توسعه منحنی های شکنندگی برای ارزیابی لرزه ای سازه های فولادی :پایان نامه کارشناسی ارشد عمران گرايش سازه
پایان نامه ای که معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته عمران و با عنوانتوسعه منحنی های شکنندگی برای ارزیابی لرزه ای سازه های فولادی ، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران در 93 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 توسعه منحنی های شکنندگی برای ارزیابی لرزه ای سازه های فولادی:
امروزه ارزیابی عملکرد سازه ها در برابر زلزله، به یکی از بحث هاي رایج در بین محققین تبدیل شدهاست. یکی از ابزار هاي کلیدي در ارزیابی آسیب پذیری لرزهاي سازه ها، توابع شکنندگی است که احتمال فراگذشت آسیب سازه از یک سطح آسیب مشخص را براي چندین سطح خطر از جنبشهاي لرزهاي زمین بیان مینماید. هدف از این مطالعه، تعیین منحنی شکنندگی آسیب پذیری لرزهای سیستم ساختمانی فولادی طراحی شده بر اساس آیین نامه ی طراحی ایران بر روی خاک نوع III در منطقهای با خطر لرزهای زیاد میباشد. مدل های مورد نظر، ساختمان های فولادی 5، 8 و12 طبقهی با سیستم قاب مقاوم خمشی ویژه میباشند. مدل سازی این ساختمان ها در نرم افزار opensees انجام شده و تحلیل دینامیکی غیرخطی افزایشی (IDA) برروی مدل ها انجام گرفته است.
در این بررسی، تغییر مکان جانبی نسبی سازه ها به عنوان معیار آسیب در نظر گرفته شده است. حدود تعیین شده برای تغییر مکان جانبی نسبی در دستورالعمل HAZUS برای تعیین حالات خرابی مورد استفاده قرار گرفته است که این حالات خرابی عبارتند از: حالت خرابی کم، متوسط، گسترده و کلی.
منحنی شکست سازه ها بر اساس مقادیر تغییر مکان جانبی نسبی و ضرایب موجود در دستور العمل HAZUS تهیه شدهاند. نتایج بدست آمده نشان میدهند که با افزایش تعداد طبقات ، شکنندگی افزایش مییابد
در سازه های مدل شده در حالات خرابی کم و متوسط منحنی های شکست مدل های 5 و 8 طبقه بسیار به هم نزدیک هستند و منحنی شکست مدل 12 طبقه فاصلهی نسبتاً قابل توجهی با منحنی شکست دو مدل دیگر دارد.
مقدمه
انسان از آغاز خلقت همواره با موضوع بلاياي طبيعي مواجه بوده و تلاش نموده است تا اين حوادث و سوانح طبيعت را مديريت و كنترل نمايد و زندگي خود را از اين خطرات، ايمن و محفوظ دارد. از ميان بلاياي طبيعي، زلزله از ويژگيهاي خاصي برخوردار بوده و در قرن گذشته با توجه به عوامل زير اهميت بيشتري به مديريت بحران زلزله داده شده است:
- افزايش تعداد شهر ها در نقاط مختلف كه بسياري در مناطق فعال لرزه خيز واقعند.
- گسترش و توسعه شهرها به گونهاي كه گسلهاي زيادي در داخل شهرها قرار گرفته اند.
- افزايش تراكم جمعيت شهرها كه باعث افزايش تعداد قربانيان زلزله گرديده است.
- افزايش كمي و كيفي تأسيسات و امكانات مختلف شهري، كه باعث افزايش سرمایهگذاري انسان در شهرها و گسترش خسارات مالي ناشي از زلزله شده است.
- پيشرفت دانش لرزه شناسي و مهندسي زلزله، كه بشر را قادر به ثبت اطلاعات زلزله هاي گذشته و تجزيه و تحليل هر چه دقيقتر آنها نموده است.
ايران از نظر لرزه خيزي در منطقهي فعال جهان قرار دارد و به گواهي اطلاعات حاصل از مستندات علمي و مشاهدات قرن بيستم از خطر پذيرترين مناطق جهان در اثر زمين لرزه هاي پرقدرت محسوب میشود. در سال هاي اخير به طور متوسط هر پنج سال يك زمين لرزه با صدمات جاني و مالي بسيار بالا در نقطه اي از كشور رخ داده است و در حال حاضر ايران در صدر كشور هايي است كه وقوع زلزله در آن با تلفات جاني بالا همراه است.
گرچه جلوگيري كامل از خسارات ناشي از زلزله هاي شديد بسيار دشوار و حتی غیر ممکن است، ليكن با افزايش سطح اطلاعات در رابطه با لرزه خيزي كشور و مطالعه دقيق وضعيت آسيب پذيري ساختمان ها، تأسیسات زیربنایی و شریان های حیاتی و ايمن سازي و مقاوم سازي صحيح و اصولي آنها، مي توان تا حد مطلوب تلفات و خسارات ناشي از زلزله هاي آتي را كاهش داد.
امروزه یکی از راه های بررسی آسیب پذیری ساختمان های موجود، استفاده از منحنی های شکنندگی[1] می باشد که این منحنی ها می توانند کاربرد های فراوانی قبل و بعد از زلزله داشته باشند.
اهداف و ضرورت تحقیق
امروزه ارزیابی عملکرد ساختمان ها در برابر زلزله، به یکی از بحث های رایج در بین محققین تبدیل شده است. با توجه به اینکه در طراحی تعداد زیادی از ساختمان های موجود اثرات تخریبی زمین لرزه در نظر گرفته نشده است و یا اینکه دانش طراحی لرزه ای در حین ساخت آنها ناکافی بوده است، بروز خسارات وسیع در سازه های موجود بر اثر وقوع یک زمین لرزهی نسبتاً شدید دور از انتظار نخواهد بود ( رهگذر و همکاران، 1387 ).
همان طور که بیان شد منحنی شکست تابعی است که تجاوز خرابی سازه را از یک معیار تعیین شده، در مقابل افزایش شدت زمین لرزه تعیین می کند و از این رو یکی از راه های بررسی میزان خرابی سازه ها است.
با توجه به اینکه کشور ما یکی از مناطق لرزه خیز است، و نیز با توجه به اینکه اکثر سازه های موجود با ضوابط لرزه ای ساخته نشدهاند، آسیب پذیری لرزه ای سازه های موجود، به ویژه تیپی از سازهها که بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند، لازم و ضروری به نظر میرسد.
نتیجه گیری
در این پایان نامه، آسیبپذیری لرزهای یکی از تیپ های ساختمانی رایج در سطح کشور، یعنی سازه های فولادی دارای سیستم قاب خمشی ویژه با تعداد طبقات 5، 8 و 12 که برروی خاک نوع III واقع شده اند، بررسی شد و برای این سازه ها منحنی شکنندگی تولید شد.
منحنی شکنندگی، احتمال فراگذشت آسیب سازه از یک سطح آسیب مشخص را براي چندین سطح خطر از جنبش هاي لرزه اي زمین بیان میکند. در منحنی شکنندگی، احتمال وقوع هریک از حالات خرابی معرفی شده در مقابل مقادیر مختلف PGA مورد بررسی قرار میگیرد.
برای بررسی آسیب پذیری سازه ها با استفاده از منحنی شکست، لازم است که یک شاخص آسیب در نظر گرفته شود. در اینجا جابجایی جانبی نسبی طبقات ( DRIFT ) به عنوان شاخص آسیب در نظر گرفته شد و حالات مختلف خرابی از روی مقدار DRIFT تعریف و بررسی شد.
در این پژوهش از حالات خرابی معرفی شده در دستورالعمل HAZUS استفاده شد که این حالات خرابی عبارتند از: حالت خرابی جزئی (Slight)، حالت خرابی متوسط (Moderate)، حالت خرابی گسترده (Extensive) و حالت خرابی کلی یا کامل (Complete).
به این منظور مدل ها بصورت دو بعدي در نرمافزار OpenSees مدلسازی شدند. 10 رکورد زلزله از مناطق مختلف جهان که برروی خاک نوع III اتفاق افتاده اند، انتخاب شدند و هر یک از این رکوردها از مقدار 0.1g تا 1.5g با فواصل 0.1 مقیاس شدند (یعنی در حالت کلی 150 رکورد زلزله تولید شد)و سپس هر یک از مدل ها تحت این رکورد های زلزله تحت تحلیل دینامیکی غیر خطی افزایشی قرار گرفتند. سپس مقادیر بیشینهیDrift برای هریک از مدل ها، تحت هر یک از رکورد های زلزله بدست آمدند.
سپس با استفاده از روابط موجود برای محاسبه ی احتمال شکست و استخراج ضرایب مورد نیاز از دستورالعمل HAZUS، برای هر یک از مدلها احتمال وقوع هر یک از حالات خرابی در هر مقدار PGA به دست آمد.
فهرست مطالب
فصل اول: کلیات تحقیق 1
1-1 مقدمه 2
1-2 شرح مسئله 3
1-3 اهداف و ضرورت تحقیق 4
1-4 روش اجراي طرح و مدلهای مورد بررسی 5
1-5 ساختار پایان نامه 5
فصل دوم: منحنی های شکنندگی 6
2-1 منحنیهاي شکنندگی لرزهاي 7
2-1-1 منحنیهای شکنندگی تجربی 8
2-1-2 منحنیهای شکنندگی بر اساس قضاوت مهندسی 9
2-1-3 منحنیهای شکنندگی تحلیلی 9
2-1-4 منحنی شکنندگی ترکیبی 12
2-2 توابع شکنندگی 12
2-3 حالات خرابی در دستورالعمل HAZUS 13
2-4 دستورالعمل HAZUS 13
2-4-1 طبقهبندی ساختمانها در HAZUS 15
2-4-2 منحنی شکست در HAZUS 16
2-5 پیشینهی تحقیق 18
2-5-1 پژوهش جوزف کارلو مارانو و همکاران 20
2-5-2 مطالعات روییزگارسیا و همکاران 26
2-5-3 مطالعات شکنندگی در تایوان برای زلزله ی چیچی 28
2-5-4 مطالعات میشاییل تانتالا و جورج دوداتیس 29
2-5-5 مطالعات اربریک و الناشی 32
2-5-6 سایر مطالعات 34
فصل سوم: قاب هاي مقاوم خمشي فولادي 47
3-1 مقدمه 48
3-2 قاب هاي خمشي كاملاً صلب و نيمه صلب 50
3-2-1 قاب هاي خمشي كاملاً صلب 50
3-2-2 قاب هاي خمشي نيمه صلب 50
3-4 انواع قاب های مقاوم خمشی MRF 50
3-4-1 قاب های خمشی ويژه 51
3-5 شکل پذيری 58
3-5-1 انتخاب عضوی از قاب خمشی به عنوان عضو شکل پذير 59
3-6 مقايسه مکانيزم های خرابی در قاب خمشی فولادی 60
فصل چهارم: مطالعات عددی 62
4-1 مقدمه 63
4-2 پارامترهای قاب های مورد تحلیل 64
4-3 انتخاب رکوردهای زلزله 65
4-4 معرفی اجمالی نرم افزار OpenSees 66
4-4-1 ویژگی های نرم افزار OpenSees 67
4-5 شاخص آسیب و سطوح آسیب 67
4-6 بررسي روش تحليل ديناميكي افزايشي (IDA 68
4-6-1 تحليل ديناميكي افزايشي (IDA 68
4-6-2 وروديها و خروجيهاي تحليل ديناميكي غير خطي افزايشي 70
4-6-3 تحليل ديناميكي افزايشي تك ركورده 72
4-6-4 تحليل ديناميكي افزايشي چند ركورده 74
4-6-5 منحني تحليل ديناميكي افزايشي (IDA 75
4-6-6 دسته منحنيIDA 75
4-6-7 انتخاب IM و روش صحيح مقياس كردن 77
4-6-8 روش هاي مختلف بدست آوردن رابطه IM در مقابل EDP 79
4-6-9 استفاده از نتايج IDA و بدست آوردن مقدار 79
4-7 تحلیل مدل 80
4-8 کلیات تحلیل نیاز لرزهاي احتمالاتی 80
4-9 مدلهاي نیاز لرزهاي احتمالاتی 81
4-10 تحلیل شکنندگی لرزهای مدلها 85
4-10-1 مقدمه 85
4-10-2 روش تحقیق 87
4-10-3 منحنی هاي شکنندگی مربوط به سازه ی مورد مطالعه 87
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات 93
5-1 نتیجه گیری 94
5-2 پیشنهادها 95
منابع 97
ضمیمه 104
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