انتخاب صفحه

فهرست مطالب
فصل اول: تئوری مساله

زلزله به عنوان یک پدیده مخرب در اکثر مناطق دنیا ایمنی سازه¬ها و زندگی ساکنان آن را در معرض تهدید قرار داده است، به طوری که کاهش خسارات جبران¬ناپذیر پدیده زلزله همواره هدف نهایی محققین و دانشمندان علم مهندسی زلزله بوده است. عامل زلزله موجب اهمیت طراحی سازه¬ها در کشورهای لرزه-خیز می¬باشد. اصولاً طرح لرزه¬ای سازه¬ها بدون داشتن درک درستی از نحوه¬ی خرابی‌های ایجاد شده توسط زلزله، غیر ممکن است. طرح لرزه¬ای فقط عبارت از تحلیل، محاسبه و برآورده کردن شرایط آیین-نامه نیست بلکه پارامترهای متنوع دیگری نیز در آن دخالت دارند. آگاهی دقیق از رفتار ساختمان¬ها در زلزله موضوع اساسی در علم مهندسی زلزله است. بررسی انواع خرابی‌های ایجاد شده بر اثر زلزله¬های گذشته، همواره یکی از زمینه¬های مهم در مهندسی زلزله بوده است. دلایل این امر عبارتند از روزآمد کردن آیین¬نامه¬های طراحی و نیز آموختن درس¬هایی که مانع از خسارت¬های مشابه در زلزله¬های بعدی شود. وقوع زمین لرزه آزمونی طبیعی برای رفتار سازه بوده و همواره به عنوان مهمترین رخداد در زمینه مهندسی زلزله مورد توجه مهندسان بوده است. آشنایی و توجه دقیق به مکانیزم¬های مختلف خرابی و شکست، یکی از ابزار عمده برای روزآمد کردن آیین¬نامه¬های طراحی است. از این آزمایش طبیعی می¬توان برای طراحی و ساخت بهینه سازه¬ها استفاده کرد.
ایران نیز به دلیل قرارگیری بر روی کمربند زلزله آلپ-¬هیمالیا جزء کشورهای لرزه¬خیز محسوب می¬شود که هر چند سال یکبار زلزله¬ای ویرانگر در نقاط مختلف کشور رخ می¬دهد. در بین سال¬های 1900 تا 2010 میلادی 13655 زلزله با بزرگای بیش از 4 ریشتر در ایران رخ داده که از این تعداد 117 زلزله با بزرگای بیشتر از 6 ریشتر بوده است. ممکن است گاهی این تصور پیش آید که زلزله قاتل جان انسان¬هاست. اما واقعیت چیز دیگری است: این زلزله نیست که جان انسان¬ها را می¬گیرد، بلکه سازه¬های ضعیف مسبب آن هستند. بنابراین باید رفتار سازه¬ها را در زلزله بیشتر شناخت و آیین¬نامه¬ها و روش¬های اجرایی را بهبود بخشید.
در اثر زلزله، انرژی زیادی از درون زمین آزاد شده که این انرژی باعث تکان خوردن صفحات پوسته می¬گردد. لرزش و تکان زمین باعث به وجود آمدن پارامترهای زمین (جابجایی، سرعت و شتاب) می¬شود. در مورد زلزله آنچه که باعث حرکت سازه می¬شود تکان¬های زمین بوده و هیچ نیروی خارجی به سازه وارد نمی¬شود. پس از تکان زمین، ابتدا پی و سپس ستون¬ها و در نهایت سقف¬ها تکان می¬خورند بنابراین انرژی زلزله به صورت جابجایی به پی سازه وارد می¬شود و چون سازه¬ دارای جرم قابل ملاحظه¬ای می-باشد، این جرم سازه است که منجر به ایجاد شتاب، حرکت سازه و نیروی اینرسی در سازه می¬گردد. با تکان پی، جابجایی به اندازه Δ در سازه ایجاد می¬شود که ابتدا ستون¬ها و سپس سقف¬ها دچار این جابجایی می¬شوند.

حال با توجه به این که زلزله¬ها همواره در هنگام وقوع، به دنبال نقاط ضعف ساختمان هستند و اثر آنها بر روی این قسمت¬ها می¬تواند مشکل ساز شود، باید این نقاط ضعیف که معمولاً در اثر تغییرات سریع در سختی، مقاومت و یا شکل¬پذیری به وجود می¬آیند به طور کامل شناسایی شوند. آنچه که در این پایان¬نامه به بررسی اثر آن پرداخته شده است تغییرات سریع در سختی یک طبقه است. مطابق تعریف ویرایش چهارم آیین¬نامه 2800 منظور از سختی طبقه جمع سختی جانبی اعضای قائم باربر جانبی است. برای محاسبه این سختی¬ها می¬توان تغییر مکان جانبی واحدی را در سقف طبقه مورد نظر وارد کرد در حالتی که کلیه طبقات زیرین بدون حرکت باقی بمانند. اگر پس از جابجایی پی به اندازه Δ درستون¬های یک طبقه، سختی طبقات دیگر آن قدر زیاد باشد که ستون¬ها نتوانند سقف¬های بالا و پایین را با خود همراه سازند، آنگاه در ابتدا و انتهای محل اتصال ستون¬ها به طبقه یا طبقه¬های سخت در اثر جابجایی¬های رفت و برگشتی ناشی از زلزله، مفصل پلاستیک ایجاد شده و به علت ایجاد لنگرهای خمشی بزرگ در این مفاصل، طبقه یا دچار تغییر شکل ماندگار و یا دچار ریزش می¬شود که در بعضی مواقع ریزش طبقه منجر به پیچش سازه و ریزش کامل سازه نیز می¬شود.

ایجاد تغییر مکان جانبی ماندگار 6 درجه¬ای در اثر پدیده نرم

ایجاد تغییر مکان جانبی ماندگار 6 درجه¬ای در اثر پدیده نرم

-11- مقدمه……………………………………………………………………………2
1-2- اهمیت موضوع…………………………………………………………………..5
1-3- تعریف طبقه نرم…………………………………………………………………6
1-4- سابقه طبقه نرم در آیین¬نامه¬های مختلف………………………………6
1-5- مروری بر پیشینه تحقیقاتی………………………………………………….15
1-6- ویژگی¬¬های طبقه نرم………………………………………………………18
1-7- عوامل موثر بر ایجاد طبقه نرم…………………………………………………19
1-7-1- اثر میانقاب¬ها و دیوارهای جدا کننده…………………………………….20
1-7-2- اثر ارتفاع………………………………………………………………………23
1-8- چگونگی طراحی برای جلوگیری از ایجاد طبقه نرم………………………..24
1-9- تجزیه و تحلیل نیروهای وارد به طبقه نرم………………………………….25
1-10- علت و مکانیسم خرابی…………………………………………………….27
1-11- عوامل موثر در تشدید خرابی………………………………………………31
1-12- خرابی¬های مشابه خرابی¬های سازه¬های دارای طبقه نرم……….32
1-13- فصل¬های مختلف پژوهش…………………………………………………36

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

فصل دوم: کلیات مدلسازی

برنامه ایتبس ابزار پیشرفته و کاملی برای مدلسازی و طراحی قاب¬های ساختمانی به صورت یکپارچه است. منظور از یکپارچه این است که این برنامه در مراحل مختلف مدلسازی مانند بارگذاری، محاسبه جرم طبقات، محاسبه محل مرکز جرم و مرکز سختی، محاسبه و پخش نیروی زلزله، محاسبه بار باد و تحلیل ساختمان به همراه پی¬ها و دال¬ها، طراحی عضوهای قابی را به صورت خودکار و براساس آخرین پیشرفت¬های علمی انجام می¬دهد و مهندس محاسب را یاری می¬نماید. برنامه ایتبس خصوصیات منحصر به فرد مدل ریاضی ساختمان را در نظر می¬گیرد به طوری که مدل ساخته شده در این برنامه همانند ساختمان واقعی خواهد بود. در برنامه ایتبس گزینه-هایی وجود دارد که عملیات ساخت مدل، تحلیل و طراحی ساختمان را راحت¬تر و سریع¬تر می¬کند. با وجود سادگی استفاده از این برنامه، ایتبس قابلیت¬های تحلیل و طراحی زیادی را دارا می¬باشد. در این برنامه امکان تحلیل دینامیکی خطی و تحلیل استاتیکی غیرخطی به طور کامل وجود دارد. بعلاوه ایتبس هر دو قابلیت تحلیل و طراحی را دارا می¬باشد و نیازی به تبادل اطلاعات بین نتایج تحلیل و طراحی وجود ندارد.
در این بخش از پایان¬نامه با استفاده از نرم¬افزار ایتبس ورژن 9.7.2 کلیات مدلسازی دو قاب خمشی بتن مسلح با تعداد طبقات 7 و 9 که دارای طبقه¬ی نرم (ایجاد شده در اثر افزایش ارتفاع) هستند، مورد بررسی قرار می¬گیرد.

2-2- معرفی قاب¬های مورد مطالعه
مطابق ویرایش سوم آیین¬نامه 2800 این قاب¬ها دارای ضریب رفتار 7 و درجه اهمیت 3 یا متوسط (مسکونی، اداری، تجاری، هتل¬ها و …) بوده و در منطقه¬ای با خاک نوع 3 و میزان لرزه¬خیزی خیلی زیاد واقع شده¬اند. برای بارگذاری ثقلی قاب¬ها از مبحث ششم مقررات ملی ساختمان (آیین¬نامه 512 بارهای وارد بر ساختمان) و بارگذاری لرزه¬ای از ویرایش سوم آیین¬نامه 2800 استفاده شده است. با احتساب عرض باربر 3 متر برای هر تیر، بار مرده و بار زنده برای هر تیر در کلیه طبقات به ترتیب 1600 نیوتن بر متر و 2500 نیوتن بر متر در نظر گرفته شد. اتصالات تیر به ستون در این قاب¬ها صلب در نظر گرفته شده و در مراحل تحلیل سازه اثرات P-∆ و کاهش ممان اینرسی تیر و ستون (ترک¬خوردگی) در نظر گرفته شده است. ارتفاع کلیه طبقات بغیر از طبقه نرمی که ناشی از افزایش ارتفاع ایجاد شده، 3 متر فرض گردید. مشخصات مقاطع در قاب¬های 7 و 9 طبقه در جدول 2-1 و 2-2 قابل مشاهده است.

تغییرشکل ناشی از طبقه نرم

تغییرشکل ناشی از طبقه نرم

2-1- مقدمه…………………………………………………………………………..38
2-2- معرفی قاب¬های مورد مطالعه……………………………………………….38
2-3- محاسبه ضریب زلزله در قاب¬های مورد مطالعه……………………………40

فصل سوم: تحلیل طیفی

برای تحلیل سازه¬ها باید با توجه به ضوابط و شرایط، بهترین شیوه را برای آنالیز انتخاب کرد. اگر پاسخ سازه در هنگام زلزله ناشی از ارتعاش در مود اول باشد یا بعبارت دیگر اثر مودهای بالاتر قابل توجه نباشد، آنگاه از روش تحلیل استاتیکی خطی استفاده می¬شود. اما در مورد سازه¬های دارای طبقه نرم چون در دسته¬ی سازه¬های نامنطم گنجانده می¬شوند و فرض حاکمیت مود اول مخدوش می¬گردد، بنابراین مطابق ضوابط آیین¬نامه 2800، از تحلیل دینامیکی خطی استفاده می¬شود. در روش تحلیل دینامیکی خطی، نیروها و تغییر¬شکل¬های ناشی از زلزله با استفاده از روابط تعادل دینامیکی حاکم بر مدل ارتجاعی سازه تعیین می¬شود. از آنجا که در این روش مشخصات دینامیکی سازه در تحلیل وارد می¬گردد، نتایج حاصل دقیق¬تر از تحلیل استاتیکی خطی است اما به هر حال رفتار غیرخطی مصالح مدل منظور نمی¬شود. تحلیل دینامیکی خطی به دو روش طیفی و تاریخچه زمانی انجام می¬گیرد.
در روش طیفی، تحلیل دینامیکی با فرض رفتار خطی مصالح سازه و با استفاده از پاسخ مودهای نوسانی سازه که در بازتاب کل سازه اثر قابل توجهی دارند، انجام می¬گیرد. حداکثر پاسخ در هر مود با توجه به زمان تناوب آن مود با استفاده از طیف طرح استاندارد یا طیف ویژه ساختگاه، بدست می¬آید. از آنجا که حداکثر پاسخ¬ها برای مودهای مختلف در یک زلزله بطور هم¬زمان اتفاق نمی¬افتد، لازم است با روش¬های آماری مقداری، پاسخ¬های کلی حداکثر در اعضای مختلف سازه تخمین زده شود. این چنین روش آماری باید بر اساس ترکیبی از حداکثر پاسخ مودهای مختلف بوده و آثار اندرکنش احتمالی بین پاسخ¬های مختلف نزدیک به یکدیگر حاصل از مودهای مختلف را در برگیرد. باری که در این روش به سازه اعمال می¬شود به نام طیف بازتاب مشهور است و مطابق رابطه مطرح شده در بند 2-4-1-2 استاندارد 2800 ایران می¬باشد. [32]

3-2- محاسبه میزان سختی طبقه در قاب¬های مدلسازی شده
در این بخش طبق تعریف سختی طبقه که عبارتست از: نیروی لازم برای ایجاد جابجایی واحد در مرکز جرم طبقه مورد نظر در صورتی که طبقات زیرین در برابر حرکت جانبی مقید شده باشند، سختی طبقه در قاب¬های مدلسازی شده، محاسبه گردیده است. همانطور که در نمودار 3-1 و 3-2 نشان داده شده است، به ازای افزایش ارتفاع در یک طبقه، افت شدید سختی در آن طبقه مشاهده می¬شود که این امر سبب بروز طبقه نرم (عدم رعایت رابطه 3-1) در آن طبقه می¬گردد.

به طور طبیعی با حرکت در ارتفاع سازه (از طبقه اول به طبقه آخر) مشاهده می¬شود که به دلیل کاهش مقاطع تیرها و ستون¬ها، سختی طبقات کاهش می¬یابد. بنابراین طبقات پایینی سازه سختی بیشتری نسبت به طبقات بالایی داشته و قرارگیری طبقه نرم در طبقات پایینی باعث کاهش شدید مقدار سختی می¬گردد و چون در اثر زمین لرزه نیروی جانبی بیشتری به طبقات پایینی وارد می¬شود، قرارگیری طبقه نرم در طبقات پایینی حالت بحرانی¬تری را ایجاد می¬کند. هم¬چنین بررسی نرمی آخرین طبقه از سازه طبق آیین¬نامه 2800 میسر نیست زیرا بالای آن طبقه¬ای وجود ندارد.

مقایسه سازه واقعی و سازه طراحی شده در واقعیت

مقایسه سازه واقعی و سازه طراحی شده در واقعیت

3-1- مقدمه………………………………………………………………………….44
3-2- محاسبه میزان سختی طبقه در قاب¬های مدلسازی شده…………….44
3-3- آنالیز دینامیکی خطی طیفی………………………………………………..46
3-4- اثر طبقه نرم بر جابجایی سازه……………………………………………….49
3-5- اثر طبقه نرم بر دریفت سازه………………………………………………….56
3-6- اثر طبقه نرم بر نیروهای داخلی سازه………………………………………62
3-7- اثر طبقه نرم بر زمان تناوب مودهای سازه…………………………………73
3-8- صحت-سنجی………………………………………………………………….77

فصل چهارم: تحلیل استاتیکی غیرخطی

عملکرد صحیح لرزه¬ای یک سازه مستلزم آن است که مقاومت قابل دسترسی و ظرفیت¬های تغییرشکل اعضا بیش از نیازهای تحمیل شده به سازه بر اثر زمین لرزه باشد. تغییر نگرش از طراحی بر اساس نیرو به سمت طراحی بر مبنای رفتار و عملکرد سازه، روش جدیدی را در زمینه طراحی به وجود آورده است که اصطلاحاً طراحی بر اساس عملکرد نامیده می¬شود. برای دستیابی به ظرفیت سازه در آن سوی محدوده الاستیک احتیاج به استفاده از تحلیل¬های غیرخطی می¬باشد. آنالیز پوش¬آور یک تحلیل استاتیکی غیرخطی تحت بارهای جانبی فزاینده است. هدف از تحلیل استاتیکی غیرخطی فزاینده، برآورد رفتار مورد انتظار یک سیستم سازه¬ای به کمک تخمین مقاومت و تغییرشکل مورد نیاز با ظرفیت¬های موجود در سطح رفتاری یا عملکردی مورد نظر است. روش¬های تحلیلی که در طراحی بر اساس عملکرد و بهسازی لرزه¬ای سازه¬ها مطرح می¬شوند، عمدتاً بر مبنای آنالیز استاتیکی غیرخطی می¬باشند. دلیل استفاده از این نوع آنالیز، سرعت بالای انجام آن، سادگی تفسیر نتایج و دقت قابل قبول آن می¬باشد. یکی از مهمترین نتایج این تحلیل تعیین نمودار نیرو-تغییرمکان یا منحنی ظرفیت است که با مشخص کردن نیروی برش پایه و تغییرمکان جانبی بالاترین سطح سازه (بام) در هر گام و رسم این دو پارامتر در مقابل هم بدست می¬آید که به منحنی پوش¬آور معروف می¬باشد. [32]
در این فصل، برای بررسی اثر ارتفاع طبقه نرم در عملکرد لرزه¬ای سازه، در قاب 7 و 9 طبقه ارتفاع کلیه طبقات غیر از طبقه نرم 3 متر و ارتفاع طبقه نرم 5/4، 5 و 5/5 متر در نظر گرفته شد. بنابراین 21 مدل برای قاب 7 طبقه و 27 مدل برای قاب 9 طبقه و در مجموع 48 مدل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. سپس برای بررسی تاثیر مکان قرارگیری طبقه نرم، طبقه نرم در بین طبقات قاب جابجا گردید که نتایج حاصله، در جداول و نمودارهایی که در این فصل آمده، قابل مشاهده است.

4-2- تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش¬آور)
استفاده از روش¬های دینامیکی غیرخطی برای یافتن پاسخ¬های سازه بسیار پرهزینه بوده و هم¬چنین نیاز به اطلاعات جامع دارد. امروزه با توسعه روش¬های استاتیکی غیرخطی پاسخ¬های سازه به نسبت ساده¬تر گردیده است. در زمینه آنالیز استاتیکی غیرخطی در سال¬های اخیر تحقیقات بی¬شماری صورت گرفته است. رادینکلر و سنوایرنا به توصیف جامعی از آنالیز استاتیکی غیرخطی پرداختند. کالن و کانث به مقایسه روش¬های استاتیکی غیرخطی مختلف پرداختند. بسیاری از مطالعات در این زمینه مربوط به چگونگی توزیع بار جانبی و چگونگی در نظر گرفتن اثرات مودهای بالاتر به خصوص در سازه¬های با پریود بالاتر می¬باشد. در این زمینه به عنوان نمونه می¬توان به مطالعات چوپرا و گویل اشاره کرد که توزیع بار جانبی بر مبنای مشارکت مودهای اساسی سازه بدست می¬دهد. از دیگر مطالعات می¬توان به مطالعات جن و همکاران اشاره کرد که یک توزیع جانبی بار براساس دو مود اول ارتعاش سازه پیشنهاد کردند.
در روش¬های استاتیکی ابتدا با استفاده از یک آنالیز معتبر مقدار جابجایی هدف (جابجایی بیشینه که انتظار می¬رود سازه در طول عمر خود تجربه کند) بدست می¬آید. بدین منظور لازم است که ابتدا منحنی پوش¬آور سازه مشخص شود. برای این منظور بعد از اعمال بارگذاری استاتیکی (مانند وزن) یک توزیع بار جانبی به سازه اعمال می¬شود، که این بارگذاری مرتباً افزایش می¬یابد. در هر مرحله جابجایی نقطه مرجع (مانند مرکز جرم بام) بر حسب برش پایه بر روی مختصات منحنی برده می¬شود. با داشتن منحنی پوش¬آور که نماینده ظرفیت سازه می¬باشد و هم¬چنین با اطلاع از دامنه بارهای وارده می¬توان مقدار جابجایی هدف را تعیین کرد. یکی از روش¬های مرسوم در این زمینه، روش فما 356 است که در این مطالعه از این روش استفاده شده است. در ادامه به شرح مختصری از آن ارائه می¬شود. [34]

4-3- روش ضرایب فما 356
در روش ضرایب بیشینه جابجایی غیر الاستیک (جابجایی هدف) از ضرایب پاسخ الاستیک خطی در یک سری ضرایب بدست می¬آید. (شکل 4-1) این ضرایب از مطالعات آماری با تاریخچه زمانی غیرخطی سیستم¬های یک درجه آزادی بدست می¬آیند. در این روش از رابطه 4-1 برای یافتن جابجایی هدف استفاده می¬شود. شکل 4-2 منحنی پوش¬آور یک سازه و منحنی دو خطی معادل آن را که در تعیین ضرایب بکار می¬روند، نشان می¬دهد. [35]

خرابی پارکینگ طبقه همکف یک ساختمان مسکونی در اثر زلزله، که برای بازسازی کل سازه تخریب و سازه جدید بنا شد.

خرابی پارکینگ طبقه همکف یک ساختمان مسکونی در اثر زلزله، که برای بازسازی کل سازه تخریب و سازه جدید بنا شد.

4-1- مقدمه……………………………………………………………………………80
4-2- آنالیز استاتیکی غیرخطی………………………………………………………80
4-3- روش ضرایب فما 356………………………………………………………….81
4-3-1- محاسبه ضرایب فما 356 و جابجایی هدف………………………………..86
4-3-2- مدول رفتار دوخطی نیرو-تغییر مکان در استاندارد فما 356………………87
4-4- الگوی بار جانبی………………………………………………………………….87
4-5- سطوح عملکرد لرزه¬ای سازه…………………………………………………88
4-6- نحوه مدلسازی برای تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش¬آور)………………89
4-7- تجزیه و تحلیل نمودارها………………………………………………………….90
4-7-1- تاثیر حرکت طبقه نرم به سمت بالا بر منحنی ظرفیت سازه……………..91
4-7-2- تاثیر افزایش ارتفاع طبقه نرم بر منحنی ظرفیت سازه…………………….98
4-7-3- چگونگی پخش مفاصل پلاستیک در سازه…………………………………102
4-8- صحت سنجی…………………………………………………………………..105

فصل پنجم: تاثیر خرابی طبقه نرم بر محیط زیست

5-1- مقدمه…………………………………………………………………………..107
5-2- تاثیر سازه¬های بتنی دارای طبقه نرم بر آلودگی هوا پس از زلزله………108
5-3- کاربرد نانوتکنولوژی برای کنترل ذرات معلق و جلوگیری از آلودگی هوا……111

فصل ششم: جمع¬بندی و ارائه پیشنهاد

آگاهی دقیق از رفتار ساختمان¬ها در زلزله موضوع اساسی در علم مهندسی زلزله است. بررسی انواع خرابی¬های ایجاد شده بر اثر زلزله¬های گذشته، همواره یکی از زمینه¬های مهم در مهندسی زلزله بوده است. دلایل این امر عبارتند از روزآمد کردن آیین¬نامه¬های طراحی و نیز آموختن درس¬هایی که مانع از خسارت-های مشابه در زلزله¬های بعدی شود. آشنایی و توجه دقیق به مکانیزم¬های مختلف خرابی و شکست، یکی از ابزار عمده برای روزآمد کردن آیین¬نامه¬های طراحی است. از این آزمایش طبیعی می¬توان برای طراحی و ساخت بهینه سازه¬ها استفاده کرد.
پس از فاجعه زلزله 1382 بم که منجر به فوت 50000 نفر و مجروح شدن 30000 نفر و خرابی 90 درصد ساختمان¬های شهر شد، محققان علم مهندسی زلزله به فکر رفع خلاءهای آیین¬نامه طراحی لرزه¬ای ایران در مورد پدیده طبقه نرم افتادند. در چاپ سوم آیین¬نامه 2800، که در تاریخ بیست و ششم تیرماه 1384 انتشار یافته در ابتدای آیین¬نامه در بخش تعاریف ابتدا طبقه نرم این گونه تعریف گردید؛ “طبقه نرم طبقه¬ای است که سختی جانبی آن کمتر از 70 درصد سختی جانبی طبقه روی خود یا کمتر از 80 درصد متوسط سختی 3 طبقه روی خود باشد.” و در قسمت 11-1-2 بند (ب) از پدیده طبقه نرم به عنوان عامل بی¬نظمی در ارتفاع یاد شد. مطابق ویرایش چهارم آیین¬نامه 2800 که در تیر ماه 1391 منتشر شد، “طبقه نرم طبقه¬ای است که سختی جانبی آن بین 70-60 درصد سختی جانبی طبقه روی خود یا بین 80-70 درصد متوسط سختی 3 طبقه روی خود باشد.” در همین ویرایش در قسمت تعاریف طبقه خیلی نرم نیز این گونه تعریف گردیده است؛ “طبقه خیلی نرم، طبقه¬ای است که سختی جانبی آن کمتر از 60 درصد سختی جانبی طبقه روی خود یا کمتر از 70 درصد متوسط سختی 3 طبقه روی خود باشد.” طبقه خیلی نرم اصطلاح و تعریف جدیدی است که در این ویرایش آورده شده و این¬گونه آیین¬نامه ایران در مورد طبقه نرم تکامل یافت.
در مورد علت و مکانیسم خرابی سازه دارای طبقه نرم می¬توان گفت که اگر در اثر زلزله، پس از جابجایی پی به اندازه Δ درستون¬های یک طبقه، سختی طبقات دیگر آن قدر زیاد باشد که مانند یک بلوک صلب عمل کرده و ستون¬ها نتوانند سقف¬های بالا و پایین (در صورت قرارگیری طبقه نرم در طبقات میانی) را با خود همراه سازند، آنگاه سازه ظرفیت جذب انرژی و جابجایی محدودتری داشته و توزیع نیروی جانبی زلزله در امتداد ارتفاع سازه به درستی انجام نمی¬شود. این وضعیت موجب می¬شود که بیشتر انرژی زلزله به طبقه¬ای که جابجایی بیشتری را تحمل می¬کند، وارد گردد. این طبقه همان طبقه نرم است. ستون¬های طبقه نرم برای استهلاک انرژی، انرژی زیادی را جذب و جابجایی بیشتری را نسبت به سایر طبقات تحمل می¬کند بگونه¬ای تغییر¬شکل این ستون¬ها از محدوده الاستیک وارد محدوده غیرالاستیک می-شود. در نتیجه، دیگر طبقه نرم، سختی لازم برای تحمل برش تحمیلی ناشی از زلزله را نداشته و سرانجام در اثر جابجایی¬های رفت و برگشتی ناشی از زلزله، در ابتدا و انتهای محل اتصال ستون¬های طبقه نرم به طبقه یا طبقه¬های سخت مفصل پلاستیک ایجاد شده و طبقه نرم یا دچار تغییر شکل ماندگار و یا در اثر نیروی جاذبه دچار ریزش می¬شود که در بعضی مواقع ریزش طبقه منجر به ریزش کامل سازه نیز می¬شود.

6-1- خلاصه و جمع-بندی………………………………………………………….115
6-2- نتایج……………………………………………………………………………116
6-3- پیشنهادایی جهت ادامه کار…………………………………………………120

منابع…………………………………………………………………………………121

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

فهرست اشکال

شکل 1-1: نحوه انتقال انرژی زلزله به سازه…………………………………….3
شکل 1-2: ایجاد تغییر مکان جانبی ماندگار 6 درجه¬ای در اثر پدیده نرم……4
شکل 1-3: نمونه¬ای از خرابی ناشی از پدیده طبقه نرم در ژاپن…………….4
شکل 1-4: شکست طبقه نرم به علت حذف میانقاب-ها……………………..5
شکل 1-5: زلزله 1382 بم: مدفون شدن 3 طبقه از ساختمان در اثر پدیده طبقه نرم……………………………………………………………………………………8
شکل 1-6: زلزله 1382 بم؛ ایجاد تغییر شکل ماندگار به علت طبقه نرم…….9
شکل1-7: زلزله 1994 نورتریج؛ خرابی ساختمان در اثر پدیده طبقه نرم……10
شکل 1-8: شکست طبقه پنجم از ساختمان 8 طبقه………………………. 11
شکل 1-9: کوبه 1995 …………………………………………………………. 11
شکل 1-10: سطح آسیب وارده به سازه¬های با طبقه همکف باز در زلزله 1995 کوبه…………………………………………………………………………………11
شکل 1-11: زلزله 1999 کوجائلی …………………………………………….13
شکل 1-12: زلزله 1999 دوزجه…………………………………………………..13
شکل 1-13: زلزله 2003 بینگول؛ شکستن ستون¬های طبقه همکف در اثر پدیده نرم………………………………………………………………………………….13
شکل 1-14: زلزله 2008 چین؛ ایجاد تغییر شکل ماندگار در ستون………..14
شکل 1-15: زلزله 2002 بهوج؛ شکستن ستون¬ها در اثر پدیده طبقه نرم………………………………………………………………………………15
شکل 1-16: انعطاف پذیری بیش از حد طبقه نرم در مقایسه با سایر طبقات…………………………………………………………………………18
شکل 1-17: ایجاد مکانیسم طبقه در ساختمان در حال ساخت در آستانه ریزش (ایتالیا، 1976)……………………………………………………………………….19
شکل 1-18: تغییر شکل ناشی از طبقه نرم…………………………..20
شکل 1-19: مقایسه سازه واقعی و سازه طراحی شده در واقعیت..22
شکل 1-20: چگونگی عملکرد سازه دارای طبقه نرم در زلزله………..23
شکل 1-21: چگونگی عملکرد سازه دارای طبقه نرم در زلزله………..24
شکل 1-22: منحنی ظرفیت سازه………………………………………26
شکل 1-23: مقایسه رفتار قاب¬های مختلف………………………….26
شکل 1-24: فرآیند خرابی سازه دارای طبقه نرم………………………29
شکل 1-25: چیدمان نامتقارن دیوار در پلان…………………………….32
شکل 1-26: ترکیب طبقه نرم و پیچش………………………………….32
شکل 1-27: ضوابط مربوط به خاموت-ها……………………………….33
شکل1-28: طراحی غلط بر اساس تیر قوی-ستون ضعیف…………….34
شکل1-29: مقایسه دو نوع طراحی متفاوت…………………………….35
شکل 1-30: خرابی ناشی از طراحی غلط بر اساس تیر قوی-ستون ضعیف……………………………………………………………………..35

شکل 2-1: تصویر مدلسازی شده قاب 7 و 9 طبقه¬ی دارای طبقه نرم، در حالی که طبقه نرم در طبقه اول قرار دارد……………………………………………….39

شکل 3-1: تغییر شکل قاب 7 طبقه در اثر نیروی زلزله، در حالی که طبقه نرم در طبقات سازه جابجا می‌شود…………………………………………………………….47
شکل 3-2: تغییر شکل قاب 9 طبقه در اثر نیروی زلزله، در حالی که طبقه نرم در طبقات سازه جابجا می‌شود…………………………………………………………….48
شکل 3-3: مشخصات قاب مدل شده توسط یوسف دینار……………81

شکل 4-1: روش ضرایب برای تعیین جابجایی هدف………………….85
شکل 4-2: معادل¬سازی منحنی پوش¬آور با منحنی دو خطی……86
شکل 4-3: منحنی ساده شده نیرو-جابجایی………………………….88
شکل 4-4: باند رنگی برای نمایش سطوح عملکردی در ایتبس……..92
شکل 4-5: نمایش سطوح عملکردی روی منحنی نیرو-تغییر مکان…..92
شکل 4-6: نمایش توزیع بار متناسب با تحلیل استاتیکی خطی……..93
شکل 4-7: نمایش توزیع بار یکنواخت……………………………………93
شکل 4-8:مطالعات انجام شده توسط یوسف دینار در مورد چگونگی پخش مفاصل پلاستیک در سازه……………………………………………………………………..108

شکل 5-1: آلودگی هوا توسط ذرات معلق بتنی حین تخریب و بازسازی ساختمان¬ها پس از زلزله………………………………………………………………………..111
شکل 5-2: خرابی طبقه ششم ساختمان 8 طبقه شهرداری شهر کوبه در اثر زلزله 1995،که پس از بازسازی ساختمان جدید 5 طبقه شد…………………………113
شکل 5-3: خرابی طبقه اول مرکز خرید روکو در اثر زلزله، که پس از بازسازی ساختمان جدید تنها دارای طبقه همکف می¬باشد……………………………………114
شکل 5-4: خرابی پارکینگ طبقه همکف یک ساختمان مسکونی در اثر زلزله، که برای بازسازی کل سازه تخریب و سازه جدید بنا شد………………………114

فهرست نمودارها

نمودار 1-1: افزایش سختی سازه به علت وجود دیوار………………………..21
نمودار 1-2: کاهش جابجایی جانبی سازه به علت وجود دیوار………………21
نمودار 1-3: منحنی ظرفیت سازه در دو حالت شکست طبقه نرم و طراحی طبقه نرم ……………………………………………………………………………………30
نمودار 1-4: مقایسه میزان انرژی جذب شده در دو حالت شکست معمولی و شکست طبقه نرم………………………………………………………………………………..31
نمودار 1-5: منحنی ظرفیت جانبی سازه در دو حالت با و بدون اثر P-∆…………….ا………………………………………………………………..31

نمودار 3-1: سختی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم………………………….45
نمودار 3-2: سختی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم…………………………46
نمودار 3-3: جابجایی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر………………………………………………………………………………..53
نمودار 3-4: جابجایی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم- ارتفاع طبقه نرم 5 متر……………………………………………………………………………….53
نمودار 3-5: جابجایی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم- ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………………………………………………………..54
نمودار 3-6: جابجایی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم- ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر……………………………………………………………………………….54
نمودار 3-7: جابجایی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم- ارتفاع طبقه نرم 5 متر……………………………………………………………………………….55
نمودار 3-8: جابجایی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم- ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………………………………………………………55
نمودار 3-9: دریفت قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر…………………………………………………………………………….59
نمودار 3-10: دریفت قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر……………………………………………………………………………….59
نمودار 3-11: دریفت قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………………………………………………………60
نمودار 3-12: دریفت قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر………………………………………………………………………………60
نمودار 3-13: دریفت قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر……………………………………………………………………………..61
نمودار 3-14: دریفت قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر……………………………………………………………………………..61
نمودار 3-15: نیروی برشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر……………………………………………………………………………..67
نمودار 3-16: نیروی برشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر……………………………………………………………………………..67
نمودار 3-17: نیروی برشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………………………………………………………68
نمودار 3-18: نیروی برشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر……………………………………………………………………………68
نمودار 3-19: نیروی برشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر……………………………………………………………………………69
نمودار 3-20: نیروی برشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر……………………………………………………………………………69
نمودار 3-21: لنگر خمشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر…………………………………………………………………………70
نمودار 3-22: لنگر خمشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر………………………………………………………………………….70
نمودار 3-23: لنگر خمشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر…………………………………………………………………………71
نمودار 3-24: لنگر خمشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر…………………………………………………………………………71
نمودار 3-25: لنگر خمشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر………………………………………………………………………..72
نمودار 3-26: لنگر خمشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………………………………………………..72
نمودار 3-27: نمودار دریفت به مکان طبقه نرم مستخرج از تحقیقات یوسف دینار………………………………………………………………………78

نمودار 4-1: منحنی¬های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5/4 متر تحت بار استاتیکی خطی……………………………………………………………………..92
نمودار 4-2: منحنی¬های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5 متر تحت بار استاتیکی خطی……………………………………………………………………..92
نمودار 4-3: منحنی¬های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5/5 متر تحت بار استاتیکی خطی………………………………………………………………………93
نمودار 4-4: منحنی¬های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5/4 متر تحت بار استاتیکی خطی……………………………………………………………………….93
نمودار 4-5: منحنی¬های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5 متر تحت بار استاتیکی خطی……………………………………………………………………….94
نمودار 4-6: منحنی¬های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5/5 متر تحت بار استاتیکی خطی………………………………………………………………………..94
نمودار 4-7: منحنی¬های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5/4 متر تحت بار یکنواخت……………………………………………………………………95
نمودار 4-8: منحنی¬های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5 متر تحت بار یکنواخت…………………………………………………………………….95
نمودار 4-9: منحنی¬های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5/5 متر تحت بار یکنواخت…………………………………………………………………….96
نمودار 4-10: منحنی¬های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5/4 متر تحت بار یکنواخت……………………………………………………………………..96
نمودار 4-11: منحنی¬های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5 متر تحت بار یکنواخت……………………………………………………………………97
نمودار 4-12: منحنی¬های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5/5 متر تحت بار یکنواخت……………………………………………………………………97
نمودار 4-13: مقایسه منحنی¬های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه اول نرم تحت بار یکنواخت…………………………………………………………………..98

Abstract
One of the most common problems currently constructed buildings or under construction in Iran is increase of height one story to other stories, which is highly vulnerable under earthquake.
In this study, two reinforcement concrete moment frame with 7 and 9 stories, was modeled. 48 models under a dynamic analysis and 48 models under a static nonlinear analysis were stood. Finally, the result was that the placing of the soft story in the middle of the height of structure is very dangerous. At most risk to the position of soft story is two last story. But because of placing parking and commercial shop in first story and etc. in the end, soft story should be resistant



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


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان

.