………………122
شکل4-4: تحت بار ثقلی G2 و بار پوش H2NG2…………………………………………………………………………..123
شکل4-5: تحت بار ثقلی G1 و بار پوش H1PG1…………………………………………………………………………..123
شکل4-6: تحت بار ثقلی G1 و بار پوش H2NG1……………………………………………………………………..124
شکل4-7: تحت بار ثقلی G1 و بار پوش H2PG1………………………………………………………………………124
شکل4-8: تحت بار ثقلی G1 و بار پوش H1PG1………………………………………………………………………125
شکل4-9: تحت بار ثقلی G1 و بار پوش H1NG1…………………………………………………………………….125
شکل4-10: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله طبس بعد بهسازی…………………………………………………..127
شکل4-11: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله منجیل بعد بهسازی…………………………………………………128
شکل4-12: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله السنترو بعد بهسازی…………………………………………………128
شکل4-13: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله طبس بعد بهسازی………………………………………………….129
شکل4-14: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله منجیل بعد بهسازی………………………………………………..129
شکل4-15: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله السنترو بعد بهسازی………………………………………………..130
شکل4-16: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله طبس بعد بهسازی…………………………………………………..130
شکل4-17: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله منجیل بعد بهسازی…………………………………………………..131
شکل4-18: منحنی نسبت کاربردی تحت زلزله السنترو بعد بهسازی…………………………………………………..131
شکل4-19: نمودار مقایسه تغییر شکل ساختمان 20 طبقه مورد مطالعه قبل و بعد از بهسازی……………………..134
شکل4-20: نمودار مقایسه تغییر شکل ساختمان 15 طبقه مورد مطالعه قبل و بعد از بهسازی………………………134
شکل4-21: نمودار مقایسه تغییر شکل ساختمان 10 طبقه مورد مطالعه قبل و بعد از بهسازی……………………..135
شکل4-22: منحنی هیسترزیس سازه 20 طبقه قبل از بهسازی تحت رکورد طبس…………………………………….136
شکل4-23: منحنی هیسترزیس سازه 20 طبقه بعد از بهسازی تحت رکورد طبس……………………………………137
شکل 4-24: منحنی هیسترزیس سازه 15 طبقه قبل از بهسازی تحت رکورد طبس…………………………………..137
شکل4-25: منحنی هیسترزیس سازه 15 طبقه قبل از بهسازی تحت رکورد منجیل…………………………………..138
شکل4-26: منحنی هیسترزیس سازه 15 طبقه بعد از بهسازی تحت رکورد طبس…………………………………….138
شکل4-27: منحنی هیسترزیس سازه 15 طبقه بعد از بهسازی تحت رکورد منجیل……………………………………139
شکل4-28: منحنی هیسترزیس سازه 10 طبقه قبل از بهسازی تحت رکورد طبس……………………………………140
شکل4-29: منحنی هیسترزیس سازه 10 طبقه قبل از بهسازی تحت رکورد منجیل………………………………….140
شکل4-30: منحنی هیسترزیس سازه 10 طبقه بعد از بهسازی تحت رکورد طبس……………………………………141
شکل4-31: منحنی هیسترزیس سازه 10 طبقه بعد از بهسازی تحت رکورد منجیل………………………………….141
شکل4-32: منحنی تاریخچه زمانی سازه 20 طبقه مورد مطالعه قبل از بهسازی………………………………………142
شکل4-33: منحنی تاریخچه زمانی سازه 20 طبقه مورد مطالعه بعد از بهسازی………………………………………143
شکل4-34: منحنی تاریخچه زمانی سازه 15 طبقه مورد مطالعه قبل از بهسازی………………………………………143
شکل4-35: منحنی تاریخچه زمانی سازه 15 طبقه مورد مطالعه بعد از بهسازی………………………………………144
شکل 4-36: منحنی تاریخچه زمانی سازه 10 طبقه مورد مطالعه قبل از بهسازی……………………………………..144
شکل 4-37: منحنی تاریخچه زمانی سازه 10 طبقه مورد مطالعه بعد از بهسازی………………………………………..145
شکل4-38: میزان انرژی تلف شده توسط ستون قبل از بهسازی تحت زلزله ی طبس……………………………….146
شکل 4-39: میزان انرژی تلف شده توسط ستون بعد از بهسازی تحت زلزله ی طبس……………………………….147
شکل4-40: میزان انرژی تلف شده توسط ستون قبل از بهسازی تحت زلزله ی طبس…………………………………147
شکل 4-41: میزان انرژی تلف شده توسط ستون بعد از بهسازی تحت زلزله ی طبس………………………………..148
شکل 4-42: میزان انرژی تلف شده توسط ستون قبل از بهسازی تحت زلزله ی طبس…………………………………148
شکل 4-43: میزان انرژی تلف شده توسط ستون بعد از بهسازی تحت زلزله ی طبس…………………………………149
شکل 4-44: مقایسه حداکثر تغییر مکان نسبی طبقات ساختمان 20 طبقه قبل و بعد از بهسازی تحت رکورد طبس در راستایH1
شکل 4-45: مقایسه حداکثر تغییر مکان نسبی طبقات ساختمان 15 طبقه قبل و بعد از بهسازی تحت رکورد طبس در راستایH1
شکل 4-46: مقایسه حداکثر تغییر مکان نسبی طبقات ساختمان 10 طبقه قبل و بعد از بهسازی تحت رکورد طبس در راستایH1
راهنمای خرید و دانلود فایل
برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.
بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.
در صورت بروز هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا مشکل مورد بررسی قرار گیرد. دیجی لود متعهد میشود که هر طور شده فایل خریداری شده ، به دست شما خواهد رسید.
برای دانلود فابل روی دکمه خرید و دانلود کلیک نمایید.
ديدگاه ها