انتخاب صفحه

فهرست مطالب
فصل 1: مقدمه

در سالهای اخیر فلسفه روش¬های سنتی که در طراحی سازه در مقابل مخاطرات طبیعی بر مبنای آنها صورت میگرفت، دچار تغییرات عمده¬ای شده است. تخریب گسترده سازه¬های طراحی شده بر مبنای آئین¬نامه¬های قدیمی در زلزله¬های اخیر، پیشرفت¬های به وجود آمده در روشهای تحلیل و نیازهای عملکردی پیچیده¬تر مورد انتظار صنایع ساختمانی منجر به معرفی روشهای موثرتری در طراحی سازه¬ها شده¬است. یکی از این روش¬ها که در بسیاری از آئین¬نامه¬ها وجود دارد و سبب ساده-سازی مراحل طراحی میشود، روش تحلیل استاتیکی معادل میباشد که در آن نیروهای طراحی به وسیله ضریب رفتار کاهش داده میشوند. این روش بر این فرض استوار است که مقاومت سازه از مقداری که طراحی بر اساس آن صورت میگیرد، بزرگتر است و به علاوه سازه تحت زلزله با ورود به مرحله غیر خطی، بخشی از انرژی زلزله را جذب می¬کند. طراحی لرزه¬ای مطلوب برای ساختمان را می¬توان دستیابی به سازه¬ای با عملکرد مطلوب، به مفهوم امکان ایجاد خسارت کنترل شده و از قبل پیش¬بینی شده در حین زلزله برای ساختمان دانست ضمن آنکه تخمین نادرست مشخصات زلزله و رفتار سازه و عملکرد آن در مواجهه با زلزله از دلایل مهم آسیب¬های شدید وارد بر سازه میباشد. به جهت شناخت هر چه بهتر این مشخصات و ویژگی ها، در قبال روش¬های تجویزی مرسوم در آئین¬نامه¬های پیشین که طراحی را بر اساس نیروهای کاهش یافته زلزله بیان میکرد، آئین¬نامه¬های طراحی و بهسازی لرزه¬ای ارائه گردید که طبق آن طراحی لرزه¬ای سازه به روش طراحی بر اساس عملکرد پیشنهاد میگردد.
به دلیل غیر اقتصادی بودن رفتار الاستیک سازه تحت زلزله، هدف اصلی در طراحی لرزه¬ای ساختمان¬ها بر این مبناست که رفتار ساختمان، در مقابل نیروی ناشی از زلزله¬های کوچک بدون خسارت و در محدوده خطی مانده و در مقابل نیروهای ناشی از زلزله شدید، ضمن حفظ پایداری کلی خود، خسارت¬های سازه¬ای و غیر سازه¬ای را تحمل کند. به همین دلیل مقاومت لرزه¬ای که مورد نظر آئین¬نامه¬های طراحی در برابر زلزله است، عموما کمتر و در برخی موارد، خیلی کمتر از مقاومت جانبی مورد نیاز برای حفظ پایداری سازه در محدوده ارتجاعی، در یک زلزله شدید است. بنابر این، رفتار سازه¬ها به هنگام رخداد زلزله های متوسط و بزرگ وارد محدوده غیر ارتجاعی میگردند و برای طراحی آنها نیاز به یک تحلیل غیر ارتجاعی است. ولی به دلیل پر هزینه بودن این روش و عدم گستردگی برنامه¬های غیر ارتجاعی و سهولت روش ارتجاعی، روشهای تحلیل و طراحی متداول، بر اساس تحلیل ارتجاعی مورد نیاز عموما با استفاده از ضرایب کاهش مقاومت انجام میشود[2].
یکی از مشکلات موجود در زمینه ضریب رفتار در آئین¬نامه¬های قدیمی، مربوط به تجربی بودن مقادیر پیشنهاد شده بود. یعنی با وجود اینکه ضرایب رفتار تعیین شده در آئین¬نامه¬های لرزه¬ای در نظر داشتند بیانگر رفتار هیستریک، شکل پذیری، مقاومت افزون، میرایی و ظرفیت استهلاک انرژی باشند، مقادیر این ضرایب در آئین نامه های زلزله، اصولا بر اساس مشاهدات عملکرد سیستم¬های ساختمانی مختلف، در زلزله¬های قوی گذشته، بر مبنای قضاوت مهندسی بود. بر این اساس، پژوهش¬های زیادی در این زمینه صورت گرفت تا مقادیری مبتنی بر مطالعات تحقیقاتی و پشتوانه محاسباتی در آئین¬نامه¬های زلزله بیان شود که در نهایت منجر به اصلاح این ضرایب بر اساس مطالعات علمی شد.
ضریب رفتار اولین بار در گزارش 06-3 ATC در سال 1978 ارائه گشت. در این گزارش، مقادیر پیشنهاد شده برای ضریب رفتار بر اساس نظر مجموعه¬ای از مهندسان خبره استوار بود. به همین دلیل روش مشخصی برای تعیین مقدار آن ارائه نشده بود. همچنین در مقررات NEHRP مربوط به سالهای 1997 و 2000 (FEMA369 و FEMA303) که الهام گرفته از 06-3 ATC بود، بر تجربی بودن ضرایب کاهش تاکید شده است[11و13]. در برخی از آئین نامه های طراحی لرزه¬ای، مطلبی ناظر در محاسبه این ضرایب ارائه شده، حال آن که در بیشتر آئین¬نامه¬ها مقادیر آنها بر مبنای قضاوت مهندسی، تجربه و مشاهده عملکرد ساختمان¬ها در زلزله¬های گذشته و چشم پوشی از تراز مقاومت افزون آن¬ها استوار است[15]. از این رو و با توجه به مطالب فوق، ارزیابی ضرایب رفتار و بررسی ارتباط میان پارامترهای مؤثر در آن برای سازه¬هایی که مطابق آئین¬نامه¬های طراحی میشوند، اهمیت ویژه¬ای دارد. لذا در اکثر آئین¬نامه¬های طراحی لرزه¬ای جدید، روش¬های تعیین آن ذکر شده است.
در این پژوهش بر خلاف آئین¬نامه ایران، ضرایب رفتار برای فهم بهتر به اجزای تشکیل دهنده آن تجزیه میشود. البته امروزه در اکثر آیین¬نامه¬ها، به جای تعریف یک مقدار معین برای یک نوع قاب سازه¬ای، اجزای ضریب رفتار برای قاب¬های با شکل¬پذیری¬های مختلف و بسته به لرزه¬خیزی منطقه تعریف می شوند، که از جمله آن¬ها میتوان به آیین¬نامه کانادا اشاره نمود.
با توجه به تحولات زیادی که از زمان تدوین آئین¬نامه ایران در طرح ساختمان¬ها در برابر زلزله (استاندارد 2800) در سال 1366 تاکنون در امر مهندسی زلزله صورت گرفته است و نیز با وجود کاربرد وسیع این آئین¬نامه در طراحی ساختمان¬های مختلف کشور، آگاهی از محتوای این آئین¬نامه و مفاهیم آن امری مهم میباشد. تدوین اغلب آیین¬نامه های کاربردی طرح لرزه¬ای ساختمان¬ها، با هدف جلوگیری از تلفات جانی و خسارات احتمالی و نیز دستیابی به طرحی اقتصادی برای سازه انجام گرفته¬است. از جمله عوامل تأثیر¬ گذار در دستیابی به این هدف می¬توان به دو عامل مقاومت و شکل¬پذیری سازه اشاره کرد. عوامل مذکور از مهمترین پارامترهای موثر در طراحی لرزه¬ای بسیاری از آئین¬نامه¬ها، از جمله استاندارد 2800 است. تأمین این دو پارامتر در روش طراحی آئین¬نامه¬های مذکور با توجه به برآورد اهداف مورد نظر این آئین¬نامه¬ها در زلزله¬های خفیف، متوسط و شدید میباشد. این اهداف با توجه به انتظاراتی که از رفتار سازه¬ها در هنگام وقوع زلزله¬هایی که ممکن است در طول مفید ساختمان اتفاق بیافتد و نیز میزان خسارات احتمالی وارده به سازه در حین زلزله در نظر گرفته شده¬است.
در دهه¬های اخیر با بررسی نتایج زمین لرزه¬های پیشین و خسارات وارده به سازه¬های موجود، پرداختن به مفاهیم شکل¬پذیری بیش از پیش مورد توجه محققین قرار گرفته¬است. از آن جمله، پس از وقوع زلزله در شهر سان¬فرناندو در ایالات کالیفرنیای آمریکا در سال 1971 و با توجه به خرابی¬های زیاد ایجاد شده در اثر این زلزله، تحولات بسیاری در ضوابط آیین¬نامه¬های طراحی لرزه-ای آمریکا حاصل گردید و مفاهیم شکل¬پذیری مورد توجه ویژه قرار¬گرفت. همچنین بررسی¬ها بر علل خرابی¬های زلزله¬های رخ داده در سال¬های اخیر از جمله زلزله¬ی نور¬تریج (لس آنجلس) در سال 1993، زلزله¬ی سال 1994 در کوبه (ژاپن) و نیز زلزله رودبار¬– منجیل (ایران) در سال 1369 اهمیت قابلیت شکل¬پذیری سازه در استهلاک انرژی زلزله را نمایان ساخت و ضوابط طراحی بسیاری از آیین¬نامه¬های لرزه¬ای با نگرشی جدید در جهت تأمین این پارامتر در سازه مورد باز بینی و تحول قرار گرفت.
در آئین¬نامه¬های موجود طراحی لرزه¬ای نیز استفاده از قابلیت جذب انرژی زلزله با در نظر گرفتن رفتار غیر¬خطی سازه از اهداف اصلی طراحی میباشد. از آنجا که تعیین دقیق ظرفیت تغییر شکل سازه مستلزم تحلیل¬های غیر خطی سازه بوده و با توجه به زمان بر بودن این نوع تحلیل¬ها و از طرفی سهل بودن آنالیزهای خطی نسبت به تحلیل¬های غیر خطی، در این آئین¬نامه¬ها به صورت کلی برای سیستم¬های مختلف سازه¬ای ضرایب کاهنده¬ای موسوم به ضریب رفتار (R) ارائه گردیده-است که این ضرایب به منظور کاهش نیروهای زلزله با در نظر گرفتن عملکرد غیر خطی سازه¬ها میباشد. تعیین ضریب مذکور در آئین¬نامه¬های طراحی لرزه¬ای با توجه به عوامل متعددی از جمله شکل¬پذیری سازه، اضافه مقاومت، میرایی و نیز ضرایب اطمینان بکار گرفته شده در ضوابط طراحی ساختمان¬ها می¬باشد. بدین ترتیب در این آئین¬نامه¬ها اجازه داده میشود با استفاده از این قابلیت سازه و بکارگیری ضرایب فوق الذکر، سازه را برای نیرویی به مراتب کوچکتر از نیروی واقعی زلزله طرح نمود. در این آئین¬نامه¬ها این ضرایب با توجه به مشخصات سازه مورد نظر، به لحاظ سیستم باربر جانبی، مشخص و در قالب جداولی به عنوان ضرایب کاهش نیروی پیشنهادی آئین¬نامه، به منظور تعیین نیروی زلزله طراحی سازه در اختیار طراح قرار داده شده¬است.

1-1-مقدمه………………………………………………………………………….. 8

فصل 2: مروری بر ادبیات موضوع

تأمین عملکرد مناسب سازه در هنگام زلزله از مهمترین اهداف در طراحی ساختمان¬های مقاوم در برابر زلزله می¬باشد. بر این اساس در آئین¬نامه¬های طراحی سازه¬ها به معیارهای مقاومت، سختی و شکل¬پذیری توجه ویژه¬ای گردیده و ضوابط طراحی با در نظر گیری این پارامترها عنوان شده است. با توجه به اهمیت قابلیت شکل¬پذیری سازه در استهلاک انرژی زلزله جذب شده، در آئین¬نامه¬های موجود طراحی ساختمان¬ها در برابر زلزله، موضوع شکل¬پذیری سازه بسیار مورد توجه است به طوری¬ که در آئین¬نامه¬های طراحی لرزه¬ای بر اساس نیروی کاهش یافته، با فرض وجود چنین قابلیتی در سازه، در هنگام تعیین مقدار نیروی زلزله طراحی به منظور تأمین مقاومت سازه، به طراح اجازه داده میشود مقدار نیروی وارده در اثر زلزله در حالت الاستیک سازه، با اعمال یک ضریب (R) کاهش داده شود و طراحی لرزه¬ای سازه با نیرویی کمتر از نیروی واقعی زلزله انجام-گیرد. در حالیکه در نسل جدید آئین¬نامه¬های طراحی و بهسازی لرزه¬ای، این قابلیت در سطح اعضاء مورد توجه قرار میگیرد. در این فرآیند تلاش میشود مقاومت¬های مورد نیاز سازه در قبال نیرو¬های واقعی زلزله برآورد گردد. آنگاه با توجه به رفتار واقعی اعضاء تحت اثر نیروهای وارده و با در نظر گیری کلیه پارامترهای اثرگذار، از جمله مصالح و هندسه، شکل پذیری متناظر با هر تلاش در هر المان برآورد گردیده و بر این اساس وضعیت سازه در مواجهه با زلزله بررسی میگردد.
با توجه به اهمیت ضریب کاهش نیرو در اثر شکل¬پذیری، در تعیین نیروی زلزله در روش طراحی لرزه¬ای بر اساس نیروی کاهش¬یافته و از طریق دیگر ضریب شکل¬پذیری عضو (m) به عنوان معیار سنجش و ارزیابی وضعیت اعضاء در روش طراحی بر اساس عملکرد، در این فصل از پایان¬نامه در ابتدا به نحوه نگرش دو شیوه طراحی لرزه ای در استفاده از قابلیت شکل پذیری سازه و مقایسه این دو روش پرداخته، سپس مفاهیم شکل¬پذیری مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت به بررسی و مرور یافته¬های محققین در زمینه تعیین شکل¬پذیری سازه و ارزیابی¬های صورت گرفته در این زمینه پرداخته شده است.
2-2-روش طراحی لرزه ای بر اساس روش تجویزی
علیرغم پیشرفت¬های وسیع سال¬های اخیر در طراحی سازه¬های مقاوم در برابر زلزله که مبنای استفاده از روش¬های طراحی براساس تغییرمکان استوار است، همچنان در بسیاری از آیین¬نامه¬های طراحی لرزه¬ای مرسوم، از جمله آئین¬نامه¬ی لرزه¬ای رایج ایران (استاندارد 2800)، روش¬های مورد استفاده بر پایه¬ی معیار¬های طراحی براساس نیرو می¬باشد.
در تعیین مقدار نیروی زلزله طراحی برای تامین مقاومت سازه، این آیین¬نامه ها¬اجازه می¬دهند مقدار نیروی وارده به سازه در اثر زلزله، با یک ضریب کاهش داده شود. بدین ترتیب شتاب¬های طیفی در طیف الاستیک طرح در حد نهایی بر ضریب مذکور تقسیم شده و طیف دیگری به نام طیف غیرالاستیک طرح به دست می آید. بنابراین با تقسیم نیروهای به دست آمده از آنالیز خطی به ضریب رفتار، می توان به نیروی کمتر طراحی دست یافت و سازه را با نیروی کاهش یافته ی زلزله، طراحی نمود.
مبنای اصلی در کاهش نیرو در این روش طراحی، بر فرض عملکرد مطلوب سازه به علت قابلیت شکل¬پذیری و نیز وجود اضافه مقاومت در سازه طرح شده بوده که باعث افزایش توانایی سازه در جذب و استهلاک انرژی زلزله می شود. بنابر این نقش ضریب کاهش نیرو و پارامترهای تأثیر گذار در تعیین و کنترل این ضریب، از مبانی اصلی طراحی لرزه¬ای ساختمان¬ها در این آئین¬نامه¬ها میباشد[7].
مقدار ضریب تصحیح نیروی زلزله در این روش طراحی، متأثر از پارامتر¬هایی همچون شکل¬پذیری سازه، اضافه مقاومت سازه، درجه نامعینی سازه و ضریب تنش مجاز می باشد که به منظور کاهش نیروی الاستیک زلزله تا سطح نیروی طراحی، در روند محاسبه نیروی زلزله طراحی اعمال می گردد. از آنجاکه در آنالیز و طراحی سازه به روش فوق¬الذکر از نیروی زلزله کوچکتری استفاده می شود، تغییر مکان¬های حاصل از آنالیز سازه به این روش، مقادیری کوچکتر از واقعیت به دست می دهد. لذا به منظور کنترل تغییر مکان¬های سازه در حین زلزله، لازم است تا تغییر مکان¬های حاصل از چنین آنالیزی افزایش یافته تا نمایانگر تغییر مکان¬های واقعی ایجاد شده در سازه در اثر زلزله-های شدید باشد. بدین منظور در اغلب آیین¬نامه¬های طراحی لرزه¬ای از یک ضریب تشدید تغییر مکان (متناظر با ضریب¬ ¬ در استاندارد 2800) استفاده شده و بدین ترتیب مقدار تغییر مکان واقعی سازه در مواجهه با زلزله محاسبه و با مقدار مجاز عنوان شده در این آیین¬نامه¬ها کنترل می گردد.
همانطور که اشاره شد، در آئین¬نامه¬های طراحی لرزه¬ای به روش تجویزی، ضریبی با عنوان ضریب رفتار معرفی میشود در حالی که درک رفتار واقعی یک سازه نیازمند انجام تحلیل غیر خطی است، با این ضریب میتوان نیروهای مورد نیاز طراحی را، با استفاده از تحلیل ساده استاتیکی خطی محاسبه نمود. برای تعیین ضریب رفتار و فهم درستی از مقادیر حاصله، نیاز است که عوامل مؤثر و تشکیل دهنده آن مشخص شوند. نتیجه پژوهش¬های زیادی که در اوایل دهه 1980 (نتایج مطالعات Elnashai و همکاران [7] و طاهری بهبهانی[3]) انجام شد، منجر به تجزیه R به عوامل تشکیل دهنده آن گردید. پژوهشگران در ATC-19، فرمول بندی جدیدی را برای R پیشنهاد کرده اند که به صورت حاصل ضرب سه عامل است[19].

132-1-مقدمه………………………………………………………………………….. 13
2-2-روش طراحی لرزه ای بر اساس روش تجویزی…………………………….. 14
2-2-1-عوامل مؤثر بر ضریب کاهش نیروی زلزله…………………………………. 17
2-2-1-1-شکل پذیری………………………………………………………………. 18
2-2-1-1-1-ضریب شکل پذیری کلی سازه……………………………………….. 19
2-2-1-1-2-ضریب کاهش بر اثر شکل پذیری…………………………………….. 20
2-2-1-2-مقاومت افزون……………………………………………………………. 25
2-2-1-2-1-ضریب مقاومت افزون………………………………………………….. 26
2-2-2-شکل پذیری در روش طراحی براساس روش تجویزی…………………. 29
2-3-روش طراحی لرزه¬ای براساس عملکرد سازه…………………………… 30
2-3-1-فواید طراحی براساس عملکرد…………………………………………… 31
2-3-2-شکل¬پذیری در روش طراحی براساس عملکرد………………………. 32
2-3-3-معیارهای پذیرش اعضا در روش طراحی براساس عملکرد……………. 34
2-3-4-فلسفه ی طراحی براساس عملکرد…………………………………….. 35
2-4-مروری بر یافته های دیگر محققین…………………………………………… 36
2-4-1-تحقیقات طاهری بهبهانی…………………………………………………. 36
2-4-2-تحقیقات Repapis و همکاران……………………………………………. 37
2-4-3-تحقیقات Kunnath و همکاران…………………………………………… 38
2-4-4-تحقیقات Elnashai و همکاران…………………………………………… 39
2-5-جمع بندی و نتیجه گیری……………………………………………………. 40

فصل 3: روش تحقیق

در این تحقیق رفتار 3 ساختمان فولادی منظم 3 ، 5 و 7 طبقه با پلان و بار گذاری مشابه و سیستم قاب ساده بهمراه مهاربند هم محور مورد بررسی قرار گرفته است. در این ارزیابی ابتدا مدل سه بعدی سازه تحت بارهای ثقلی و جانبی در نرم افزار ساخته شده¬است بر این اساس با توجه به مدل سازه و نتایج تحلیل خطی تحت بارهای وارده و براساس ضوابط طراحی لرزه¬ای مرسوم کشور استاندارد 2800 طراحی سازه براساس ضوابط طراحی آیین¬نامه¬ی طراحی ساختمان¬های فولادی ایران انجام گرفته و جزئیات مربوط به اعضای سازه مشخص گردیده¬است. سپس به منظور بررسی رفتار لرزه¬ای سازه، آنالیز استاتیکی غیر خطی سازه¬ها مورد توجه قرار گرفته است. در مدلسازی اخیر بار لرزه¬ای براساس ضوابط دستورالعمل بهسازی لرزه¬ای ساختمان های موجود، نشریه 360، تعیین و به سازه وارد شده است. همچنین منحنی رفتاری اعضا براساس مقاطع انتخابی در مرحله طراحی سازه¬ها و نیز ضوابط عنوان شده در دستورالعمل مذکور تعیین و در نرم افزار تعریف گردیده است.
به طور کلی در این فصل از پایان نامه، مبانی مربوط به روش طراحی لرزه¬ای مرسوم کشور و نیز بررسی نحوه عملکرد سازه تحت زلزله عنوان گردیده و محاسبات مربوطه برای سازه¬های مورد مطالعه انجام گرفته¬است. همچنین مشخصات سازه¬های مورد مطالعه، جزئیات مربوط به طراحی اولیه سازه¬ها، روش تحقیق و نیز نحوه ارزیابی سازه¬ها با توجه به نتایج تحلیل استاتیکی غیر خطی، ارائه گردیده است.

3-2-معرفی نمونه ها
در این تحقیق، نمونه ها با تعداد طبقات مختلف، شرایط ساختگاهی و بارگذاری ثقلی یکسان انتخاب شده¬اند. سازه¬های مورد مطالعه، فولادی و سیستم سازه¬ای در نظر گرفته شده برای آنها، سیستم قاب ساده فولادی بهمراه مهاربند هم محور می¬باشد. در بررسی سازه¬های مورد مطالعه در مرحله اول، طراحی سازه براساس آیین¬نامه طراحی ساختمان¬های فولادی ایران انجام گرفته و در مرحله دوم، ارزیابی و بررسی رفتار و عملکرد سازه براساس روش عنوان شده در دستورالعمل بهسازی لرزه¬ای صورت گرفته است.
در ادامه ابتدا فرضیات صورت گرفته در طراحی اولیه سازه¬ها عنوان گردیده است. سپس جزئیات و محاسبات انجام گرفته در خصوص طراحی لرزه¬ای سازه¬ها تشریح شده¬است. در این بخش خلاصه¬ای از نتایج طراحی برای المان¬های تیر و ستون سازه¬های مورد مطالعه ارائه گردیده¬است.

3-2-1-تعیین جزئیات سازه ای
3-2-1-1-مدلسازی و هندسه
بررسی بر روی سه ساختمان فولادی با تعداد طبقات 3 ، 5 و 7 طبقه و سیستم باربر قاب مهاربندی شده انجام گرفته است. در هر سه نمونه پلان طبقات و نیز نحوه توزیع بار کف به تیرها در طبقات مشابه و مطابق شکل (3-1) در نظر گرفته شده است. همچنین همانطور که در شکل (3-2) نشان داده شده است، در کلیه نمونه ها ارتفاع طبقات برابر 3 متر شده است.

3-1-مقدمه…………………………………………………………………………… 43
3-2-معرفی نمونه ها……………………………………………………………….. 43
3-2-1-تعیین جزئیات سازه ای……………………………………………………… 44
3-2-1-1-مدلسازی و هندسه………………………………………………………. 44
3-2-1-2-بارگذاری……………………………………………………………………. 45
3-2-1-3-نتایج طراحی نمونه ها …………………………………………………….47
3-3-ارزیابی …………………………………………………………………………..49
3-3-1-مدلسازی…………………………………………………………………….. 50
3-3-1-1-مدلسازی کلی سازه…………………………………………………….. 50
3-3-1-2-مدلسازی اعضا…………………………………………………………… 50
3-3-1-3-مدلسازی رفتار مصالح…………………………………………………… 51
3-3-1-4-مقاومت اعضای سازهای………………………………………………… 52
3-3-1-5-بررسی منحنی رفتاری اعضاء…………………………………………… 53
3-3-2-بررسی نرم افزارهای کاربردی…………………………………………….. 53
3-3-3-بررسی مشخصه های تحلیل نمونه ها……………………………………..54
3-3-3-1-روش تحلیل………………………………………………………………. 54
3-3-3-2-بارگذاری…………………………………………………………………. 55
3-3-3-2-1-الگوی بارگذاری……………………………………………………….. 56
3-3-3-3-تغییر مکان هدف………………………………………………………… 56

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل 4: نتایج و تفسیر

بر اساس روش¬ها و ضوابط عنوان شده در فصل قبل، نتایج آنالیز نمونه¬ها انجام می¬پذیرد. هدف از این فصل تعیین رفتار نمونه تحت بارگذاری¬های عنوان شده و ایجاد شرایطی نزدیک به شرایط زلزله می¬باشد. بدین منظور آنالیز استاتیکی غیر خطی سازه¬ها مورد توجه قرار گرفته و انجام می¬پذیرد و بر اساس نتایج حاصل از این تحلیل با استفاده از منحنی برش پایه- تغییر مکان سازه و در این راستا با توجه به منحنی ظرفیت سازه و استفاده از پیشنهادات محققین و بهره گیری از نتایج آنها، ضریب شکل¬پذیری سازه و همچنین ضریب کاهش بر اثر شکل-پذیری حاصل می¬گردد که با نتایج دیگر محققین مقایسه می گردد و به تبع آن و با در نظر¬گیری مقدار اضافه مقاومت سازه و پارامتر¬های مؤثر، ضریب رفتار هر یک از سازه¬ها تعیین و با مقادیر پیشنهادی متناظر توسط دیگر محققین و نیز مقادیر عنوان شده در استاندارد 2800 ایران مقایسه گردیده است. همچنین با استفاده از نتایج تحلیل استاتیکی غیر خطی سازه¬ها، رفتار هر عضو تحت زلزله بررسی و شکل پذیری متناظر با هر عضو تحت نیروی جانبی اعمال شده تعیین گردیده است.
در ارزیابی وضعیت اعضاء، مقادیر مجاز تغییر شکل عضو در محدوده سطح عملکرد ایمنی جانی و با توجه به مشخصات عضو تعیین شده است. همچنین مقدار متناظر ضریب شکل¬پذیری پذیرش عضو در روش خطی (m) در سطح عملکرد مورد نظر تعیین و با ضرایب شکل¬پذیری مذکور مقایسه گردیده است.

4-2-بررسی نتایج
طبق آنچه در فصل قبل گفته شده برای بررسی رفتار سازه¬ها، الگوهای بارگذاری جانبی در یک جهت با توجه به تقارن مدل، بر روی سازه اعمال می¬گردد و همچنین تعیین تغییر مکان هدف با توجه به ضوابط موجود و تحلیل استاتیکی غیر خطی سازه طبق ضوابط دستورالعمل تا 5/1 برابر تغییر مکان هدف انجام می¬پذیرد و در نهایت منحنی برش پایه- تغییر مکان نسبی بام سازه که بر مبنای تغییر مکان بام ارائه شده در استاندارد 2800 محاسبه گردیده، از نرم افزار استخراج گردیده¬است. این منحنی نمایانگر عملکرد کلی سازه¬ها در هر گام از تغییر مکان اعمال شده به آن¬ها، بر اساس الگوی بار جانبی انتخاب شده و در جهت مورد نظر می¬باشد. با توجه به مطالب عنوان شده در فصل دوم و با استفاده از منحنی ظرفیت به دست آمده برای سازه¬ها، می توان ضریب رفتار (ضریب کاهش نیروی زلزله) و نیز ضرایب مربوط به شکل¬پذیری هر یک از سازه¬ها را تعیین نمود.
در ادامه ابتدا نمونه¬هایی از منحنی ظرفیت سازه¬های مورد مطالعه و نیز نحوه تغییر شکل آن¬ها ارائه گردیده¬است و پس از آن ضریب کاهش در اثر شکل¬پذیری (R_μ) و نیز ضریب شکل¬پذیری سازه (μ) در هر یک از سازه¬ها تعیین گردیده¬است. قابل ذکر است که توزیع بار جانبی مطابق الگوی نوع اول (مطابق تعریف دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود) متناسب با توزیع بار جانبی در روش استاتیکی خطی و توزیع مطابق با الگوی نوع دوم متناظر با توزیع یکنواخت که در آن بار جانبی متناسب با وزن هر طبقه اعمال می¬گردد، است. همچنین همانطور که در نمودار¬ها نشان داده شده است، محور افقی نمایانگر تغییر مکان نسبی بام سازه است.

4-1-مقدمه………………………………………………………………………… 61
4-2-بررسی نتایج ………………………………………………………………….62
4-2-1-بررسی نتایج و تعیین ضرایب نمونه سه طبقه………………………… 65
4-2-2-بررسی نتایج و تعیین ضرایب نمونه پنج طبقه……………………….. 68
4-2-3-بررسی نتایج و تعیین ضرایب نمونه هفت طبقه ……………………….72
4-2-4-بررسی نتایج حاصل از شکل پذیری سازه ……………………………….72
4-3-تعیین عملکرد لرزهای اعضاء……………………………………………….. 74
4-3-1-عملکرد لرزهای اعضا در ساختمان سه طبقه………………………….. 79
4-3-2-عملکرد لرزهای اعضا در ساختمان پنج طبقه…………………………. 84
4-3-3-عملکرد لرزهای اعضا در ساختمان هفت طبقه……………………… 89

فصل 5: جمع بندی و نتیجه گیری

5-1-جمع بندی……………………………………………………………………. 90
منابع و مراجع………………………………………………………………………98

ABSTRACT
The Philosophy of the new generations and retrofitting codes, which are on the basis of performance based approaches rather than the prescriptive methods of current codes, has brought about diverse method in desighn. An understanding of the seismic behavior of structure to provide a proper performance level has a significant role in the modern design methods. Consequently, investigating the reliability of the existing factors in these codes seems essential.
In this paper, the ductility reduction factor (effective on R-factor) given in 2800 standard is compared to the correspondent facrors, like the ductility factor of members (m-factor) given in the guideline of seismic rehabilitation of existing buildings. In order to fulfill this research three steel framed buildings which their lateral load resisting system are moderate steel frame with CBF bracing are modeled analyzed using nonlinear static procedure. The R-facrors resulted from analyses are compared to the given values in 2800 standard and their correlation with ductility factors of members are extracted. The results of these evaluations are recommended to estimate, revise and adjust the current factors of codes and standards



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


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان

.