پروژه مقایسه شاخص های خسارت در ساختمان های فولادی و بتنی تحت اثر مؤلفه های افقی و قائم زلزله به کمک تحلیل های دینامیکی غیرخطی
رشته : کارشناسی ارشد عمران – سازه هیدرولیکی
فرمت : pdf
چکیده :
خرابی های سازه ای هنگامی اتفاق می افتد که تغییر شکل های دائمی و بزرگ بر اثر بارهای وارده به سازه ، در آن ایجاد گردد.
یک مدل خرابی در صورتی واقعی می باشد که مقادیر آن همبستگی مناسبی با وضعیت خرابی مشاهده شده بعد از زلزله ، داشته باشد.
به دنبال توسعه آسیب پذیری کمّی ، معیارهایی برای بیان آسیب پذیری از سوی محققان مطرح شده است . این معیارها که مفهوم میزان خرابی سازه را با ارائه یک تئوری مناسب ، بیان می دارند، به محاسبه ء یک عدد مشخص به نام شاخص خسارت می انجامد.
شاخص های خسارت وسیله ای برای بیان عددی میزان خسارت وارده به سازه بر اثر بار زلزله می باشند و ممکن است به صورت محلی (فقط برای یک عضو) یا کلی (برای کل سازه ) تعریف شوند. همچنین یک سری شاخص های خسارت در مقیاس طبقه تعریف شده است . شاخص های خسارت طبقه برای تعریف شاخص های کلی خسارت ،قابل استفاده می باشند.
از طرفی ، مؤلفه قائم زلزله و تأثیر آن در تحلیل ساختمان ها از مدت ها پیش مورد توجه محققین و مهندسین طراح قرار داشته است . ولی تا این زمان هنوز ملاحظات ناشی از اثر مؤلفه قائم زلزله در طراحی ساختمان ها (بجز در موارد خاص ) به صورت دستورالعمل اجرایی کامل در نیامده است . در این میان بررسی آسیب پذیری و مطالعه خسارت وارده بر ساختمان ها تحت اثر مؤلفه افقی و قائم زلزله به دلیل پیچیدگی های خاص خود از اهمیت ویژه ای برخوردار است چرا که برای جلوگیری ازخطرات و خسارات ناشی اززمین لرزه ،بایستی اثرات توأم مؤلفه افقی و قائم زلزله رابرسازه هاپیش بینی نمود.
هدف از این مطالعه بررسی آسیب پذیری و خسارات قاب های خمشی فولادی و بتنی مسلح تحت اثر مؤلفه افقی به همراه مؤلفه قائم زلزله می باشد. برای رسیدن به این هدف ابتدا تاریخچه مطالعات انجام گرفته در زمینه ارزیابی وتعیین شاخص های خسارت و همچنین اثر مؤلفه قائم زلزله ، مورد بررسی قرار گرفته ، سپس به بیان روش های مختلف ارزیابی خسارت اعم از روش های کمّی و کیفی و معرفی انواع شاخص های خسارت پرداخته شده است . از آنجائیکه بیشترین خسارات ناشی از زمین لرزه ،مربوط به عملکرد سازه درمحدوده غیرخطی می باشد دراین مطالعه ، آسیب پذیری ونیزعملکرد قاب های ساختمانی فولادی و بتنی در برابر زلزله با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی توسط نرم افزار IDARC و با استفاده ازشاخص خسارت پارک – انگ ،مورد مطالعه قرارگرفته است ، بدین منظور بعد از انتخاب مدل سازه ای قاب خمشی بتن مسلح و قاب خمشی فولادی ، طراحی آن ها صورت پذیرفته ، سپس با انتخاب جنبش های زمین و مدل های خسارت سازه ای و استخراج نتایج حاصل از تحلیل های دینامیکی غیرخطی تحت شتابنگاشت های بم ، طبس و ال سنترو، تاریخچه زمانی تغییر مکان طبقه بام ، حداکثر جابجایی نسبی طبقات ، تغییرات نیروی محوری ستون ها، تغییرات شاخص خسارت سازه ای در اعضاء ساختمان (تیر و ستون )، طبقه و کل برای قاب فولادی و بتنی تحت اثر توأم مؤلفه افقی و قائم زلزله بررسی گردیده و در انتها نتیجه گیری کلی و پیشنهاداتی در جهت پیشبرد بهتر اهداف آینده ارائه گردیده است .
کلید واژه : قاب خمشی بتن مسلح ، قاب خمشی فولادی ، شاخص خسارت ، تحلیل دینامیکی غیر خطی ، مؤلفه قائم زلزله
فهرست :
) تاریخچه مطالعات ………………………………………………………………………………… ۵
۱-۲-۱) مطالعات انجام شده در رابطه با ارزیابی شاخص خسارت ……………………………….. ۵
۱-۲-۲) مطالعات انجام شده در رابطه با مؤلفه قائم زلزله ……………………………………….. ۱۰
۱- ۲-۲-۱) بررسی رفتار دینامیکی پل ها تحت اثر مؤلفه قائم زلزله ……………………………. ۱۰
۱- ۲-۲-۲) بررسی اثرات مؤلفه قائم زلزله بر پاسخ قاب های ساختمانی …………………….. ۱۱
۱- ۲-۲-۳) بررسی اثر مؤلفه قائم زلزله در زلزله های اخیر ……………………………………… ۱۲
۱-۲- ۲-۳-۱) زلزله ۱۷ ژانویه سال ۱۹۹۴ نورثریج کالیفرنیا ………………………………………. ۱۲
۱-۲- ۲-۳-۲) زلزله ۱۷ ژانویه سال ۱۹۹۵ هیوگوکن نانبو ژاپن……………………………………. ۱۴
۱-۲- ۲-۳-۳) زلزله ۲۶ دسامبر۳ ۲۰۰ بم …………………………………………………………… ۱۵
۱-۳) روش کار و تحقیق ……………………………………………………………………………… ۱۸
فصل دوم: معرفی شاخص های خسارت…………………………………..۲۱
۲-۱) مقدمه …………………………………………………………………………………………… ۲۲
۲-۲) طبقه بندی روش های ارزیابی خسارت …………………………………………………….. ۲۲
۲-۲-۱) روش های کیفی……………………………………………………………………………. ۲۳
۲-۲-۲) روشهای کمی ……………………………………………………………………………. ۲۴
۲-۳) متغیرهای خسارت …………………………………………………………………………….. ۲۴
۲-۳-۱) نیاز در برابر ظرفیت …………………………………………………………………………. ۲۵
۲- ۳-۱-۱) نیاز مقاومت ……………………………………………………………………………… ۲۵
۲- ۳-۱-۲) تغییر شکل مورد نیاز …………………………………………………………………… ۲۵
۲- ۳-۱-۳) نیاز استهلاک انرژی …………………………………………………………………… ۲۵
۲-۳-۲) کاهندگی ……………………………………………………………………………………۲۶
۲- ۳-۲-۱) کاهش سختی ………………………………………………………………………..۲۶
۲- ۳-۲-۲) کاهش مقاومت ………………………………………………………………………..۲۶
۲- ۳-۲-۳) کاهش ظرفیت استهلاک انرژی………………………………………………………….۲۶
۲-۴) تعریف شاخص خسارت………………………………………………………………………….۲۶
۲-۴-۱) شاخص های محلی خسارت ………………………………………………………………. ۲۸
۲- ۴-۱-۱) شاخص های خسارت غیر تجمعی…………………………………………………… ۲۹
۲- ۴-۱-۲) مدلسازی هیسترزیس …………………………………………………………………… ۳۱
۲- ۴-۱-۳) شاخص تجمعی بر مبنای تغییر شکل ………………………………………………….. ۳۳
۲- ۴-۱-۴) شاخص تجمعی بر مبنای انرژی ……………………………………………………… ۳۵
۲- ۴-۱-۵) شاخص ترکیبی …………………………………………………………………………… ۳۷
۲- ۴-۱-۶) بحثی پیرامون شاخص آسیب محلی……………………………………………………. ۴۲
۲-۴-۲) شاخص کلی خسارت ………………………………………………………………………… ۴۲
۲- ۴-۲-۱) شاخص های میانگین وزنی …………………………………………………………….. ۴۳
۲- ۴-۲-۲) شاخص های آسیب پذیری بر اساس پارامترهای مدی ……………………………… ۴۴
۲-۴- ۲-۲-۱) شاخص های نرم شدگی ……………………………………………………………. ۴۴
۲-۴- ۲-۲-۲) تعیین محل آسیب با استفاده از شکل مدها ………………………………………. ۴۸
۲- ۴-۲-۳) بررسی شاخص های آسیب کلی ………………………………………………………. ۴۸
۲-۴-۳) شاخص های مالی …………………………………………………………………………… ۴۹
فصل سوم: مطالعات تحلیلی و ارزیابی خطی سازه ها ………………… ۵۰
۳-۱) مقدمه ……………………………………………………………………………………………. ۵۱
۳-۲) محدوده و هدف مدلسازی………………………………………………………………………. ۵۱
۳-۳) مشخصات سیستم سازه ای ………………………………………………………………….. ۵۱
۳-۳-۱) مشخصات ساختمان های مورد مطالعه ……………………………………………………. ۵۱
۳-۳-۲) قاب های منتخب ……………………………………………………………………………… ۵۳
۳-۳-۳) مشخصات هندسی مقاطع قاب های منتخب …………………………………………….. ۵۴
۳-۴) بارگذاری ………………………………………………………………………………………….. ۵۷
۳-۴-۱) بارگذاری ثقلی …………………………………………………………………………………. ۵۷
۳-۴-۲) بارگذاری جانبی…………………………………………………………………………………. ۵۸
۳-۵) تحلیل استاتیکی معادل و تحلیل دینامیکی طیفی ……………………………………………..۶۱
۳-۵-۱) توزیع نیروی جانبی زلزله در ارتفاع ساختمان …………………………………………………۶۱
۳-۵-۲) آنالیز مودال………………………………………………………………………………………..۶۵
۳- ۵-۲-۱) مدلسازی ……………………………………………………………………………………..۶۵
۳- ۵-۲-۲) محاسبه مقادیر مشخصه ……………………………………………………………………۶۵
۳-۵-۳) تحلیل طیفی ……………………………………………………………………………………..۶۷
۳- ۵-۳-۱) طیف استاندارد …………………………………………………………………………………۶۷
۳- ۵-۳-۲) گسترش مدها ………………………………………………………………………………….۶۸
۳- ۵-۳-۳) ترکیب آثار مدها …………………………………………………………………………………۶۸
۳- ۵-۳-۴) بارگذاری طیفی …………………………………………………………………………………۶۹
۳- ۵-۳-۵) همپایه کردن نتایج…………………………………………………………………………….. ۷۰
۳- ۵-۳-۶) نتایج تحلیل طیفی برای نیروی افقی طبقات ……………………………………………… ۷۰
۳-۶) کنترل سازه ………………………………………………………………………………………….. ۷۲
۳-۶- ۱) ترکیبات بارگذاری ساختمان …………………………………………………………………….. ۷۲
۳-۶- ۲) بررسی نتایج کنترل مقاطع………………………………………………………………………. ۷۲
۳-۷) بارگذاری و تحلیل طبق آیین نامه ASCE/SEI 7-05 ……….ا………………………………………۷۸
۱-۷-۳) ضوابط مربوط به مؤلفه قائم زلزله در استاندارد ASCE/SEI 7-05……ا………………………..۷۸
۳-۷-۲) تحلیل قاب ها طبق ضوابط استاندارد ASCE/SEI 7-05 ….ا……………………………………۸۰
۳-۷-۳) مقایسه نتایج ……………………………………………………………………………………… ۸۰
فصل چهارم: تحلیل های تاریخچه زمانی و تعیین میزان خسارت قاب ها …..۸۳
۴-۱) مقدمه …………………………………………………………………………………………………… ۸۴
۴-۲) آشنایی با نرم افزار IDARC …….ا…………………………………………………………………….. ۸۴
۴-۲-۱) سازمان برنامه …………………………………………………………………………………………۸۶
۴-۲-۲) مدلسازی برای تحلیل های غیرخطی به کمک نرم افزار IDARC ..ا……………………………. ۸۷
۴- ۲-۲-۱) مدلسازی اعضای سازه ای …………………………………………………………………….. ۸۸
۴- ۲-۲-۲) مدل های هیسترزیس غیرخطی ………………………………………………………………. ۹۰
۴-۲-۳) مدل خسارت پارک و انگ ……………………………………………………………………………… ۹۱
۴-۲-۴) انواع روشهای آنالیز غیر خطی در نرم افزار ………………………………………………………… ۹۳
۴-۲-۵) پاسخ های سازه ای خروجی برنامه………………………………………………………………… ۹۴
۴-۲-۶) جمع بندی نهایی مشخصات و کارایی نرم افزار IDARC ….ا……………………………………… ۹۴
۴-۳) مدلسازی قاب های نمونه ………………………………………………………………………………. ۹۵
۴-۳-۱) هندسه مدل ……………………………………………………………………………………………. ۹۵
۴-۳-۲) بارگذاری……………………………………………………………………………………………………۹۶
۴-۴) تحلیل دینامیکی غیرخطی ……………………………………………………………………………… ۹۷
۴-۵) شتابنگاشت های طراحی ……………………………………………………………………………….. ۱۰۰
۴-۶) نتایج تحلیل دینامیکی غیرخطی …………………………………………………………………………. ۱۰۵
۴-۶- ۱) تاریخچه زمانی پاسخ تغییرمکان جانبی طبقات ………………………………………………………۱۰۶
۴- ۶-۱- ۱) تاریخچه پاسخ تغییر مکان جانبی طبقه ششم قاب بتنی……………………………………….۱۰۶
۴- ۶-۲- ۲) تاریخچه پاسخ تغییر مکان جانبی طبقه ششم قاب فولادی …………………………………… ۱۱۱
۴-۶- ۲) حداکثر پاسخ تغییرمکان جانبی طبقات ……………………………………………………………….۱۱۶
۴- ۶-۲- ۱) حداکثر پاسخ تغییرمکان جانبی طبقات قاب بتنی ……………………………………………….۱۱۶
۴- ۶-۲- ۲) حداکثر پاسخ تغییرمکان جانبی طبقات قاب فولادی…………………………………………….. ۱۲۰
۴-۶- ۳) اثر مؤلفه قائم زلزله بر نیروی محوری ستون ها ……………………………………………………. ۱۲۴
۴- ۶-۳- ۱) قاب بتنی……………………………………………………………………………………………… ۱۲۵
۴- ۶-۳- ۲) قاب فولادی ………………………………………………………………………………………….. ۱۲۹
۴-۶- ۴) ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای بر مبنای شاخص خسارت پارک – انگ …………………………….. ۱۳۳
۴- ۶-۴- ۱) شاخص خسارت کلی قاب های ساختمانی…………………………………………………….. ۱۳۳
۴- ۶-۴- ۲) توزیع خسارت در طبقات ساختمان ………………………………………………………………. ۱۳۴
۴-۶-۴-۲- ۱) قاب بتنی ………………………………………………………………………………………….. ۱۳۴
۴-۶-۴-۲- ۲) قاب فولادی………………………………………………………………………………………… ۱۳۸
۴- ۶-۴- ۳) شاخص خسارت تیرها وستون ها …………………………………………………………………. ۱۴۲
۴-۶-۴-۳- ۱) قاب بتنی ……………………………………………………………………………………………. ۱۴۲
۴-۶-۴-۳- ۲) قاب فولادی…………………………………………………………………………………………… ۱۴۹
۴- ۶-۴- ۴) شاخص خسارت حداکثر اعضاء……………………………………………………………………….۱۵۶
۴- ۶-۴- ۵) بررسی وضعیت مفاصل خمیری تحت زلزله بم …………………………………………………… ۱۵۷
۴-۶-۴-۵- ۱) بررسی وضعیت مفاصل خمیری قاب بتنی تحت زلزله بم ………………………………………. ۱۵۷
۴-۶-۴-۵- ۲) بررسی وضعیت مفاصل خمیری قاب فولادی تحت زلزله بم ………………………………………۱۶۰
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات ………………………………………………….. ۱۶۳
۵-۱) نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………….
) پیشنهادات …………………………………………………………………………………………………………..۱۶۵
منابع و مآخذ……………………………………………………………………………………………………………… ۱۶۶
فهرست منابع فارسی………………………………………………………………………………………………….. ۱۶۶
فهرست منابع لاتین……………………………………………………………………………………………………… ۱۶۷
چکیده انگلیسی…………………………………………………………………………………………………………. ۱۷۰
این پروژه به عنوان کمک آموزشی و در راستای تکمیل مطالعات شما ، در وبسایت قرار گرفته است .
لطفا از این پروژه به عنوان پایان نامه و یا پروژه تخصصی استفاده ننمایید .
- فاقد لینک دانلود و فروش. این پروژه فقط جهت معرفی در سایت قرار گرفته است. [purchase_link id=”7185″ text=”اضافه‌کردن به سبدخرید” style=”button” color=”green”]
پیشنهاد:
پایان نامه بررسی تأثیر طول دهانه بر رفتار پل تحت اثر…
پروژه برسی تاثیر مولفه قائم شتاب زمین در ستونهای…- پاسخ دینامیکی یک دال بتن مسلح تقویت شده با مصالح FRP…
- بررسی رفتار پل های مورب دارای سیستم جداسازی لرزه ای…
- پروژه ارزیابی و مقایسه حفاظهای موقت و دائم کنار جاده…
- پروژه تحلیل قابلیت اعتماد در سازه های فراساحل تحت…