انتخاب صفحه

چکیده

ارزشی بناهای تاریخی بر کسی پوشیده نیست. این بناها از جنبه فرهنگی، نمادی از هویت و فرهنگ یک ملت به شمار رفته و از جنبه اقتصادی با جذب گردشگر کمک شایانی به اقتصاد کشورها می نمایند. در همین راستا با توجه به اینکه بسیاری از بناهای تاریخی در برابر زلزله آسیب پذیر هستند، بررسی رفتار لرزه ای، آسیب پذیری و بهسازی آن ها از اهمیت زیادی برخوردار است. بنای گنبد سلطانیه یکی از شاهکارهای معماری ایرانی – اسلامی به شمار می رود که در حد فاصل سالهای ۷۰۲ تا ۷۱۰ هجری قمری ساخته شده است. بنای عظیم سلطانیه کالبدی عظیم و هشت ضلعی است که گنبدی نیم کره مانند به ارتفاع ۴ ۵ مترو قطر ۲۵ متر بر فراز آن قرار دارد. با توجه به لرزه خیزی نسبتا بالای منطقه و اهمیت آن از لحاظ تاریخی و گردشگری، بررسی رفتار لرزه ای و بهسازی این بنا واجد اهمیت می باشد.در این پایان نامه مدلسازی بنا با تمام پیچیدگی های آن با استفاده از نرم افزار به شیوه ماکرو انجام شده است. به منظور صحت سنجی مدلسازی، آزمایش ارتعاش محیطی بر روی این بنا انجام پذیرفت. پس از اطمینان از درستی مدل، بر روی سازه تحلیل های استاتیکی و مدی انجام شد. در ادامه برای منطقه سلطانیه تحلیل خطر لرزه ای انجام شد و از نتایج آن برای تحلیل طیفی در سه سطح خطر استفاده شد و در پایان تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی با توجه به ویژگی های غیر خطی مصالح سازنده، بر روی سازه انجام شد. با بررسی پارامترهای مورد نظر به این نتیجه رسیدیم که این بنا در برابر بارگذاری ثقلی آسیب پذیر نبوده ولی در برابر بارگذاری لرزه ای بسیار آسیب پذیر می باشد و نیاز به توجه جدی دارد.

کلمات کلیدی:

ساختمانهای تاریخی، گنبد سلطانیه، مصالح بنایی، مدل اجزای محدود، آزمایش ارتعاش محیطی، تحلیل طیفی، تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی

فهرست مطالب

فصل اول:مقدمه

۱- ۱ ضرورت و اهداف انجام پژوهش

بخش مهمی از ساختمانهای موجود در جهان و کشور ما، ایران از نوع ساختمانهای بنایی غیر مسلح می باشند. بسیاری از ساختمانهای تاریخی نیز از این جمله اند. بناهای تاریخی از جنبه های گوناگون واجد اهمیت می باشند. به لحاظ فرهنگی نمادی از هویت و فرهنگ یک کشور و شناسنامه تصویری یک ملت در گذر تاریخ به شمار می روند. این بناها، به لحاظ اقتصادی نیز بسیار مهم هستند و می توانند تاثیرگذاری شایسته ای در اقتصاد کشور از طریق جذب گردشگر ایفا نمایند. پاسداری از میراث فرهنگی گذشتگان در قالب حفظ کالبد بناهای تاریخی در یک پروژه بهسازی، مساله مهمی می باشد. بسیاری از سازه های تاریخی در طی زمان در برابر زلزله، تخریب شده و از بین رفته اند و لطمه سنگینی را بر پیکره تاریخ و فرهنگ جهان وارد نموده اند. البته برخی از ساختمانهای تاریخی تجربه گذراندن زلزله های نسبتا بزرگ با خرابی های قابل قبول را دارند. در زمینه بهسازی لرزه ای بناهای تاریخی در برابر زلزله در سطح کشور کار انسجام یافته و تصمیمات سازماندهی شده ای صورت نگرفته است و طرحهای حفظ بناهای تاریخی بیشتر جنبه مرمت داشته است. این روند به جهت حفظ بناهای تاریخی چندان منطقی و معقول بنظر نمی رسد، چرا که مرمت یک بنای تاریخی زمانی معنا پیدا می کند که تمامی عوامل موثر در حفظ بنای مزبور در آینده مد نظر قرار گرفته باشد. نمونه های زیادی وجود دارد با وجود مرمتهایی که روی بنا صورت گرفته بود آسیبهای جبران ناپذیری  با توجه به اهمیت بالای بنای گنبد سلطانیه به لحاظ تاریخی، فرهنگی و گردشگری به عنوان مطالعه موردی این بنا انتخاب گردید.

1-1-ضرورت واهداف انجام پژوهش

1-2-ساختار پایان نامه

ارگ بم

ارگ بم

فصل دوم:ارزیابی آسیب پذیری وبهسازی ساختمان های تاریخی

۲- ۱۰ راهکارها و روشهای بهسازی لرزه ای بناهای تاریخی

پس از انجام تحلیل های لازم و بررسی نقاط آسیب پذیر ارائه یک طرح مناسب برای بهسازی در دستور کار قرار می گیرد. ویژگی های خاصی بناهای تاریخی از جمله محدودیت های مربوط به روش های مرمت آن ها، توانایی پایین در تحمل نیروهای کششی و رفتار ترد مصالح تشکیل دهنده آن ها، روش های بهسازی این قبیل بناها را پیچیده و مشکل می سازد. در ادامه روشهایی برای بهسازی لرزه ای و بهبود رفتار لرزه ای بناهای تاریخی آمده است. برخی از این پروژه ها به مرحله عمل در آمده است و بقیه آن ها به صورت طرح باقی مانده است.

2-1-بررسی کلی مساله

2-2-بررسی رفتار بناهای تاریخی دربرابرزلزله

2-3-خواص مکانیکی مصالح به کاررفته دربناهای تاریخی

2-4-انواع فرم  بناهای تاریخی

2-5-ارزیابی آسیب پذیری بناهای تاریخی

2-6-مفاهیم طراحی واجرایی بناهای تاریخی وپیشرفت های به وجود آمده 14

2-7-عوامل موثر درتعیین روشهای بهسازی لرزه ای بناهای تاریخی

2-8-مراحل بهسازی لرزه ای سازه های تاریخی

2-9-طبقه بندی روشهای بهسازی لرزه ای

2-9-1-روشهای افزایش استقامت سازه

2-9-2-روشهای کاهش تحریک زلزله

2-10-راهکارها وروشهای بهسازی لرزه ای بناهای تاریخی

2-10-1-افزایش ظرفیت باربری وتغییر شکل اجزای سازه ای

2-10-1-1-افزایش ابعاد مقطع

2-10-1-2-مسلح کردن اجزای سازه ای

2-10-1-3-پیش تنیدگی

2-10-1-4-تزریق ملات

2-10-2-ایجاد پیکربندی منسجم ومتناسب

2-10-2-1-رفع یا کاهش نامنظمی دربنا

2-10-2-2-اصلاح تناسبات هندسی اجزا

2-10-3-ایجاد سازه های نگهبان

2-10-4-کاهش بارهای قائم وارد برسازه

2-10-5-جداسازی لرزه ای1

2-10-6-سیستم های اتلاف انرژی غیرفعال

استفاده از سیستم بادبندی داخلی وخارجی برای بهسازی لرزه ای

استفاده از سیستم بادبندی داخلی وخارجی برای بهسازی لرزه ای

فصل سوم:خصوصیات معماری ومشخصات سازه ای گنبد سلطانیه

۱-۳ تعریف گنبد

گنبد یک سیستم ساختمانی متداول در معماری ایران قدیم به شمار می رود. استفاده از گنبد در ساختمانهای قدیمی به دلیل مجموعه ای از پارامترهای مثبت و مطلوب گنبد است. در ادامه به تعدادی از این خصوصیات مثبت اشاره می شود:

الف – شکل معماری بدیع و چشم نواز گنبد: گنبد به دلیل شکل منحنی خود بیانگر معنویت و نزدیکی به خداست. لطافت و چشم نوازی گنبد در کنار نقش های زیبای ایجاد شده روی آن باعت می شود که هم از بیرون و هم از درون آن معماری بسیار مطلوبی بدست آید.

ب – وجود مصالح مورد نیاز برای ساخت گنبد در قدیم: بتن مسلح که امروزه در بسیاری از سازه ها به کار می رود مقاومت مورد نیاز در برابر کشش و فشار را فراهم می آورد. در قدیم که بتن مسلح هنوز وجود نداشت، مهندسان و معماران مجبور بودند که به سراغ سیستمهایی بروند که با مصالح قدیمی مانند سنگ، آجر، گچ و… بتوانند آن را اجرایی کنند. مصالحی مانند سنگ و آجر در فشار قوی و در کشش ضعیف هستند. به همین دلیل باید در سازه ای به کار روند که تقریبا تمام تنشهای آن به صورت فشاری باشد. گنبد سیستمی است که قابلیت این را دارد که نیروهای وارد بر خود را به صورت تنش فشاری در آورد و آن را تحمل کند. از این رو گنبد در قدیم همواره یکی از سیستمهای ساختمانی متداول بوده است.

پ – مهارت ایرانیان در ساخت گنبد : معماران و مهندسان ایرانی از قدیم تی حر ویژه ای در ساخت گنبد داشته اند به گونه ای که قدیمی ترین گنبدهای احداث شده در جهان، در ایران ساخته شده اند.

3-1-تعریف گنبد

3-1-1-رفتار سازه ای گنبد

3-2-گنبد سلطانیه

3-2-1-بررسی معماری گنبد سلطانیه

3-2-2-ویژگی های بی نظیر بنا

3-2-3-نقشه های معماری بنا

3-2-4-مشخصات فنی بنا

3-2-5-تزئینات بنا

3-3-اطلاعات کلی درمورد شهر سلطانیه

3-3-1-خصوصیات جغرافیایی واقلیمی شهر سلطانیه

3-3-2-مسائل کلی زمین شناسی

3-3-3-جنس خاک

3-3-4-تکتونیک

3-3-5-هواشناسی،دما،رطوبت سبی ویخبندان

3-3-6-باد

3-3-7-مقوعیت گسلهای منطقه

3-3-8-بررسی زلزله های رخ داده درمنطقه

الف-تیر وستون های سنگی تخت جمشید ب-نمایی از یک پل تاریخی سنگی

الف-تیر وستون های سنگی تخت جمشید ب-نمایی از یک پل تاریخی سنگی

فصل چهارم:مدلسازی

4-2-2-7- مادول

Mesh با توجه به اینکه نرم افزار آباکوس بر پایه روش اجزا محدود بنا نهاده شده است، این مرحله بسیار مهم می باشد. مدول Mesh مدولی است که گسسته سازی مدل هندسی قطعات در آن انجام می شود. در این مدول کل مدل هندسی با استفاده از المان های مناسبب گسسته سازی می شود. نحوه اختصاص دادن خواص مشی مانند دانه بندی، تکنیک های مش بندی و نوع المان ها برای عملیات مش بندی بسیار مهم می باشند. تعداد المان ها یکی از عوامل موثر بر روی پاسخ نهایی مساله می باشد که به عنوان یک معیار کلی می تواند مورد قضاوت قرار بگیرد. از عوامل دیگر، نوع و نحوه ی مش بندی است که می تواند از اندازه و تعداد المان ها مهمتر باشد. در حالت کلی : شکل المان در نرم افزار وجود دارد: آوجهی “، اوجهی غالب ، اوجهی ” و گوه ای و با چندین تکنیک مختلف این مش بندی انجام می پذیرد که مش بندی منظم، سویی پا و آزاد پرکاربردترین نوع این تکنیکها هستند. تا حد امکان سعی میشود از مش بندی منظم استفاده شود و در صورتی که این امکان نباشد، از تکنیک آزاد یا سوییپ استفاده می شود. در بیشتر موارد الگوریتم مدیال اکسیس، مشی شبیه مشی ساختار یافته می دهد و می توان گفت این نوع مش بعد از مش ساختار یافته از دقیق ترین نوع مشی هاست. با بخش بخشی کردن هر Part (پارتیشن بندی) به مرحله ای می رسیم که مش منظم و یک دستی حاصل گردد. مش بندی مناسب نتایج تحلیلی دقیق تری را ارائه می دهد.در ادامه تصویر مش بندی انجام شده در قطعات مختلف می آید.

4-1-بررسی کلی مدلسازی

4-2-نرم افزار مدلاسزی آباکوس

4-2-1-روشهای تحلیل دینامیکی درآباکوس

4-2-2-نحوه مدل سازی

4-2-2-1-مدل sketch و مدول Part

4-2-2-2-مدولPropertyا

4-2-2-3-مدولAssemblyا

4-2-2-4-مدولLoadا

4-2-2-5-مدولStepا

4-2-2-6-مدولEnteraction

4-2-2-7-مدولMeshا

4-3-بررسی نتایج تحلیل مدی

4-4-بررسی نتایج تحلیل استاتیکی

برج کلیسای سنت ماری درتانگرین

برج کلیسای سنت ماری درتانگرین

فصل پنجم:تحلیل دینامیکی طیفی

۱-۲-۵ ترکیب آثار مود ها

حداکثر بازتاب های دینامیکی سازه از قبیل نیروهای داخلی اعضا، تغییر مکان ها، نیروهای طبقات، برش های طبقات و عکس العمل پایه ها در هر مد را باید با روش های آماری شناخته شده، مانند روش جذر مجموع مربعات و یا روش ترکیب مربعی کامل تعیین نمود. در ساختمان های نامنظم در پلان و یا در ساختمان هایی که پیچش در آن ها حائز اهمیت است، روش ترکیب مدها باید در برگیرنده اندرکنش ماده ای ارتعاشی نیز باشد. در این موارد می توان از روش ترکیب مربعی کاملی استفاده نمود.

5-1-مقدمه

5-2-روش تحلیل دینامیکی طیفی با روش تحلیل مدها

5-2-1-ترکیب آثار مودها

5-2-2-طیف طرح استاندارد

5-2-3-طیف طرح ویژه ساختگاه

5-2-4-تحلیل خطر لرزه ای

5-2-4-1-برنامه CRISIS2007

5-2-5-اعمال مقادیر طیف های به دست آمده در دوره بازگشت های مختلف درنرم افزار آباکوس

5-2-6-بررسی نتایج حاصل از تحلیل طیفی

5-2-6-1-زلزله بادروه بازگشت 50 سال

5-2-6-2-زلزله با دوره بازگشت475 سال

5-2-6-3-زلزله با دوره بازگشت 2475 سال

بهسازی کلیسای سن فرانسیس با استفاده از سیستم کنترل غیرفعال

بهسازی کلیسای سن فرانسیس با استفاده از سیستم کنترل غیرفعال

فصل ششم:آزمایش ارتعاش محیطی جهت تعیین مشخصات دینامیکی

6-1-مقدمه

شناسایی تجربی ویژگیهای دینامیکی در سازه های مهندسی عمران به معنی استخراج ویژگیهای دینامیکی یک سیستم (فرکانس ها، نسبت های میرایی و شکل های مودی) از اندازه گیری های دینامیکی است. از این پارامترهای مودال می توان در به روز کردن مدل اجزا محدود، شناسایی و مکان یابی آسیب های احتمالی در سازه ها، بررسی طولانی مدت سلامت سازه ها و ارزیابی ایمنی سازه ها بعد از بارگذاری های شدید مانند زلزله استفاده کرد.

6-1-مقدمه

6-2-انواع آزمایشهای دینامیکی

6-3-آزمایش ارتعاش محیطی

6-3-1-تاریخچه وتحقیقات انجام شده درزمینه آزمایش ارتعاش محیطی

6-3-2-مبانی تئوری آزمایش ارتعاش محیطی

6-3-3-مشخصات دستگاه های استفاده شده درآزمایش ارتعاش محیطی

6-3-3-1-حسگرهای DC

6-3-3-2-کارت داده برداری

6-3-3-3-کابلهای ارتباطی

6-3-4–کالیبراسیون ابزارهای اندازه گیری

6-3-5-خطاهای اندازه گیری

روشهایی برای بهسازی پی

روشهایی برای بهسازی پی

فصل هفتم:پردازش آزمایش ارتعاش محیطی

۱-۷ مقدمه

عوامل محیطی مانند باد، ترافیک و لرزش های خفیف زمین که سیستم را در مودهای مختلف آن به ارتعاش در می آورد، فرایند تصادفی هستند که آن ها را تحت شرایط خاصی می توان مانا، ارگودیک و تصادفی محض به حساب آورد. در این صورت تابع چگالی طیفی آن ها ثابت بوده و با چنین فرضی، ارتعاشاتی که در اثر این عوامل پدید می آیند نیز یک فرایند تصادفی می باشد و تابع چگالی آن در نقاط فرکانس های طبیعی سیستم ماکزیمم است. بدین جهت با اندازه گیری ارتعاشات ناشی از عوامل محیطی و محاسبه تابع چگالی طیفی آن می توان فرکانس های طبیعی آن را محاسبه کرد. همچنین با استفاده از منحنی تابع چگالی بدست می آید.

7-1-مقدمه

7-2-تئوری ارتعاشات تصادفی درآزمایش های دینامیکی

7-2-1-انواع فرم های سیگنال

7-2-2-فرایند تصادفی

7-2-3-فرایند تصادفی مانا

7-2-4-فرایند تصادفی ارگودیک

7-2-5-تابع همبستگی

7-2-6-تابع چگالی طیفی توان

7-3-شناسایی سیستم در آزمایش های ارتعاشی

7-3-1-به دست آوردن فرکانس طبیعی از آزمایش ارتعاش محیطی

7-3-2-استنتاج میرایی

7-3-3-خطاهای پردازش

7-3-3-1-خطای انعکاس فرکانسی

7-3-3-2-خطای طول کوتاه نگاشت

7-3-3-3-خطای نامانا بودن نگاشت

7-3-4-خطاهای تصادفی وانحرافی در محاسبات طیفی

7-4-مراحل انجام آزمایش ارتعاش محیطی

7-5-آزمایش ارتعاش محیطی برروی ساختمان دانشکده عمران دانشگاه صنعتی شریف

7-5-1-پردازش داده های آزمایش روی ساختمان دانشکده عمران

7-6-آزمایش ارتعاش محیطی برروی سازه تاریخی گنبد سلطانیه

7-6-1-آرایش حسگرها

گنبد سلطانیه و طاق کسری

گنبد سلطانیه و طاق کسری

فصل هشتم:تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی

8-4- بررسی نتایج تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی

به منظور بررسی نتایج تحلیلی تاریخچه زمانی غیرخطی تعدادی نقاط کنترلی معرفی می نماییم. دقت می نماییم که این نقاط، برخی نقاط بحرانی سازه را نیز شامل شود. سپس مقادیر متغیرهای مورد نظر در تاریخچه زلزله را، در آن نقاط بررسی می نماییم. متغیرهای موردنظر، تغییر مکان و کرنش پلاستیک می باشند. همچنین با بررسی برخی کانتورها در طی زلزله های مختلف، الگوهای تشکیل ترک، مکان و نحوه پیشرفت آن ها را بررسی می نماییم. محل قرار گیری نقاط کنترلی در شکل ۸-۹ آمده است.

8-1-مدل رفتاری مصالح بنایی

8-1-1-پارامترهای CDP

8-1-1-1-روابط بین تنش وکرنش

8-1-1-2-تسلیم

8-1-2-مقادیر پارامترهای مصالح بنایی سازه گنبد سلطانیه درتحلیل غیرخطی

8-2-مقیاس کردن رکورد زلزله

8-2-1-بررسی شتاب نگاشت

8-2-2-معیارهای انتخاب رکورد زلزله

8-2-3-پارامترهای طیف طرح استاندارد مورد نیاز از آیین نامه2800

8-2-3-1-گروه بندی ساختمان ها برحسب اهمیت

8-2-3-2-نسبت شتاب مبنای طرحAا

8-2-3-3-ضریب بازتاب ساختمانBا

8-3-معرفی رکوردهای شتاب زلزله انتخاب ومقیاس شده

8-4-بررسی نتایج تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی

8-4-1-بررسی تغییرشکل نقاط کنترلی

8-4-2-بررسی کرنش پلاستیک نقاط کنترلی

8-4-3-بررسی محل والگوی ترک های به وجود آمده درزلزله های مختلف

فصل نهم:نتیجه گیری،ارائه طرح بهسازی وپیشنهادها

9-1-نتیجه گیری

9-2-ارائه طرح بهسازی

9-3-پیشنهادها

منابع ومراجع

فهرست شکلها

شکل ۲-۱ – الف : مدل رفتار برشی بناهای تاریخی در برابر بار جانبی، ب – منحنی برش پایه – تغییر مکان بام تحت اثر بار جانبی استاتیکی فزاینده

شکل ۲- ۲- الف – تیر و ستون های سنگی تخت جمشید، ب- نمایی از یک پل تاریخی سنگی

شکل ۲-۳- ارگ بم

شکل ۲-۴- الف – گنبد سلطانیه، ب -طاق کسری

شکل ۲- ۵- روشهایی برای بهسازی پی

شکل ۲-۶- استفاده از سیستم بادبندی داخلی و خارجی برای بهسازی لرزه ای

شکل ۲-۷- ورق های پلیمر الیافی

شکل ۲-۸- مقایسه رفتار الیاف شیشه، کربن، و آرامید

شکل ۲-۹- الف (راست) شمایی از اجزای مختلف به کار رفته در طاق ، ب- نمایی از طاق پس از نصب تقویت کننده ها

شکل ۲-۱۰- تقویت یک ساختمان آجری با استفاده از شبکه پلیمر الیافی

شکل ۲-۱۱- برج کلیسای سنت ماری در تانگرین

شکل ۲-۱۲- قوسی بتن مسلح بنا شده بر روی قوسی قدیمی

شکل ۲-۱۳- بنای تاریخی شهر سالت لیک ایالات متحده

شکل ۲-۱۴- بهسازی کلیسای سن فرانسیس با استفاده از سیستم کنترل غیرفعالی

شکل ۳-۱- نمای کلی گنبد سلطانیه

شکل ۳-۲-پلان طبقه همکف

شکل ۳-۳- پلان طبقه اول

شکل ۳-۴- پلان طبقه دوم

شکل ۳-۵- نمای شرقی بنا

شکل ۳-۶- نمای غربی بنا

شکل ۳-۷- مشخصات پی بنا

شکل ۳-۸- نمونه تزئینات آجری

شکل ۳-۹- نمونه تزئینات گچ بری

شکل ۳-۱۰- تزئینات کاشی کاری

شکل ۳-۱۱- مقرنس تزئین شده به وسیله گج بری

شکل ۳-۱۲- تزئینات رنگ و نقاشی

شکل ۳-۱۳- تزئینات چوبی

شکل ۳-۱۴- تزئینات سنگی

شکل ۳-۱۵- نمایی از شهر و گنبد سلطانیه

شکل ۳-۱۶- تصویر ماهواره ای منطقه

شکل ۳-۱۷- موقعیت شهر در نقشه گسل های ایران

شکل ۴-۱- قرضی ماکرو مدل

شکل ۴-۲- ترسیم دو بعدی و سه بعدی طبقه همکف

شکل ۴-۳- ترسیم دو بعدی و سه بعدی طبقه اولی

شکل ۴-۴- ترسیم دو بعدی و سه بعدی طبقه دوم

شکل ۴- ۵- ترسیم پنجره های طبقه دوم

 شکل ۴-۶- ترسیم دو بعدی و سه بعدی سقف زیر گنبد

شکل ۴-۷- ترسیم دو بعدی و سه بعدی گنبد

 شکل ۴-۸- ترسیم دو بعدی و سه بعدی مسجد

شکل ۴-۹- ترسیم دو بعدی و سه بعدی تربت خانه

شکل ۴-۱۰- مدل یکپارچه

شکل ۴-۱۱- اعمال شرایط مرزی تکیه گاهی برای تحلیل مدی و استاتیکی

شکل ۴-۱۲- مش بندی طبقه همکف و طبقه اول

شکل ۴-۱۳- مش بندی طبقه دوم و سقف زیر گنبد

شکل ۴-۱۴- مش بندی گنبد

شکل ۴- ۱۵- مش بندی مسجد و تربت خانه

شکل ۴-۱۶- مش بندی کل سازه

شکل ۴-۱۷- الف – المان ۴ گرهی، ب-المان ۶ گرهی، پ – المان ۸ گرهی

شکل ۴-۱۸- نمایش گرافیکی مد اول سازه (انتقالی)

شکل ۴-۱۹- نمایشی گرافیکی مد دوم سازه (انتقالی)

شکل ۴-۲۰- نمایش گرافیکی مد سوم سازه (پیچشی)

شکل ۴-۲۱- نمایش کانتور تغییر شکل قائم تحت بارگذاری ثقلی

شکل ۴-۲۲- نمایش توزیع تنش های بیشینه اصلی تحت بارگذاری ثقلی

شکل ۵- ۱- پنجره ورود نقشه های محدوده مطالعه و شهرها

شکل ۵-۲-پنجره مربوط به تعیین محدوده مورد بررسی و شبکه بندی منطقه مربوطه.

شکل ۵-۳- ورود اطلاعات مربوط به هندسه منابع لرزه زا

شکل ۵- ۴- استانهای لرزه ای منطقه مورد بررسی بر اساسی مدل توکلی

شکل ۵-۵ -پنجره مربوط به تخصیصی پارامترهای لرزه خیزی هر منبع لرزه زا

شکل ۵-۶- محیط مربوط به تخصیص مدل و رابطه کاهندگی مربوط به آن

شکل ۵-۷- تعیین مشخصات طیفی

شکل ۵-۸- اختصاصی پارامترهای کلی لرزه ای

شکل ۵-۹- شکل طیفی بیشینه شتاب زمین برای زلزله با دوره بازگشت ۲۴۷۵ سال

شکل ۵-۱۰- نمودار شتاب طیفی بر حسب دوره تناوب برای زلزله با دوره بازگشت های ۵۰، ۴۷۵ و ۲۴۷۵ سال

شکل ۵-۱۱- توزیع تغییر شکل های قائم برای زلزله با دوره بازگشت ۵۰ سال

شکل ۵-۱۲- توزیع تغییر شکل های افقی در راستای محور X برای زلزله با دوره بازگشت ۵۰ سال

شکل ۵-۱۳- توزیع تغییر شکل های افقی در راستای محور ( برای زلزله با دوره بازگشت ۵۰ سال

شکل ۵-۱۴- توزیع تنش بیشینه اصلی برای دوره بازگشت ۵۰ سال

شکل ۵-۱۵- توزیع تغییر شکل های قائم برای زلزله با دوره بازگشت ۴۷۵ سال

شکل ۵-۱۶- توزیع تغییر شکل های افقی در راستای محور ا. برای زلزله با دوره بازگشت ۴۷۵ سال

شکل ۵-۱۷- توزیع تغییر شکل های افقی در راستای محور Y برای زلزله با دوره بازگشت ۴۷۵ سال

شکل ۵-۱۸- توزیع تنش بیشینه اصلی برای زلزله با دوره بازگشت ۴۷۵ سال

شکل ۵-۱۹- توزیع تنش کمینه اصلی برای زلزله با دوره بازگشت ۴۷۵ سال

شکل ۵-۲۰- توزیع تغییر شکل های قائم برای زلزله با دوره بازگشت ۲۴۷۵ سال

شکل ۵-۲۱- توزیع تغییر شکل های افقی در راستای محور X برای زلزله با دوره بازگشت ۲۴۷۵ سال

شکل ۵-۲۲- توزیع تغییر شکل های افقی در راستای محور Y برای زلزله با دوره بازگشت ۲۴۷۵ سال

شکل ۵-۲۳- توزیع تنش بیشینه اصلی برای زلزله با دوره بازگشت ۲۴۷۵ سال

شکل ۵-۲۴- توزیع تنش کمینه اصلی برای زلزله با دوره بازگشت ۲۴۷۵ سال

شکل ۶-۱- الف – برج ناقوس تاریخی در ایتالیا، ب – مدل اجزا محدود ساخته شده

شکل ۶-۲-الف – نمایی از شتاب سنج ، ب – شتاب سنج و کابل متصل به آن

شکل ۶-۳- نمایی از کارت داده برداری

شکل ۶-۴- نمایی از برنامه SIGNAL EXPRESS مرتبط با کارت داده برداری

شکل ۶-۵- نمایی از نوع کابل مورد استفاده در آزمایش

شکل ۷ – ۱- انواع سیگنال ها با توجه به منحنی تاریخچه زمانی

شکل ۷ – ۲- محل قرارگیری حسگرها در آزمایش های مختلف بر روی ساختمان دانشکده عمران

شکل ۷-۳- تاریخچه زمانی شتاب ثبت شده حسگر اول در آزمایش پنجم

شکل ۷-۴- نحوه عملکرد فیلتر

شکل ۷ – ۵- تاریخچه زمانی شتاب حسگر اول در آزمایش پنجم پس از فیلتر شدن

شکل ۷-۶- نمودار تابع چگالی طیفی توان بر حسب فرکانس داده های زمانی فیلتر شده

شکل ۷-۷- تاریخچه زمانی شتاب ثبت شده حسگر سوم در آزمایش چهارم

شکل ۷-۸- تاریخچه زمانی شتاب پس از فیلتر شدن حسگر سوم در آزمایش چهارم

شکل ۷-۹ – نمودار تابع چگالی طیفی توان بر حسب فرکانس داده های زمانی فیلتر شده حسگر سوم در آزمایش چهارم

شکل ۷-۱۰- الف – استقرار و اتصال دستگاه به حسگرها و لپ تاپ، ب – اتصال حسگر به سازه

شکل ۷-۱۱- محل قرارگیری حسگرها در پلان در طبقه اول بنای سلطانیه

شکل ۷-۱۲- محل قرار گیری حسگرها در ارتفاع بنای سلطانیه

شکل ۷-۱۳- فیلتر پایین گذر طراحی شده برای پالایش داده ها

شکل ۷-۱۴- تاریخچه زمانی شتاب ثبت شده خام از قسمت چهارم از حسگر اول در آزمایش نهم

شکل ۷ – ۱۵- تاریخچه زمانی شتاب به دست آمده از قسمت چهارم از حسگر اول در آزمایش نهم پس از از بین بردن خطای انحراف داده ها

شکل ۷-۱۶- تاریخچه زمانی شتاب ثبت شده به دست آمده از قسمت چهارم از حسگر اول در آزمایش نهم پس از فیلتر کردن

شکل ۷-۱۷- تابع چگالی طیفی توان به دست آمده از قسمت چهارم از حسگر اول در آزمایش نهم

شکل ۷-۱۸- تابع خودهمبستگی به دست آمده از قسمت چهارم از حسگر اول در آزمایش دوازدهم

شکل ۷-۱۹- تاریخچه زمانی شتاب ثبت شده خام از قسمت چهارم از حسگر اول در آزمایش دوازدهم

شکل ۷-۲۰- تاریخچه زمانی شتاب به دست آمده از قسمت چهارم از حسگر اول در آزمایش دوازدهم پس از از بین بردن خطای انحراف داده ها

شکل ۷-۲۱- تاریخچه زمانی شتاب ثبت شده به دست آمده از قسمت چهارم از حسگر اول در آزمایش دوازدهم پس از فیلتر کردن

شکل ۷-۲۲- تابع خودهمبستگی به دست آمده از قسمت چهارم از حسگر اول در آزمایش دوازدهم

شکل ۷-۲۳- تابع چگالی طیفی توان به دست آمده از داده های فیلتر شده قسمت هفتم حسگر اول در آزمایش دوازدهم

شکل ۸-۱ – منحنی تنش-کرنش مصالح بنایی در حالت کششی تک محوری

شکل ۸- ۲- منحنی تنش-کرنش مصالح بنایی در حالت فشار تک محوری

شکل ۸-۳- ایجاد منحنی تنش کرنش مصالح بنایی در فشار

شکل ۸-۴- ایجاد منحنی تنش کرنش مصالح بنایی در کششی

شکل ۸-۵- نمودار تنش-کرنش مصالح بنایی سازه سلطانیه در فشار

شکل ۸-۶- نمودار تنش-کرنش مصالح بنایی سازه سلطانیه در کششی

شکل ۸-۷- تاریخچه شتاب اعمال شده در جهت ا. به سازه گنبد سلطانیه

شکل ۸-۸- تاریخچه شتاب اعمال شده در جهت Y به سازه گنبد سلطانیه

شکل ۸-۹- نقاط کنترلی معرفی شده به نرم افزار

شکل ۸-۱۰- تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترل ۱ (نوک گنبد) در جهت افقی در زلزله IIECTORMINE

شکل ۸-۱۱- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترل ۱ (نوک گنبد) در جهت افقی در زلزله KOBE

شکل ۸-۱۲- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترل ۱ (نوک گنبد) در جهت افقی در زلزله اKOCAEL

شکل ۸-۱۳- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترل ۱ (نوک گنبد) در جهت افقی در زلزله LOMA PRIETA

شکل ۸-۱۴- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترل ۱ (نوک گنبد) در جهت افقی در زلزله NORTHRIDGE

شکل ۸-۱۵- تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترل ۱ (نوک گنبد) در جهت افقی در زلزله SANFERNANDO

شکل ۸-۱۶- تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترل ۱ (نوک گنبد) در جهت افقی در زلزله RIULI

شکل ۸-۱۷- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترل ۲ در جهت افقی در زلزله HECTORMINE

شکل ۸-۱۸-تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترل ۲ در جهت افقی در زلزله KOBE

شکل ۸-۱۹- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترل ۲ در جهت افقی در زلزله اKOCAEL

شکل ۸-۲۰- تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترل ۲ در جهت افقی در زلزله LOMA PRIETA

شکل ۸-۲۱- تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترل ۲ در جهت افقی در زلزله SAN FERNANDO

شکل ۸-۲۲- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترل ۲ در جهت افقی در زلزله NORTHR/DGE

شکل ۸-۲۳- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترل ۲ در جهت افقی در زلزله FRIULI

شکل ۸-۲۴- تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترل ۳ در جهت افقی در زلزله HECTORMINE

شکل ۸-۲۵- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترل ۳ در جهت افقی در زلزله KOBE

شکل ۸-۲۶- تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترلی ۳ در جهت افقی در زلزله KOCAELI

شکل ۸-۲۷- تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترل ۳ در جهت افقی در زلزله LOMA PRIETA

شکل ۸-۲۸- تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترلی ۳ در جهت افقی در زلزله NORTHR/DGE

شکل ۸-۲۹- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترلی ۳ در جهت افقی در زلزله SAN FERNANDO

شکل ۸-۳۰- تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترلی ۳ در جهت افقی در زلزله RIUL1

شکل ۸-۳۱- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترلی ۴ در جهت افقی در زلزله HECTORMINE

شکل ۸-۳۲- تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترلی ۴ در جهت افقی در زلزله KOBE

شکل ۸-۳۳- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترل ۴ در جهت افقی در زلزله KOCAELI

شکل ۸-۳۴- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترلی ۴ در جهت افقی در زلزله LOM APRIETA

شکل ۸-۳۵- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترل ۴ در جهت افقی در زلزله NORTHRIDGE

شکل ۸-۳۶ – تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترل ۴ در جهت افقی در زلزله SAN FERNANDO

شکل ۸-۳۷- تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترلی ۴ در جهت افقی در زلزله FRIULI

شکل ۸-۳۸- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترل ۵ در جهت افقی در زلزله HECTORMINE

شکل ۸-۳۹- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترل ۵ در جهت افقی در زلزله KOBE

شکل ۸-۴۰- تاریخچه تغییر مکان نقطه کنترل ۵ در جهت افقی در زلزله LOM APRIETA

شکل ۸-۴۱- تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترل ۵ در جهت افقی در زلزله NORTHRIDGE

شکل ۸-۴۲- تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترل ۵ در جهت افقی در زلزله SANFERNANDO

شکل ۸-۴۳- تاریخچه تغییرمکان نقطه کنترل ۵ در جهت افقی در زلزله FRIULI

شکل ۸-۴۴-تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۱ در زلزله HECTORMINE

شکل ۸-۴۵- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۱ در زلزله KOBE

شکل ۸-۴۶- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۱ در زلزله KOCAELI

شکل ۸-۴۷- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۱ در زلزله I.OMA PRIETA شکل ۸-۴۸- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۱ در زلزله FRIULI

شکل ۸-۴۹- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۲ در زلزله IECTORMINE

شکل ۸-۵۰- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۲ در زلزله KOBE

شکل ۸-۵۱- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۲ در زلزله KOCAELI

شکل ۸-۵۲- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۲ در زلزله LOMA PRIETA

شکل ۸-۵۳- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترلی ۲ در زلزله اFRIUL

شکل ۸-۵۴- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۳ در زلزله HECTORMINE.

شکل ۸-۵۵- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۳ در زلزله KOBE

شکل ۸-۵۶- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۳ در زلزله اKOCAEL

شکل ۸-۵۷- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترلی ۳ در زلزله LOMA PRIETA

شکل ۸-۵۸- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۳ در زلزله f”RIUL1

شکل ۸-۵۹- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترلی ۴ در زلزله HECTORMINE

شکل ۸-۶۰- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترلی ۴ در زلزله KOBE

شکل ۸-۶۱- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۴ در زلزله اKOCAEL

شکل ۸-۶۲- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترلی ۴ در زلزله LOMA PRIETA

شکل ۸-۶۳- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۴ در زلزله FRIULI

شکل ۸-۶۴- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۵ در زلزله HECTORMINE

شکل ۸-۶۵- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۵ در زلزله KOBE

شکل ۸-۶۶- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۵ در زلزله KOCAELI

شکل ۸-۶۷- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۵ در زلزله LOMA PRIETA

شکل ۸-۶۸- تاریخچه کرنش پلاستیک اصلی فشاری و کششی نقطه کنترل ۵ در زلزله FRIULI

شکل ۸-۶۹- بررسی الگوی ترک به وجود آمده در طی تاریخچه زلزله HECTORMINE

شکل ۸-۷۰- مقایسه محلی تشکیل ترک در محل پنجره طبقه دوم با مدل اجزا محدود

شکل ۸-۷۱- مقایسه محل تشکیل ترک در میانه دیوار طبقه دوم با مدل اجزا محدود

شکل ۸- ۷۲- مقایسه محل تشکیل ترک در محل پنجره طبقه سوم با مدل اجزا محدود

فهرست جداول

جدول ۲-۱ – خواص مکانیکی مصالح

جدول ۴-۱- تعریف مشخصات مصالح برای تحلیل استاتیکی و مدی

جدول ۵-۱- مدلهای مختلف تقسیم بندی لرزه ای ایران

جدول ۵-۲-پارامترهای لرزه خیزی برای نواحی مورد مطالعه بر اساس مدل توکلی

جدول ۵- ۳- ضرایب کاهندگی برای شتاب طیفی و میرایی ۵٪

جدول ۶-۱- مقایسه ویژگی های دینامیکی برج ناقوس ایتالیا با روش ارتعاش محیطی و اجزا محدود

جدول ۶-۲- ویژگی های دینامیکی بناهای تاریخی با روش ارتعاش محیطی جدول ۶-۳- مشخصات شتاب سنج ها

جدول ۷-۱- فرکانس های سازه دانشکده عمران شریف به دست آمده از آزمایش محیطی

جدول ۷ – ۲- فرکانس های سازه دانشکده عمران شریف به دست آمده از آزمایشی ارتعاش اجباری و محیطی

جدول ۷-۳- مقایسه فرکانس های طبیعی سازه به دست آمده از آزمایش ارتعاش محیطی و مدل اجزامحدود

جدول ۸-۱ – ضریب اهمیت سازه ها

جدول ۸-۲- نسبت شتاب مبنای طرح

جدول ۸-۳- مقادیر پارامترها

جدول ۸-۴- تعیین نوع زمین ساختگاه

جدول ۸- ۵- معرفی ویژگی های کلی رکوردهای زلزله اعمال شده به مدل

جدول ۸-۶- بیشینه تغییر شکل نقاط کنترلی در زلزله های مختلف و میانگین آن ها


Abstract:

Health monitoring of historic structures because of their cultural and economic importance is of great interest; also modeling and investigating the behavior of these structures is needed in rehabilitation procedures. Soltaniye Dome is one of the important masterpieces of Persian-Islamic historic architecture which is constructed during 14th century (1302-1312 AD). The Soltaniye building has an octagonal framework and a great dome. The dome has a diameter of 25 meters and total height of structure is about 54 meters. In this study, the macro modeling of Soltaniye building is performed using finite element software. In order to verify the modeled structure, ambient vibration tests are performed on the building. After verification of the model, static and modal analysis is employed to investigate the behavior of structure. Also, the seismic hazard analysis is performed on Soltaniye area and the results are used for spectral analysis of structure at three risk levels. Finally, the nonlinear time history dynamic analysis is performed regarding nonlinearities in materials of structure. The study reveals that the structure is stable undergravity loading but the building is very vulnerable to seismic loading and rehabilitation of structure is needed. Suggestions for rehabilitating the building are presented based on the results of analysis,

Keywords: Historic Structures, Soltaniye Dome, Masonry, FE Model, Ambient Wibration test, Dynamic Spectral Analysis, Nonlinear Time History Dynamic Analysis


تعداد صفحات فایل : 170

مقطع : کارشناسی ارشد

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

خرید فایل pdf و سفارش فایل word

قبل از خرید فایل می توانید با پشتبانی سایت مشورت کنید