مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم :پایان نامه کارشناسی ارشد عمران گرايش سازه
پایان نامه ای که معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته عمران و با عنوانمقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم ، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران در 122 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 مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم:
عملکرد ساختمان در حین زلزله به عوامل بسیاری بستگی دارد، در نتیجه پیشبینی عملکرد لرزه‌اي سازه‌ها، به عنوان بخشی از طراحی یا ارزیابی باید چه صریحاً و چه ضمناً مد نظر قرار گیرد. پیشبینی پاسخ لرزه‌اي سازه بسیار پیچیده است، که این امر نه تنها به دلیل تعداد زیاد عوامل دخیل در عملکرد بلکه به سبب پیچیدگی رفتارهای فیزیکی نیز میباشد. به علاوه به دلیل عدم دقت کافی برای شبیه‌سازی دقیق رفتار فیزیکی، و همچنین عدم در دست داشتن دانش در ارائه تعریفی دقیق از ویژگیهای سازه و طبیعت تغییر پذیر زلزله‌های آتی، پیش بینی عملکرد لرزه‌اي به خودی خود مشمول عدم قطعیت‌های چشمگیری میشود. این عدم قطعیت‌های ذاتی در پیش بینی بارگذاریها و پاسخ‌های احتمالی آینده تنها مختص رفتار لرزه‌اي نیست و به بسیاری از این موضوعات کم و بیش در آیین نامه‌های جاری از طریق استفاده از فاکتورهای بارگذاری و مقاومت اشاره شده است.
در مهندسي زلزله براساس عملكرد براي ارزيابي عملكرد سازه لازم است ظرفيت و نياز لرزه‌اي آن تعيين گردد. با توجه به پيشرفت‌هاي اخير در زمينه تحليل‌هاي كامپيوتري، امروزه امكان استفاده از آناليزهاي ديناميكي غيرخطي براي رسيدن به اين منظور ميسر است. در اين روش پاسخ سازه با در نظر گرفتن رفتار غيرخطي مصالح و رفتار غيرخطي هندسي سازه تحت اثر زلزله مشخص تعيين مي‌شود. در سالهاي اخير روش طراحي بر اساس ظرفيت و تقاضا مورد توجه بسياري از محققان قرار گرفته است كه باتوجه به قابليت بيان در قالب احتمالاتي مي‌تواند براي تعيين سطح اطمينان و بهبود عملكرد سازه‌ها مورد استفاده قرار گيرد.
هدف از این پژوهش مقایسه سطح اطمینان قاب‌های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم (سال‌های 1384 و 1387) می باشد. با توجه به تحقیقات گذشته سطح اطمینان براي تحلیل عملکرد سازه ، در ابتدا طراحی قاب های مورد مطالعه(5 ، 8 و11) با نرم افزارEtabs انجام و روی مقاطع طراحی شده، درنرم افزارOpenSees تحلیل دینامیکی غیر خطی فزاینده(IDA)صورت گرفته و سپس با استفاده از دستورات آیین نامه FEMA351 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان دهنده‌ي این مطلب است که سطح اطمینان در سیستم‌های مهاربندی شده هم محوری فولادی با ضوابط مبحث دهم سال 1384 بیش از سیستم‌های مهاربندی شده هم محوری فولادی با ضوابط مبحث دهم سال 1387 میباشد.
مقدمه
با بررسي اجمالي، از نظر اقتصادي مقرون به صرفه نمی‌باشد که در مناطق لرزهخيز ودر زلزله‌های معمولی، طراحي ساختمان به گونه‌ای باشد كه رفتار سازه، در محدوده الاستيك باقي بماند. در گذشته رفتار سازه‌ها در محدوده الاستيك و بسته به شدت لرزه‌خيزي منطقه و اهميت سازه طرح می‌شدند ولي اكنون در طراحی لرزه‌اي و مقرون به صرفه بایستی از رفتار جذب كنندگي انرژي با تغییرشکل‌های غير‌ارتجاعي در مقابل زلزله شديد استفاده شود. طراحي لرزه‌اي سازه‌ها معمولاً بر اين اساس صورت مي‌گيرد كه اعضایي در سازه باشند كه در زلزله‌هاي شديد، رفتار غیر‌ارتجاعی از خود نشان داده و انرژي لرزه‌اي را جذب نمايند[11].
بیان مسئله و لزوم بررسی موضوع مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی
در مبحث دهم سال 1384 ضوابط مربوط به طراحی بادبندها مطابق1997 UBC می باشد[2]که در آن تنش مجاز فشاری بر اساس لاغری با ضریب B اصلاح میشود.در حالی‌که این ضریب در مبحث دهم سال 1387 وجود ندارد و تأثیر لاغری در ضوابط لرزه‌ای بادبندها وارد نشده است. همچنین، ترکیب بارهای تشدید یافته (ویژه) در دو نسخه سال‌های 1384 و 1387 مبحث دهم متفاوت میباشد که در مکانیزم مفصل شدن ستون‌های اطراف مهاربند و همچنین ترتیب مفصل‌ها تأثیر گذار است[3و4].
در این آیین نامه‌ها سعی می‌گردید تا با محدود نمودن لاغری و کاهش تنش مجاز فشاری مهاربند، از کمانش در سیکل‌های رفت و برگشتی زلزله جلوگیری شود، در نتیجه این سازه‌ها از شکل‌پذیری محدودی برخوردار بودند که این امر در ضوابط لرزه‌ای آیین نامه‌های جدید رعایت نشده و باعث افزایش تنش مجاز فشاری بادبندها و تأثیر در مکانیزم مفصل شدن ستون‌های اطراف مهاربند شده که به نظر می‌رسد سطح اطمینان در حالت اول بیشتر از حالت دوم میباشد که این موضوع مستلزم به انجام تحقیق میباشد.
هدف تحقیق
در این تحقیق با عنوان “مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم” سعی گردیده با تعیین عملکرد سازه بر طبق ضوابط مبحث ششم مقررات ملی ساختمان (بارهای وارده بر ساختمان) [5]، مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (طراحی ساختمانهای فولادی) سال های 84و87 [3و4] طراحی وآنالیز دینامیکی فزاینده(IDA)[6]ودستورات آیین نامه FEMA351[7] تحلیل شدهاندرا مورد بررسی قرارداده وبا توجه به ضوابط آن‌ها ویرایشی که سطح اطمینان بیشتری را در ارزیابی لرزه‌ای بادبند مذکور دارا میباشد، معرفی گردد.
فهرست جدول ها
جدول3-1. ظرفیت‌های خلاصه شده برای هریک از حالت‌های حدی عملکردی 48
جدول4-1. مقادیر پیش فرض شیب لگاریتمی منحنی خطر k برای خطر‌های احتمالی لرزش خاک 68
جدول4-2. عدم قطعیت لگاریتمی پیشفرض برای روش های مختلف آنالیز 70
جدول4-3. فاکتورهای بی نظمی پیشفرض 71
جدول5-1. مشخصات فولاد مصرفی 77
جدول5-2. بار مرده وزنده طبقات 77
جدول5-3. ضریب برش پایه ساختمان ها 79
جدول5-4. مشخصات شتابنگاشت‌های استفاده شده در آنالیز دینامیکی 85
جدول5-5. مقایسه پریود سازه مدل شده در Etabs و OpenSees برای قاب 11 طبقه 86
جدول5-6. تقاضا و عدم قطعیت‌های موجود 91
جدول5-7. ظرفیت و عدم قطعیت‌های موجود 93
جدول5-8. پارامتر‌های اطمینان 95
فهرست شكلها
شکل2- 1. اشكال مختلف بادبندهاي همگرا 8
شکل2- 2.كمانش موضعي در بادبند 9
شکل2- 4. اعوجاج شديد تير، بدون تكيه گاه جانبي در محل اتصال به بادبندهاي شورون 10
شکل2- 5.گسيختگي اتصالات جوشي بادبندها 11
شکل2- 8. منحني هيسترزيس بادبندهاي X شكل فقط كششي 16
شکل2- 9. منحني هيسترزيس بادبندهاي X شكل با مقطع (دوبل نبشي) 17
شکل2- 10. الف ) بر اساس مدل تجربي . ب) بر اساس مدل عددي و تئوريكي 19
شکل2- 11. تعییر شکل اعضای بادبند 19
شکل2- 13. الف) بر اساس مدل تجربي ب) بر اساس مدل عددي و تئوريكي 22
شکل2- 14.الف) بر اساس مدل تجربي ب) بر اساس مدل عددي 22
شکل3-1. نمونه‌ای از منحنی IDA یگانه برای یک سازه 30 طبقه با قاب خمشی فولادی با پریود 4 ثانیه 36
شکل3-2. منحنی‌های IDA برای یک سازه 5 طبقه با قاب فولادی مهاربندی شده که پریود اصلی آن 8/1 ثانیه میباشد 37
شکل3-3. منحنی‌های IDA برای هرکدام از طبقات یک ساختمان 5طبقه با قابفولادی مهاربندی شده مشخص شده با پریود اصلی برای 8/1 ثانیه 39
شکل3-4. احیاء مجدد سازه‌ای روی یک منحنی IDA برای یک قاب خمشی فولادی سه طبقه با دوره تناوب 3/1 ثانیه 39
شکل3-5. پاسخ شکل‌پذیری یک نوسانگر با پریود ) تحت مقیاس‌های مختلف یک زلزله جاری شدن زودهنگام در سطح زلزله بالاتر باعث شده است که سازه مقدار پاسخ کمتری از خود نشان دهد 40
شکل3-6. قانون محدود نمودن DM برای مشخص کردن ظرفیت یک سازه 3 طبقه با قاب خمشی فولادی 42
شکل3-7. منحنی‌های چندگانه IDA برای یک قاب خمشی فولادی 9 طبقه 44
شکل3-8. منحنی‌های چنداگانه IDA در برای 30 شتابنگاشت برای یک ساختمان 5 طبقه با قاب فولادی مهاربندی شده 45
شکل3-9. منحنی‌های 16% و 50% و 84% IDA در مقیاس لگاریتمی برای 20 شتابنگاشت برای یک ساختمان 5 طبقه با قاب فولادی مهاربندی شده با پریود اصلی 8/1 ثانیه 45
شکل3-10. حالات حدی، تعریف شده طبق منحنی IDA 46
شکل3-11. 20منحنی IDA و ظرفیت‌های حدی مربوطه 47
شکل3-12. خلاصه منحنی‌های IDA و ظرفیت‌های مربوطه در مقادیر 16% ، 50% و 84% 48
شکل3-13. بیشینه مقادیر چرخش برای تمام طبقات در چندین () Sa 50
شکل3-14. منحنی‌های IDA طبقات فرد برای رکورد شماره 1 50
شکل4- 1. تابع چگالی احتمال خرابی 63
شکل4-2. شاخص قابلیت اطمینان هاسوفر- لیند Hasofer & Lind)) 65
شکل5-1. پلان ساختمان طراحی شده 76
شکل5-2. مقاطع بدست آمده از تحلیل نرم افزار Etabs 80
شکل5-3. مقاطع بدست آمده از تحلیل نرم افزار Etabs بعدازاعمال ضریب B 80
شکل5-4. مقاطع بدست آمده از تحلیل نرم افزار Etabs بعد از اعمال وتشدید بار ویژه به ستون‌های اطراف بادبند 81
شکل5-5. مقاطع بدست آمده از تحلیل نرم افزار Etabs 81
شکل5-6. مقاطع بدست آمده از تحلیل نرم افزار Etabs بدون اعمال ضریب (B) 82
شکل5-7. مقاطع بدست آمده از تحلیل نرم افزار Etabs بعد از اعمال وتشدید بار ویژه به ستون‌های اطراف بابند 82
شکل5-8. منحنی IDA حاصل از آنالیز دینامیکی غیر‌خطی فزاینده – 5 طبقه – 1387 87
شکل5-9. منحنی IDA حاصل از آنالیز دینامیکی غیر‌خطی فزاینده – 5 طبقه – 1384 88
شکل5-10. منحنی IDA حاصل از آنالیز دینامیکی غیر‌خطی فزاینده – 8 طبقه – 1384 88
شکل5-11. منحنی IDA حاصل از آنالیز دینامیکی غیر‌خطی فزاینده – 8 طبقه – 1387 88
شکل5-12. منحنی IDA حاصل از آنالیز دینامیکی غیر‌خطی فزاینده – 11 طبقه – 1384 89
شکل5-13. منحنی IDA حاصل از آنالیز دینامیکی غیر‌خطی فزاینده – 11 طبقه – 1387 89
فهرست علائم تحقیق مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی
علامت نشانه
R ضریب رفتار سازه
ضریب تغییر شکل پلاستیک
K ضریب طول موثر
B ضریب اصلاحی لاغری بادبند
ضریب تشدید نیروی زلزله
نسبت انحراف بین طبقه ای ماکزیمم
اولین دوره تناوب از مواد اول سازه
شتاب طیفی
احتمال خرابی
متغیر تصادفی
G(x) تابع شرایط حدی
f(x) تابع چگالی احتمال
ضریب جرم مودی برای اولین مود طبیعی
پارامتر اعتماد
فاکتور متغیر تقاضا
فاکتورعدم قطعیت آنالیز
پارامتر ظرفیت
C ظرفیت سازه
D تقاضای سازه
K پارامتر خطر (شیب لگاریتمی منحنی خطر)
انحراف استاندارد لگاریتم های طبیعی پارامتر تقاضا
b ضریب میزان افزایش تقاضا
CB ضریب بی نظمی
انحراف استاندارد لگاریتمی در پیش بینی تقاضا
فاکتور ظرفیت از نقطه نظر تصادفی بودن
فاکتور ظرفیت از نقطه نظر عدم قطعیت
انحراف استاندارد لگاریتم های طبیعی پارامتر ظرفیت
انحراف استاندارد لگاریتم های طبیعی در پیش بینی ظرفیت
kx متغیر استاندارد نشای ناشی از احتمال X
انحراف استاندارد
DL بار مرده
LL بار زنده
L(m) طول دهانه قاب
C ضریب برش پایه
I ضریب اهمیت ساختمان
A شتاب مبنای طرح
B ضریب بازتاب ساختمان
T(s) زمان تناوب سازه های مهاربندی شده
Fy(kg/cm2) تنش حد تسلیم فولاد
W بارمرده ساختمان به علاوه قسمتی از بار زنده مورد نظر
h ارتفاع طبقه از روی تراز پایه
Es(kg/cm2) ضریب مدول الاستیسیته فولاد
g(kg/cm2) شتاب ثقل
Sd جابجایی طیفی
H(m) ارتفاع کل ساختمان
Fa(kg/cm2) تنش فشاری مجاز
Fas(kg/cm2) تنش فشاری مجاز مهار بند
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