انتخاب صفحه

مقدمه

سیستمهای کنترل ارتعاشی که به منظور بهبود و کاهش پاسخ سازه ها بکار می روند شامل روشهای فعال، نیمه فعال و غیر فعال می باشد. کنترل فعال و نیمه فعال بخشی از حفاظت سازه – ای می باشند که در آن حرکت سازه توسط عملکرد سیستم کنترلی با استفاده از منابع انرژی خارجی کنترل و اصلاح می شود. در روش کنترل فعال در تمام طول لحظات زلزله وضعیت سازه بصورت هوشمند بررسی شده و بوسیله سیستم های مکانیکی که توانایی تولید ارتعاش در سازه را دارند و به کمک یک منبع انرژی، ارتعاشی خلاف لرزه های وارده به سازه اعمال می شود و با این مکانیسم پاسخ های سازه همواره در حد قابل قبولی حفظ می گردد. در روش کنترل نیمه فعال، در طول زلزله ویژگیهای دینامیکی سازه شامل سختی، جرم و میرایی تغییر داده می شود و تغییر آن در هر لحظه بهترین وضعیت را نسبت به ارتعاش و لرزه ورودی ایجاد می نماید. اگرچه، سیستم های نیمه فعال تنها به مقدار کمی انرژی جهت تنظیم خواص مکانیکی خود احتیاج دارند اما بر خلاف سیستم های فعال تنها به مقدار کمی انرژی جهت تنظیم خواص مکانیکی خود احتیاج دارند ولیکن بر خلاف سیستم های فعال، این نوع سیستم ها به سازه انرژی اضافه نمی نمایند.اساس روش کنترل غیر فعال (منفعل) بر مبنای کاهش انرژی ورودی به سازه از طریق نصب قطعاتی در سازه می باشد که نسبت به سیستم های قبلی عملکردی محدودتر ولی اقتصادی تر دارند. کنترل منفعل سازه ها بسته به نوع رفتار و عملکرد در قالب دو سیستم جداساز لرزه ای و وسایل جذب انرژی قابل بررسی است. سیستم جداساز لرزه ای عموماً در شالوده سازه ها نصب می شود. با استفاده از قابلیت جذب انرژی و نرمی آنها، سیستم های جداساز بخشی از ورودی زمین لرزه را منعکس و بخش دیگر را قبل از آنکه این انرژی به سازه منتقل شود جذب می نماید.اثر نهایی، کاهش تقاضای اتلاف انرژی بر روی سیستم سازه ای است که باعث ادامه بقای بیشتر آن می شود. کاربرد اصلی وسایل جاذب انرژی ، مشابه با تکنولوژی جداسازی لرزه ای، جذب و تا حدی مصرف بخشی از انرژی ورودی می باشد که خود باعث کاهش تقاضای اتلاف انرژی اعضاء اصلی سازه و کمینه نمودن خسارت سازه تا حد امکان می شود. بر خلاف جداساز لرزه – ای ، این تجهیزات می توانند در برابر باد و حرکات القاء شده به خوبی آنهایی که ناشی از زمین لرزه می باشند، مؤثر واقع گردند. درمقابل سیستم های فعال و غیرفعال، سیستم های منفعل نیازی به منابع نیروی خارجی ندارند. در سالهای اخیر، تلاشهای جدی به منظور توسعه مفهوم اتلاف انرژی یا میرایی مضاعف به عنوان تکنولوژی کاربردی به کار گرفته شده است و تعدادی از این تجهیزات در سازه های واقع در کشورهای مختلف و اخیراً در ایران نیز نصب شده اند.
در این تحقیق ، پس از معرفی و توضیح مختصر انواع وسایل اتلاف انرژی ، رفتار قابهای فولادی متداول با ارتفاع متغیر( کوتاه، متوسط و بلند) مجهز به دو نوع میراگر ویسکوز و فلزی ضد کمانش(Buckling Restraint)، بررسی وبا قاب فولادی معمولی از لحاظ برش پایه، جابجایی نسبی و طیف شتاب در دو طبقه آخر، مقایسه شده اند.

فهرست مطالب

چکیده …………………………………………………………………………………………………………………………….1

مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………… 2

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

فصل اول: سیستم های اتلاف انرژی غیرفعال در سازه

قدمه
عملکرد وسایل اتلاف انرژی ( میراگرها ) تابع پاسخ سازه است. برخی از آنها نسبت بهپاسخ سرعت حساس می باشند و به همین دلیل وسایل اتلاف انرژی وابسته به سرعت نامیده می شوند. میراگرهای ویسکوز و ویسکوالاستیک از این دسته می باشند. برخی نسبت به شتاب حساسند مانند میراگرهای جرم تنظیم کننده و مایع تنظیم کننده. دسته سوم میراگرهای وابسته به تغییر مکان می باشند که میراگرهای فلزی ( یا میراگرهای تسلیمی ) ، اصطکاکی و فلزات هوشمند ( یا مواد سوپر الاستیک ) از این دسته می باشند .
آنچه که در میان تمامی انواع میراگرها عمومیت دارد این است که همگی به نوعی از طریق افزایش میرایی سیستم باعث کاهش پاسخها در برابر زلزله می گردند. به همین علت، در این فصل ابتدا مختصراً تأثیر میرایی بر رفتار دینامیکی سازه ها بررسی می شود و سپس انواع وسایل اتلاف انرژی وابسته به تغییر مکان و وسایل اتلاف انرژی وابسته به سرعت بطور خلاصه شرح داده می شوند .
1-2- تأثیر میرایی بر رفتار دینامیکی سازه ها
در یک سیستم دینامیکی خطی نامیرا ، انرژی پتانسیل و جنبشی مرتباً به یکدیگر تبدیل می _ شوند و هیچ اتلاف انرژی در آن صورت نمی گیرد . ولی سیستم های فیزیکی ماهیتاً دارای میرایی می باشند. میرایی که توان اتلاف انرژی در سازه می باشد ، به صورتهای مختلفی از قبیل لزج داخلی ، میرایی لزج خارجی ، میرایی اصطکاکی و میرایی هیسترزیس ، مدل شده و در رفتار دینامیکی سازه ها نقش به سزایی در کاهش پاسخ ها دارد. شکل (1- 1) تأثیر نسبت میرایی را بر کاهش پاسخ ارتعاش آزاد و همچنین بر کاهش ضریب بزرگنمایی دینامیکی برای بارگذاری هارمونیک در سازه یک درجه آزاد نشان می دهد.
افزایش میرایی باعث کاهش تغییر مکان و نیروهای داخلی اعضای سازه می گردد. مقدار کاهش پاسخها به سایر خصوصیات دینامیکی سازه چون جرم، سختی سازه و همچنین به فرکانس موج ورودی تحریک و مدت زلزله بستگی دارد. در سازه های متداول معمولاً نسبت میرایی بین 2 تا 5 درصد می باشد. نمودار شکل (1-1-الف) نشان می دهد با میرایی 1% پس از 37سیکل دامنه نوسانات 90% کاهش می یابد. در حالیکه با میرایی 20% پس از 2 سیکل دامنهنوسانات به همان مقدار می رسد.

1-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………. 5
1-2- تأثیر میرایی بر رفتار دینامیکی سازه ها ……………………………………………………………………………… 5
1-3- وسایل اتلاف انرژی وابسته به تغییرمکان …………………………………………………………………………… 6
1-3-1- کلیات ………………………………………………………………………………………………………………….. 6
1-3-2- میراگرهای فلزی ……………………………………………………………………………………………………… 6
1-3-3- میراگرهای اصطکاکی ……………………………………………………………………………………………….. 16
1-4- وسایل اتلاف انرژی وابسته به سرعت ……………………………………………………………………………….. 24
1-4-1- کلیات …………………………………………………………………………………………………………………… 24
1-4-2- میراگرهای ویسکوالاستیک ………………………………………………………………………………………….. 24
1-4-3- میراگرهای ویسکوز مایع …………………………………………………………………………………………….. 28

هندسه میراگرهای فلزی)(Skinner et al. 1975 الف( تیرـ پیچشی ب( تیرـ خمشی پ(  Uشکل نوار

هندسه میراگرهای فلزی)(Skinner et al. 1975
الف( تیرـ پیچشی ب( تیرـ خمشی پ( Uشکل نوار

فصل دوم : مدلسازی و تحلیل قابهای فولادی معمولی و مجهز به وسایل جاذب انرژی

همانطور که پیشتر گفته شد ، برای مدلسازی قـاب از المـان 189Beam ، و بـرای مدلسـازیمیراگر ویسکوز و میراگر ضد کمانش ، به ترتیب از المانهای 14Combin و 39Combin استفاده شده است که در زیر مشخصات هر یک از این المانها شرح داده شده است:
* المان 189Beam ( تیر منشوری سه بعدی کرنش محدود ):
189Beam یک المان مناسب برای تحلیل تیرهای لاغر و تیرهای نسبتاً ضخیم است. این المان بـرمبنای تئوری تیر تیموشنکو می باشد و اثرات تغییر شکل برشی نیز لحاظ شـده اسـت.189Beam یک المان تیر منشوری ( سه گره ای ) در فضاست.این المان دارای شش یا هفـت درجـه آزادی در هر گره می باشد.تعداد درجات آزادی بستگی به مقدار (1Keyopt( دارد. زمانیکه 0=(1Keyopt( ( پیش فرض برنامه ) شش درجه آزادی در هر گـره بـه وجـود مـی آیـد کـه شـامل جابجـایی درراسـتایx و y و z و چـرخش حـول محورهـایy ، x و z مـی شـود. زمانیکـه 1=(1Keyopt( ، هفتمین درجه آزادی ( مقدار اعوجاج ) نیز در نظر گرفته می شود . این المان برای مـوارد خطـی ،دوران زیاد ، و یا کرنش غیر خطی بزرگ بسیار مناسب است.
189Beam ضوابط سختی تنش را هم بصورت پیش فرض شامل می شود . ایـن ضـوابط المانهـارا قادر می سازند تا مسائل پایداری پیچشی ، جانبی و نرمی را تحلیل نمایند ( با استفاده از مقدار مشخصه بدست آمده از بررسی کمانش یا ناپایداری به روش طول قوس ).
مدولهای الاستیسیته ، پلاستیسیته و خزش لحاظ شده اند . مقطعی که بـه ایـن المـان مربـوط مـیشود می تواند یک مقطع ساخته شده با بیش از یک نوع مصالح باشد.

2-1- مدلسازی و طراحی اولیه قابهای فولادی معمولی …………………………………………………………………. 38
2-1-1- مقاطع قاب 5 طبقه …………………………………………………………………………………………………… 38
2-1-2- مقاطع قاب 10 طبقه …………………………………………………………………………………………………. 40
2-1-3- مقاطع قاب 15 طبقه …………………………………………………………………………………………………. 42
2-2- مدلسازی و آنالیز قابهای فولادی با استفاده از نرم افزارANSYS ….ا………………………………………………. 44
2-3- مشخصات المانهای استفاده شده در نرم افزارANSYS …ا………………………………………………………….. 45
2-4- مشخصات زلزله های طرح ………………………………………………………………………………………………49

فصل سوم : مقایسه پاسخهای به دست آمده در قابهای5 طبقه معمولی و مجهز به وسایل جاذب انرژی

در این فصل ، پاسخهای بدست آمده ( برش پایه ، جابجایی نسبی و طیف پاسخ شتاب ) از آنـالیزقابهای مذکور تحت زلزله های طرح ( ناغان ، طبس ، بم و السنترو ) ، بررسی و مقایسه شده اند.
3-1- مقایسه برش پایه در سه نوع قاب 5 طبقه معمولی ، مجهز به میراگر ویسکوز و مجهز به
( Buckling Restraint ) میراگر ضد کمانشبرش پایه در این سه نوع قاب تحت هـر یـک از چهـار زلزلـه طـرح بصـورت جداگانـه بررسـی ومقایسه شده اند.
3-1-1- مقایسه برش پایه تحت زلزله ناغان
همانطور که در شکل زیر مشاهده می شود ، با استفاده از میراگر ویسکوز میزان برش پایه بطور متوسط حدود 45 الی 50 درصد کاهش یافته است. البته این نکته قابل توجه می باشد که مـاکزیممبرش پایه حدوداً 38% کاهش یافته است. در قاب مجهز به میراگر ضد کمانش با توجه بـه افـزایشسختی ، مقدارماکزیمم برش پایه 9/1 برابر افزایش یافته است. جابجایی نسبی ( Drift ) در سه نوع قاب مذکور برای طبقه دوم که در آن جابجـایی هـای بیشـینهمشاهده شده است، تحت هر یک از چهار زلزله طرح ، بصورت جداگانـه بررسـی و مقایسـه شـدهاست
3-2-1-مقایسه جابجایی تحت زلزله ناغان
همانطور که در شکل زیر مشاهده می شود ، با استفاده از میراگر ویسکوز ، میـزان جابجـایی بـهطور متوسط حدود 50 الی 60 درصد کاهش یافته است. جابجایی ماکزیمم 52% کاهش پیـدا کـردهاست. در قاب مجهز به میراگر ضد کمانش ، میزان جابجایی بـه طـور متوسـط حـدود 55 الـی 60 درصد ، و جابجایی ماکزیمم 61 درصد کاهش یافته است.

3-1- مقایسه برش پایه در سه نوع قاب 5 طبقه معمولی ، مجهز به میراگر ویسکوز و مجهز به میراگر ضد
کمانش ………………………………………………………………………………………………………………………….57

3-1-1- مقایسه برش پایه تحت زلزله ناغان ………………………………………………………………………………. 57
3-1-2- مقایسه برش پایه تحت زلزله بم ………………………………………………………………………………….. 57
3-1-3- مقایسه برش پایه تحت زلزله طبس …………………………………………………………………………….. 58
3-1-4- مقایسه برش پایه تحت زلزله السنترو ………………………………………………………………………….. 59
3 -2 – مقایسه بیشینه جابجایی نسبی طبقات در سه نوع قاب 5 طبقه معمولی ، مجهز به میراگرویسکوز و مجهز
به میراگر ضد کمانش ………………………………………………………………………………………………………… 59

-2-1- مقایسه جابجایی تحت زلزله ناغان ………………………………………………………………………………… 59
3-2-2- مقایسه جابجایی تحت زلزله بم …………………………………………………………………………………… 60
3-2-3- مقایسه جابجایی تحت زلزله طبس ………………………………………………………………………………. 61
3-2-4- مقایسه جابجایی تحت زلزله السنترو ………………………………………………………….. ………………. 61
3 -3 – مقایسه طیف پاسخ شتاب در سه نوع قاب 5 طبقه معمولی ، مجهز به میراگر ویسکوز و مجهز به میراگر
ضد کمانش ………………………………………………………………………………………………………………………62

3-3-1- بررسی و مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه چهارم …………………………………………………………. 62
3-3-2- بررسی و مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه پنجم ……………………………………………………………

میراگرفلزی خوانسار پیشنهاد خوانساری و همکارانش

میراگرفلزی خوانسار پیشنهاد خوانساری و همکارانش

فصل چهارم: مقایسه پاسخهای به دست آمده در قابهای10 طبقه معمولی ومجهز به وسایل جاذب انرژی

 

4-1- مقایسه برش پایه در سه نوع قاب 10 طبقه معمولی ، مجهز به میراگر ویسکوز و مجهز به میراگر ضد
کمانش …………………………………………………………………………………………………………………………..71

4-1-1- مقایسه برش پایه تحت زلزله ناغان …………………………………………………………………………………. 71
4-1-2- مقایسه برش پایه تحت زلزله بم ……………………………………………………………………………………. 71
4-1-3- مقایسه برش پایه تحت زلزله طبس ……………………………………………………………………………….. 72
4-1-4- مقایسه برش پایه تحت زلزله السنترو …………………………………………………………………………….. 73
4 -2 – مقایسه بیشینه جابجایی نسبی طبقات در سه نوع قاب10 طبقه معمولی ، مجهز به میراگرویسکوز ومجهز
به میراگر ضد کمانش …………………………………………………………………………………………………………. 73

4-2-1- مقایسه جابجایی تحت زلزله ناغان ………………………………………………………………………………… 73
4-2-2- مقایسه جابجایی تحت زلزله بم …………………………………………………………………………………….. 74
4-2-3- مقایسه جابجایی تحت زلزله طبس ………………………………………………………………………………… 75
4-2-4- مقایسه جابجایی تحت زلزله السنترو ……………………………………………………………………………… 75
4 -3 – مقایسه طیف پاسخ شتاب در سه نوع قاب 10 طبقه معمولی ، مجهز به میراگر ویسکوز ومجهز به میراگر
ضد کمانش …………………………………………………………………………………………………………………….. 76

4-3-1- بررسی و مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه نهم …………………………………………………………….. 76
4-3-2- بررسی و مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه دهم ……………………………………………………………. 81

فصل پنجم: مقایسه پاسخهای به دست آمده در قابهای 15 طبقه معمولی و مجهز به وسایل جاذب انرژی.

در این فصل ، پاسخهای بدست آمده ( برش پایه ، جابجایی نسبی و طیف پاسخ شتاب ) از آنـالیزقابهای مذکور تحت زلزله های طرح ( ناغان ، طبس ، بم و السنترو ) ، بررسی و مقایسه شده اند.
5-1- مقایسه برش پایه در سه نوع قاب 15 طبقه معمولی ، مجهز به میراگر ویسکوز و مجهـز
( Buckling Restraint ) به میراگر ضد کمانشبرش پایه در این سه نوع قاب تحت هـر یـک از چهـار زلزلـه طـرح بصـورت جداگانـه بررسـی ومقایسه شده اند. 5-1-1- مقایسه برش پایه تحت زلزله ناغان همانطور که در شکل زیر مشاهده می شود ، با استفاده از میراگر ویسکوز میـزان بـرش پایـه در ثانیه های اول حدود 10 الی 20 درصد افزایش پیدا کـرده اسـت . در قـاب مجهـز بـه میراگـر ضـدکمانش با توجه به افزایش سختی ، مقدار برش پایه 5/1 تا 3 برابر افزایش یافته است.

5-1- مقایسه برش پایه در سه نوع قاب 15 طبقه معمولی ، مجهز به میراگر ویسکوز و مجهز به میراگر ضد
کمانش …………………………………………………………………………………………………………………………… 86 5

-1-1- مقایسه برش پایه تحت زلزله ناغان ……………………………………………………………………………………. 86
5-1-2- مقایسه برش پایه تحت زلزله بم ……………………………………………………………………………………… 86
و5-1-3- مقایسه برش پایه تحت زلزله طبس …………………………………………………………………………………. 87
5-1-4- مقایسه برش پایه تحت زلزله السنترو ……………………………………………………………………………….. 88
5-2- مقایسه بیشینه جابجایی نسبی طبقات در سه نوع قاب 15 طبقه معمولی ، مجهز به میراگرویسکوز و مجهز
به میراگر ضد کمانش ……………………………………………………………………………………………………………..88

5-2-1- مقایسه جابجایی تحت زلزله ناغان ……………………………………………………………………………………. 88
5-2-2- مقایسه جابجایی تحت زلزله بم ……………………………………………………………………………………….. 89
5-2-3- مقایسه جابجایی تحت زلزله طبس ……………………………………………………………………………………. 90
5-2-4- مقایسه جابجایی تحت زلزله السنترو ………………………………………………………………………………….. 90
5 -3 – مقایسه طیف پاسخ شتاب در سه نوع قاب 15 طبقه معمولی ، مجهز به میراگر ویسکوز و مجهز به میراگر
ضد کمانش …………………………………………………………………………………………………………………………. 91

-3-1- بررسی و مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه چهاردهم …………………………………………………………… 91
5-3-2- بررسی و مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه پانزدهم …………………………………………………………… 96

مشخصات هندسی B

مشخصات هندسی B

فصل ششم : نتیجه گیری

6-1- بررسی و مقایسه درصد کاهش جابجایی نسبی با استفاده از میراگرهای ویسکوز و ضد کمانش …………… 101
6-2- بررسی و مقایسه تغییرات برش پایه با استفاده از میراگرهای ویسکوز و ضد کمانش…………………………… 101
6 -3 – بررسی و مقایسه طیف پاسخ شتاب در قابهای معمولی و مجهز به میراگرهای ویسکوز وضد کمانش………103
6-4- بررسی احتمال وقوع مکانیسم ………………………………………………………………………………………. 107
6-5- بررسی مقادیر برش پایه در قابهای مجهز به میراگرهای ویسکوز و ضدکمانش ………………………………… 112
نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………………………..115

منابع و مأخذ …………………………………………………………………………………………………………………… 116
فهرست منابع غیرفارسی …………………………………………………………………………………………………….. 117
چکیده انگلیسی ………………………………………………………………………………………………………………… 120

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

فهرست جدولها

6-1: درصد کاهش جابجایی نسبی ( Drift ) با استفاده از میراگرهای ویسکوز و ضد کم …………………………… 101
6-2: درصد کاهش برش پایه با استفاده از میراگر ویس …………………………………………………………………… 102
6-3: میزان افزایش برش پایه با توجه به افزایش سختی در قاب مجهز به میراگر ضد کم …………………………….. 102
6-4: درصد کاهش بیشینه طیف شتاب طبقات با استفاده از میراگر ویس ……………………………………………… 103
6-5: میزان افزایش بیشینه طیف شتاب طبقات با استفاده از میراگر ضد کم ………………………………………….. 103
6 -6: درصد کاهش برش پایه با توجه به کاهش سطح مقطع المان ضدکم ………………………………………………115

فهرست شکل ها

شکل1-1 تأثیر میرایی بر پاسخ سازه یک درجه آزاد ………………………………………………………………………. 6

شکل1-2 هندسه میراگرهای فلزی ………………………………………………………………………………………… 7
شکل1-3 پاسخ تاریخچه زمانی جابجایی بام برای ساختمانهای7،4 و10 طبقه تحت زلزله طبس ………………….. 10

شکل1-4 میراگر فشاری سربی پیشنهادی رابینسون و گرین بانک ……………………………………………………… 11

شکل1-5 هندسه میراگر به شکل X ….ا……………………………………………………………………………………. 12

شکل1-6 الف) میراگر فلزی مثلثی پیشنهادی تسای و همکارانش؛ ب) رفتار هیسترتیک نیروـ تغییرمکان
قطعه ……………………………………………………………………………………………………………………………… 13

شکل1-7 میراگرفلزی خوانسار پیشنهاد خوانساری و همکارانش …………………………………………………………. 13

شکل1-8 رفتار هیسترتیک مهاربند ضد کمانش ………………………………………………………………………………. 16

شکل1-9 جزئیات یک مهاربند ضد کمانش ( Buckling – Restraint ) ….ا………………………………………………….. 16

شکل1-10 میراگرهای اصطکاکی ………………………………………………………………………………………………. 17

شکل1-11 مدل ماکروسکوپیک برای اتصالات پیچشی لغزش محدود ………………………………………………………. 18

شکل1-12 مدل خلاصه شده میراگر اصطکاکی در مهاربندهای ضربدری …………………………………………………… 19

شکل1-13 اتصال گیره ای اصطکاکی فولادی ـ فولادی ………………………………………………………………………. 20

شکل1-14 میراگرهای اصطکاکی ………………………………………………………………………………………………. 22

شکل1-15 دیاگرام بار ـ تغییر شکل نمونه برای اتصالات پیچی شیاردار …………………………………………………….. 23

شکل1-16 داده های تجربی برای میراگر EDR ……………ا………………………………………………………………….. 23

شکل1-17 نمونه پیکربندی میراگر ویسکوالاستیک ……………………………………………………………………………. 24

شکل1-18 قاب فولادی پنج طبقه در مقیاس 5/2 ……………………………………………………………………………… 25

شکل1-19 تاریخچه های زمانی بام ……………………………………………………………………………………………… 26

شکل1-20 منحنی های نیرو ـ جابجایی تحت زمین لرزه Taft با g0.2 ………ا……………………………………………… 28

شکل1-21 میراگر سیال لزج سیلندری GERB ……..ا………………………………………………………………………… 29

شکل1-22 چرخه های هیسترزیس نیرو ـ تغییر مکان میراگر GERB …..ا…………………………………………………… 30
شکل1-23 دیوار میراگر لزج( VDW ) ………ا………………………………………………………………………………….. 31

شکل1-24 حلقه های هیسترزیس VDW در Hz0.98 …..ا………………………………………………………………….. 32

شکل1-25 میراییVDW بر حسب دامنه ………………………………………………………………………………………. 32

شکل1-26 میراگرهای سیال لزج ………………………………………………………………………………………………. 34

شکل1-27 پاسخ نیرو ـ تغییر مکان میراگر سیال روزنه ای ……………………………………………………………………35

35 شکل1-28 پاسخ نیرو ـ جابجایی یک میراگر سیالی با فشار…………………………………………………………………… 36
شکل2-1 نسبت تنش در قاب 5 طبقه ( ordinary frame ) ، طراحی شده بر اساس بار باد……………………………. 39

شکل2-2 نسبت تنش در قاب 10 طبقه(Ordinary Frame)، طراحی شده بر اساس بار باد …………………………….. 41

شکل2-3 قاب 15 طبقه (Ordinary Frame )، طراحی شده بر اساس بار باد ……………………………………………. 43

شکل2-4 منحنی نیرو – تغییر مکان ………………………………………………………………………………………………44

شکل2-5 مشخصات هندسی 189Beam ….ا……………………………………………………………………………………46

46شکل2-6 مشخصات هندسی المان 14Combin …ا……………………………………………………………………….. 47

شکل2-7 مشخصات هندسی المان39 Combin ……..ا…………………………………………………………………….. 48

شکل2-8 رکوردهای اصلاح شده زلزله بم …………………………………………………………………………………….. 50

شکل2-9 رکوردهای اصلاح شده زلزله ناغان ………………………………………………………………………………… 51

شکل2-10 رکوردهای اصلاح شده زلزله طبس ………………………………………………………………………………. 52

شکل2-11 رکوردهای اصلاح شده زلزله السنترو …………………………………………………………………………….. 53

شکل2-12 طیف فوریه زلزله بم ………………………………………………………………………………………………… 54

شکل2-13 طیف فوریه زلزله ناغان …………………………………………………………………………………………….. 54

شکل2-14 طیف فوریه زلزله السنترو …………………………………………………………………………………………… 55

شکل2-15 طیف فوریه زلزله طبس …………………………………………………………………………………………….. 55

شکل3-1 مقایسه برش پایه تحت زلزله ناغان ……………………………………………………………………………….. 57

شکل3-2 مقایسه برش پایه تحت زلزله بم …………………………………………………………………………………… 58

شکل3-3 مقایسه برش پایه تحت زلزله طبس ………………………………………………………………………………..58

58 شکل3-4 مقایسه برش پایه تحت زلزله السنترو ……………………………………………………………………………… 59

شکل3-5 مقایسه جابجایی طبقه دوم تحت زلزله ناغان …………………………………………………………………….. 60

شکل3-6 مقایسه جابجایی طبقه دوم تحت زلزله بم ……………………………………………………………………….. 61

شکل3-7 مقایسه جابجایی طبقه دوم تحت زلزله طبس …………………………………………………………………… 61

شکل3-8 مقایسه جابجایی طبقه دوم تحت زلزله السنترو ………………………………………………………………… 62

شکل3-9 طیف میانگین شتاب در قاب معمولی ( Ordinary Frame ) ..ا………………………………………………… 63

شکل3-10 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب معمولی ( Ordinary Frame ) ا………………………………….. 63

شکل3-11 طیف میانگین شتاب در قاب مجهز به میراگرویسکوز ………………………………………………………….. 64

شکل3-12 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب مجهز به میراگر ویسکوز ……………………………………………. 64

شکل3-13 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب مجهز به میراگر ویسکوز ……………………………………………. 65

شکل3-14 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب مجهز به میراگر ضد کمانش ……………………………………….. 65

شکل3-15 مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه چهارم قابهای فولادی …………………………………………………. 66

شکل3-16 طیف میانگین شتاب در قاب معمولی (Ordinary frame ) ..ا………………………………………………….. 66

شکل3-17 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب معمولی ( Ordinary Frame ) …ا………………………………….. 67
شکل3-18 طیف میانگین شتاب در قاب مجهز به میراگر ویسکوز …………………………………………………………….67

شکل3-19 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب مجهز به میراگر ویسکوز ………………………………………………67

شکل3-20 طیف میانگین شتاب در قاب مجهز به میراگر ضد کمانش ……………………………………………………….68

شکل3-21 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب مجهز به میراگر ضد کمانش …………………………………………68

شکل3-22 مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه پنجم قابهای فولادی …………………………………………………….69

شکل4-1 مقایسه برش پایه تحت زلزله ناغان ………………………………………………………………………………… 71

شکل4-2 مقایسه برش پایه تحت زلزله بم ……………………………………………………………………………………. 72

شکل4-3 مقایسه برش پایه تحت زلزله طبس ……………………………………………………………………………….. 72

شکل4-4 مقایسه برش پایه تحت زلزله السنترو …………………………………………………………………………….. 73

شکل4-5 مقایسه جابجایی طبقه هفتم تحت زلزله ناغان ………………………………………………………………….. 74

شکل4-6 مقایسه جابجایی طبقه هفتم تحت زلزله بم ……………………………………………………………………… 74

شکل4-7 مقایسه جابجایی طبقه هفتم تحت زلزله طبس …………………………………………………………………. 75

شکل4-8 مقایسه جابجایی طبقه هفتم تحت زلزله السنترو ……………………………………………………………….. 76

شکل4-9 طیف میانگین شتاب در قاب معمولی ( Ordinary Frame ) ا……………………………………………………. 77

شکل4-10 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب معمولی ( Ordinary Frame ) ..ا…………………………………. 77

شکل4-11 طیف میانگین شتاب در قاب مجهز به میراگر ویسکوز …………………………………………………………. 78

شکل4-12 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب مجهز به میراگر ویسکوز ……………………………………………. 78

شکل4-13 طیف میانگین شتاب در قاب مجهز به میراگر ضد کمانش ……………………………………………………… 79

شکل4-14 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب مجهز به میراگر ضد کمانش ……………………………………….. 79

شکل4-15 مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه نهم قابهای فولادی …………………………………………………… 80

شکل4-16 طیف میانگین شتاب در قاب معمولی ( Ordinary Frame ) .ا…………………………………………………. 81

شکل4-17 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب معمولی ( Ordinary Frame ا) …………………………………… 81

شکل4-18 طیف میانگین شتاب در قاب مجهز به میراگر ویسکوز ………………………………………………………….. 82

شکل4-19 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب مجهز به میراگر ویسکوز ……………………………………………. 82

شکل4-20 طیف میانگین شتاب در قاب مجهز به میراگر ضد کمانش ……………………………………………………… 83

شکل4-21 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب مجهز به میراگر ضد کمانش ……………………………………….. 83

شکل4-22 مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه دهم قابهای فولادی …………………………………………………… 84

شکل5-1 مقایسه برش پایه تحت زلزله ناغان ……………………………………………………………………………….. 86

شکل5-2 مقایسه برش پایه تحت زلزله بم …………………………………………………………………………………… 87

شکل5-3 مقایسه برش پایه تحت زلزله طبس ………………………………………………………………………………. 87

شکل5-4 مقایسه برش پایه تحت زلزله السنترو …………………………………………………………………………….. 88

شکل5-5 مقایسه جابجایی طبقه سیزدهم تحت زلزله ناغان ……………………………………………………………… 89
شکل5-6 مقایسه جابجایی طبقه سیزدهم تحت زلزله بم …………………………………………………………………. 89

شکل5-7 مقایسه جابجایی طبقه سیزدهم تحت زلزله طبس ………………………………………………………………90

شکل5-8 مقایسه جابجایی طبقه سیزدهم تحت زلزله السنترو …………………………………………………………… 91

شکل5-9 طیف میانگین شتاب در قاب معمولی (Ordinary Frame ) ..ا……………………………………………………  92

شکل5-10 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب معمولی (Ordinary Frame ) .ا…………………………………….. 92

شکل5-11 طیف میانگین شتاب در قاب مجهز به میراگر ویسکوز ………………………………………………………….. 93

شکل5-12 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب مجهز به میراگر ویسکوز …………………………………………… 93

شکل5-13 طیف میانگین شتاب در قاب مجهز به میراگر ضد کمانش ……………………………………………………..94

94 شکل5-14 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب مجهز به میراگر ضد کمانش ……………………………………….94

94 شکل5-15 مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه چهاردهم قابهای فولادی ……………………………………………. 95

شکل5- 16طیف میانگین شتاب در قاب معمولی ( Ordinary Frame ) …ا……………………………………………. 96

شکل5- 17طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب معمولی ( Ordinary Frame ) …ا………………………………. 96

شکل5-18 طیف میانگین شتاب در قاب مجهز به میراگر ویسکوز ………………………………………………………… 97

شکل5-19 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب مجهز به میراگر ویسکوز ………………………………………….. 97

شکل5-20 طیف میانگین شتاب در قاب مجهز به میراگر ضد کمانش ……………………………………………………. 98

شکل5-21 طیف میانگین هموار شده شتاب در قاب مجهز به میراگر ضد کمانش ……………………………………… 98

شکل5-22 مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه پانزدهم قابهای فولادی ……………………………………………… 99

شکل6-1 درصد کاهش جابجایی نسبی با استفاده از میراگر ویسکوز …………………………………………………. 104

شکل6-2 درصد کاهش جابجایی نسبی با استفاده از میراگر ضدکمانش ………………………………………………. 104

شکل6-3 درصد کاهش برش پایه با استفاده از میراگر ویسکوز …………………………………………………………… 105

شکل6-4 ضریب افزایش برش پایه درصورت استفاده از میراگر ضدکمانش ………………………………………………..105

 شکل6-5 درصد کاهش بیشینه طیف شتاب طبقات با استفاده از میراگر ویسکوز …………………………………….. 106

شکل6-6 میزان افزایش بیشینه طیف شتاب طبقات درصورت استفاده از میراگر ضدکمانش …………………………. 106

شکل6-7 قاب 5 طبقه مجهز به میراگر ویسکوز تحت زلزله ناغان ………………………………………………………….. 107

شکل6-8 قاب 5 طبقه مجهز به میراگر ویسکوز تحت زلزله بم …………………………………………………………….. 108

شکل6-9 قاب 10 طبقه مجهز به میراگر ویسکوز تحت زلزله ناغان …………………………………………………………. 108

شکل6-10 قاب 10 طبقه مجهز به میراگر ویسکوز تحت زلزله بم …………………………………………………………… 109

شکل6-11 قاب 15 طبقه مجهز به میراگر ویسکوز تحت زلزله ناغان ……………………………………………………….. 110

شکل6-12 قاب 15 طبقه مجهز به میراگر ویسکوز تحت زلزله بم …………………………………………………………… 111

شکل6-13 محاسبه سطح مقطع میراگر ضدکمانش براساس نیروی داخلی آن …………………………………………. 112

شکل6-14 مقایسه نیروی محوری المانهای ضدکمانش برای قاب 10 طبقه تحت زلزله ناغان ………………………….. 113

شکل6-15 مقایسه برش پایه در قابهای مجهز به میراگر ضدکمانش با ابعاد متفاوت …………………………………….. 114

 

ABSTRACT
The basis of passive seismic control is to reduce the energy imported to the structure by mean of installing various devices on the structure. These system render lower functionality compared to the other systems; however, their lower overall cost can justify their applicationThe major objective for introducing the energy dissipation devices in a structure is to reduce the displacements and damage by increasing the dissipated energy which is generally called damping. These devices are categorized in three major groups known by relevant codes and standards which are displacement-dependant (metal and frictional dampers), velocitydependant (visco-elastic and viscous dampers) and other devicesEach of these equipments offers different functionality in different structures. Present study covers an in-depth analysis on the behavior of the structures equipped with energy dissipation devices. Various parameters were defined and their influence on the overall seismic performance of the structures is examined. Significant effect of the height of the structure on the performance of these equipments was observedA variety of methods are recommended by relevant codes such as FEMA٢٧٣ , FEMA٣۵۶ and NEHRP٢٠٠٠ which are linear-static, nonlinear-static, linear-dynamic and nonlinear-dynamic analysis. Nonlinear dynamic analysis which is the most advanced method is used throughout the present work.


 


مقطع : کارشناسی ارشد

25000تومان

فایل word

35000تومان