مقاوم سازی اعضای آسیب پذیر گنبدهای فضاکار در برابر خرابی پیشرونده

فهرست :
فصل اول: مقدمه

۱-۱- تاریخچه¬ی سازه¬های فضاکار ۱
۱-۲- مروری بر تحقیقات انجام شده ۳
۱-۳- اهداف تحقیق ۴

فصل دوم: معرفی سازه¬های فضاکار

۲-۱- دسته بندی سازه های فضاکار از لحاظ شکل هندسی ۶
۲-۱-۱- شبکه¬ها ۷
۲-۱-۲- چلیک¬ها ۷
۲-۱-۳- گنبدها ۸
۲-۱-۴- سازه های چادری ۹
۲-۲- اجزای تشکیل دهنده ی سازه های فضاکار مشبک ۱۰
۲-۲-۱- سیستم پیونده ای ۱۰
۲-۲-۱-۱- سیستم پیونده ای گوی سان ۱۰
۲-۲-۱-۱-۱- سیستم پیونده گوی سان مرو ۱۱
۲-۲-۱-۱-۲- سیستم پیونده گوی سان کراپ منتال ۱۳
۲-۲-۱-۱-۳- سیستم پیونده گوی سان اوربا هیوب ۱۴
۲-۲-۱-۱-۴- سیستم پیونده گوی سان زوبلین ۱۴
۲-۲-۱-۱-۵- سیستم پیونده گوی سان یونی تراس ۱۶
۲-۲-۱-۱-۶- سیستم پیونده گوی سان اورونا ۱۸
۲-۲-۱-۱-۷- سیستم پیونده گوی سان کی¬تی تراس ۱۹
۲-۲-۱-۱-۸- سیستم پیونده گوی سان اسکن اسپیس ۲۰
۲-۲-۱-۲- سیستم پیونده نیامی ۲۱
۲-۲-۱-۲-۱- سیستم پیونده نیامی نیپون استیل ۲۱
۲-۲-۱-۲-۲- سیستم پیونده نیامی اسفروبت ۲۲
۲-۲-۱-۲-۳- سیستم پیونده نیامی تیوبال ۲۳
۲-۲-۱-۲-۴- سیستم پیونده نیامی کاسان (آکام فلز) ۲۴
۲-۲-۱-۳- سیستم پیونده صفحه ای ۲۵
۲-۲-۱-۳-۱- سیستم پیونده ی صفحه ای کی¬ای تراس ۲۵
۲-۲-۱-۳-۲- سیستم پیونده ی صفحه ای پاور استرات ۲۵
۲-۲-۱-۳-۳- سیستم پیونده ی صفحه ای یونی استرات ۲۶
۲-۲-۱-۳-۴- سیستم پیونده ی صفحه¬ای تمکور ۲۶
۲-۲-۱-۳-۵- سیستم پیونده ی صفحه ای اُکتا تیوب ۲۷
۲-۲-۱-۳-۶- سیستم پیونده ی صفحه¬ای تری دیماتیک ۲۷
۲-۲-۱-۳-۷- سیستم پیونده ی صفحه¬ای توراس گِستو ۲۸
۲-۲-۱-۳-۸- سیستم پیونده ی صفحه ای پراتو ۲۹
۲-۲-۱-۴- سیستم پیونده ی شکافی ۲۹
۲-۲-۱-۵- سیستم پیونده ی پوسته ای ۳۰
۲-۲-۱-۵-۱- سیستم پیونده ی پوسته¬ای اُکتا پلیت ۳۰
۲-۲-۱-۵-۲- سیستم پیونده ی پوسته¬ای نودوس ۳۱
۲-۲-۱-۵-۳- سیستم پیونده ی پوسته¬ای SDC 31
۲-۲-۲- سیستم¬های واحدی ۳۲
۲-۲-۲-۱- سیستم¬های واحدی اسپیس دِک ۳۲
۲-۲-۲-۲- سیستم¬های واحدی یونی بت ۳۳
۲-۲-۲-۳- سیستم¬های واحدی کیوبیک ۳۴
۲-۲-۳- سیستم ترکیبی ۳۵

فصل سوم: بررسی اثر خرابی پیشرونده در سازه ها

۳-۱- خرابی پیشرونده ۳۸
۳-۱-۱- تئوری خرابی پیشرونده ۳۹
۳-۱-۱-۱- تعیین درجه¬ی مقاومت سازه بر اساس سختی ۳۹
۳-۱-۱-۲- تعیین درجه¬ی مقاومت سازه بر اساس میزان خرابی ایجاد شده ۴۰
۳-۱-۱-۳- تعیین درجه¬ی مقاومت سازه بر اساس انرژی ۴۱
۳-۱-۲- انواع خرابی پیشرونده ۴۲
۳-۱-۲-۱- خرابی کلوچه مانند ۴۲
۳-۱-۲-۲- خرابی زیپ مانند ۴۳
۳-۱-۲-۳- خرابی دومینو مانند ۴۴
۳-۱-۲-۴- خرابی پیشرونده در سطح مقطع ۴۵
۳-۱-۲-۵- خرابی ناشی از ناپایداری ۴۶
۳-۱-۲-۶- حالت ترکیبی خرابی پیشرونده ۴۷
۳-۱-۳- عوامل موثر در ایجاد خرابی پیشرونده ۴۷
۳-۲- آسیب¬پذیری ساختمان¬ها در برابر خرابی پیشرونده ۴۷
۳-۳- اشکال مختلف ناپایداری در سازه¬های فضاکار ۵۰
۳-۳-۱- ناپایداری موضعی در سطح مقطع اعضا ۵۰
۳-۳-۲- ناپایداری عضوی ۵۱
۳-۳-۳- ناپایداری گرهی ۵۱
۳-۳-۴- ناپایداری پیچشی گرهی ۵۲
۳-۳-۵- ناپایداری کوپل ۵۲
۳-۳-۶- ناپایداری مسیری ۵۳
۳-۳-۷- ناپایداری عمومی ۵۳
۳-۴- روش¬های آنالیز خرابی پیشرونده ۵۴
۳-۴-۱- روش استاتیکی خطی ۵۴
۳-۴-۲- روش استاتیکی غیرخطی ۵۵
۳-۴-۳- روش دینامیکی خطی ۵۶
۳-۴-۴- روش دینامیکی غیرخطی ۵۶
۳-۵- طراحی مقاوم در برابر خرابی پیشرونده ۵۷
۳-۵-۱- آیین¬نامه¬ها و دستورالعمل¬ها ۵۷
۳-۵-۲- دلایل نامناسب بودن آیین¬نامه¬های طراحی موجود ۵۸
۳-۵-۳- روش¬های طراحی در برابر خرابی پیشرونده ۵۹
۵-۵-۳-۱- روش طراحی مستقیم ۵۹
۵-۵-۳-۲- روش طراحی غیرمستقیم ۶۰

فصل چهارم: مقاوم سازی گنبدهای فضاکار در برابر خرابی پیشرونده

۴-۱- طراحی اولیه¬ی سازه¬ی گنبدها ۶۲
۴-۱-۱- مشخصات هندسی گنبدها ۶۲
۴-۱-۲- مشخصات مصالح و مقاطع مورد استفاده در طراحی اولیه ۶۲
۴-۱-۳- مشخصات اتصالات و قیود تکیه¬گاهی ۶۴
۴-۱-۴- آیین¬نامه¬های مورد استفاده در بارگذاری و طراحی سازه ۶۴
۴-۲- مقاوم¬سازی سازه¬ها در برابر خرابی پیشرونده ۶۶
۴-۲-۱- آنالیز خرابی پیشرونده ۶۸
۴-۲-۱-۱- آنالیز استاتیکی خطی ۶۸
۴-۲-۱-۲- آنالیز استاتیکی غیرخطی ۶۸
۴-۲-۱-۳- آنالیز دینامیکی خطی ۶۹
۴-۲-۱-۴- آنالیز دینامیکی غیرخطی ۷۰
۴-۳- بررسی آسیب¬پذیری گنبدهای فضاکار در برابر خرابی پیشرونده ۷۱
۴-۳-۱- گنبد دیاماتیک ۷۲
۴-۳-۱-۱- نتایج آنالیزهای استاتیکی خطی و دینامیکی خطی در گنبد دیاماتیک ۷۳
۴-۳-۱-۲- نتایج آنالیز استاتیکی غیرخطی در گنبد دیاماتیک ۷۴
۴-۳-۱-۳- نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی در گنبد دیاماتیک ۷۵
۴-۳-۱-۴- جمع بندی نتایج آنالیزهای مربوط به گنبد دیاماتیک ۷۷
۴-۳-۲- گنبد لملا ۷۸
۴-۳-۲-۱- نتایج آنالیزهای استاتیکی خطی و دینامیکی خطی در گنبد لملا ۷۸
۴-۳-۲-۲- نتایج آنالیز استاتیکی غیرخطی در گنبد لملا ۸۰
۴-۳-۲-۳- نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی در گنبد لملا ۸۰
۴-۳-۲-۴- جمع بندی نتایج آنالیزهای مربوط به گنبد لملا ۸۲
۴-۳-۳- گنبد دنده¬دار ۸۲
۴-۳-۳-۱- نتایج آنالیزهای استاتیکی خطی و دینامیکی خطی در گنبد دنده¬دار ۸۳
۴-۳-۳-۲- نتایج آنالیز استاتیکی غیرخطی در گنبد دنده¬دار ۸۴
۴-۳-۳-۳- نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی در گنبد دنده¬دار ۸۵
۴-۳-۳-۴- جمع بندی نتایج آنالیزهای مربوط به گنبد دنده¬دار ۸۷
۴-۳-۴- گنبد اشودلر ۸۷
۴-۳-۴-۱- نتایج آنالیزهای استاتیکی خطی و دینامیکی خطی در گنبد اشودلر ۸۸
۴-۳-۴-۲- نتایج آنالیز استاتیکی غیرخطی در گنبد اشودلر ۹۰
۴-۳-۴-۳- نتایج آنالیز دینامیکی غیرخطی در گنبد اشودلر ۹۱
۴-۳-۴-۴- جمع بندی نتایج آنالیزهای مربوط به گنبد اشودلر ۹۳
۴-۳-۵- مقایسه¬ی نتایج ۹۳
۴-۴- مقاوم سازی اعضای آسیب¬پذیر گنبدهای فضاکار در برابر خرابی پیشرونده ۹۳
۴-۴-۱- مقاوم سازی گنبد لملا ۹۴
۴-۴-۲- مقاوم سازی گنبد دنده¬دار ۹۵
۴-۴-۳- مقاوم سازی گنبد اشودلر ۹۶
۴-۵- بررسی ضریب اثرات دینامیکی در ترکیب بار استاتیکی خطی ۹۷
۴-۵-۱- گنبدهای دیاماتیک ۹۸
۴-۵-۱-۱- گنبد دیاماتیک ۶ عضوی ۹۸
۴-۵-۱-۲- گنبد دیاماتیک ۲۴ عضوی ۹۸
۴-۵-۱-۳- گنبد دیاماتیک ۶۶ عضوی ۹۹
۴-۵-۱-۴- گنبد دیاماتیک ۱۲۶ عضوی ۱۰۰
۴-۵-۲- گنبدهای لملا ۱۰۲
۴-۵-۲-۱- گنبد دیاماتیک ۳۶ عضوی ۱۰۲
۴-۵-۲-۲- گنبد دیاماتیک ۶۰ عضوی ۱۰۳
۴-۵-۲-۳- گنبد دیاماتیک ۸۴ عضوی ۱۰۴
۴-۵-۲-۴- گنبد دیاماتیک ۱۰۸ عضوی ۱۰۴
۴-۵-۲-۵- گنبد دیاماتیک ۱۳۲ عضوی ۱۰۵
۴-۵-۲-۶- گنبد دیاماتیک ۱۵۶ عضوی ۱۰۶
۴-۵-۳- گنبدهای دنده¬دار ۱۰۸
۴-۵-۳-۱- گنبد دنده¬دار ۱۲ عضوی ۱۰۸
۴-۵-۳-۲- گنبد دنده¬دار ۳۶ عضوی ۱۰۹
۴-۵-۳-۳- گنبد دنده¬دار ۶۰ عضوی ۱۰۹
۴-۵-۳-۴- گنبد دنده¬دار ۸۴ عضوی ۱۱۱
۴-۵-۴- گنبدهای اشودلر ۱۱۲
۴-۵-۴-۱- گنبد اشودلر ۱۲ عضوی ۱۱۲
۴-۵-۴-۲- گنبد اشودلر ۴۸ عضوی ۱۱۳
۴-۵-۴-۳- گنبد اشودلر ۸۴ عضوی ۱۱۳
۴-۵-۴-۴- گنبد اشودلر ۱۲۰ عضوی ۱۱۴
۴-۵-۵- مقایسه نتایج ۱۱۶

فصل پنجم: نتیجه¬گیری و پیشنهادات

۵-۱- نتیجه¬گیری ۱۱۷
۵-۲- بررسی پیشنهادات ۱۱۹
منابع ۱۲۰
پیوست (۱)- ماکروهای مدل سازی، بارگذاری و آنالیز خرابی پیشرونده در ANSYS 122
پیوست (۲)- متن مربوط به ایجاد تاشه¬ی گنبدها در نرم¬افزار فرمین۲ ۱۳۱
پیوست (۳)- مقدار بار اعمال شده در هر گره از گنبدها ۱۳۳
پیوست (۴)- شماره¬ی گره¬ها و المان¬ها در گنبدهای مختلف ۱۳۷
پیوست (۵)- بارطراحی اولیه¬ی تیپ¬های مختلف اعضای گنبدها در نرم¬افزار SAP2000 141
پیوست (۶)- نمودارهای نیرو- تغییرشکل در آنالیز استاتیکی غیرخطی (Pushover) 142
پیوست (۷)- نمودارهای تغییرشکل- زمان در آنالیز دینامیکی خطی ۱۵۴
پیوست (۸)- نمودارهای تغییرشکل- زمان در آنالیز دینامیکی غیرخطی ۱۶۷