پایان نامه ارشد:ارزیابی ضریب رفتار قاب های بتن آرمه متداول ایران با استفاده از روند آیین نامه FEMA P695

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته عمران

گرایش : زلزله

عنوان :ارزیابی ضریب رفتار قاب های بتن آرمه متداول ایران با استفاده از روند آیین نامه FEMA P695

دانشگاه آزاد واحد شهرکرد

دانشکده فني و مهندسي

 

پايان نامه براي دريافت درجه كارشناسي ارشد

در رشته مهندسي عمران- زلزله

عنوان :

ارزیابی ضریب رفتار قاب های بتن آرمه متداول ایران با استفاده از روند آیین نامه FEMA P695

 

استاد راهنما :

دکتر تاجمیر ریاحی

 

 

استاد مشاور :

دکتر محمد علی رهگذر

 

 

 

بهمن 1391

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                 صفحه

 

چکیده——————————————————————— 1

فصل اول « بررسي آناليز استاتيکي غير خطي »

1-1- مقدمه—————————————————————– 3

1-2- مروری بر روشهای تحلیل لرزه­ای سازه ها————————————- 5

1-2-1- تحلیل استاتیکی معادل———————————————— 5

1-2-2- تحلیل دینامیکی خطی————————————————- 6

1-2-2-1- تحلیل دینامیکی طیفی یا تحلیل مودال——————————— 7

1-2-2-2- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی خطی———————————- 7

1-2-3- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی——————————— 8

1-3- تحليل پوش آور مرسوم————————————————— 9

1-3-1- مطالعه مقایسه ای آنالیز استاتیکی غیرخطی با آنالیز دینامیکی غیرخطی—————- 9

1-3-2- اساس تحليل استاتيکي فزاينده غير خطي——————————— 10

1-3-3- مزايا و نتايج قابل حصول از آناليز پوش آور——————————— 12

1-3-4- روش انجام تحليل پوش آور مرسوم ————————————– 13

1-3-5- ارکان اصلي در انجام آناليز استاتيکي غير خطي—————————– 15

1-4- پوش آور مودي——————————————————— 15

1-5- مقدمه ای بر آناليز پوش آور تطبيقي ————————————— 15

1-6- نتيجه گيري———————————————————— 16

فصل دوم « بررسی ضریب رفتار و اجزاء تشکیل دهنده آن »

2-1- مقدمه—————————————————————– 18

2-2- تاريخچه مطالعاتي ضريب رفتار——————————————— 20

2-3- روشهاي محاسبه ضريب رفتار———————————————- 20

2-3-1- روشهاي آمريکايي—————————————————– 22

2-3-1-1- روش طيف ظرفيت فريمن——————————————– 22

2-3-1-2- روش شکل پذيري يوانگ——————————————— 24

2-3-2- روشهاي اروپايي——————————————————- 27

2-3-2-1- روش تئوري شکل پذيري——————————————— 27

2-3-2-2- روش انرژي——————————————————– 29

2-4- تشريح اجزاي ضريب رفتار———————————————— 30

2-4-1- شکل پذيري——————————————————— 30

2-4-1-1- ضريب شکل پذيري کلي سازه—————————————– 30

2-4-1-2- ضريب کاهش نيرو توسط شکل پذيري———————————- 30

2-4-2- مقاومت افزون——————————————————– 32

2-4-2-1- عوامل مؤثر در مقاومت افزون—————————————— 33

2-4-2-2- چگونگي محاسبه مقاومت افزون————————————— 35

2-4-2-3- استفاده از ضريب مقاومت افزون در ترکيبهاي بارگذاري آيين نامه­ها———– 36

2-4-2-3- تاريخچه اعدادي محاسبه شده براي مقاومت افزون———————— 37

2-4-3- درجه نامعيني——————————————————– 38

2-4-3-1- تئوري قابليت اعتماد در سيستم هاي سازه اي ————————— 39

2-4-3-2- اثر نامعيني سازه اي در آيين نامه هاي مختلف————————— 42

2-4-3-3- آثار درجه نامعيني بر پاسخ لرزه اي سازه ها—————————— 44

2-5-  محاسبه ضریب رفتار توسط آنالیز تاریخچه زمانی—————————– 44

2-5-1- معیار های عملکرد در آنالیز دینامیکی تاریخچه زمانی————————- 45

2-5-1-1- معیار تغییر مکان نسبی بین طبقات———————————— 46

2-5-1-2- معیار پایداری—————————————————— 46

2-6-روش بررسی ضریب رفتار با روند fema p695  ——————————– 47

2-7- نتیجه گیری———————————————————— 56

فصل سوم « مدلسازی مسئله »

3-1-مقدمه—————————————————————– 58

3-2-فرضیات—————————————————————- 58

3-3-تحلیل استاتیکی خطی—————————————————- 59

3-4-تحلیل پوش آور———————————————————- 64

3-5-تحلیل دینامیکی غیر خطی(incremental dynamic analysis)—————— 68

فصل چهارم « ارزیابی ضرایب رفتار قاب ها »

4-1-مشخصات دینامیکی مدل ها———————————————— 74

4-2- ضریب بیش مقاومت—————————————————– 74

4-3-محاسبه ظرفیت خرابی بوسیله آنالیز IDA———————————— 76

4-4- بررسی خرابی———————————————————- 83

فصل پنجم « نتیجه گیری »

5-1 نتیجه گیری————————————————————- 85

منابع———————————————————————– 87

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                 صفحه

 

جدول 2-1- مقادير ضرايب نامعيني در ATC-19 و مقادير محاسبه شده از پيشنهاد موسز– 42

جدول2-2- نسبت دقت برای نیاز طراحی—————————————– 48

جدول2-3- نسبت دقت برای آزمایش مصالح————————————– 49

جدول2-4  جهت محاسبه SSF————————————————- 53

جدول2-5—————————————————————— 54

جدول2-6—————————————————————— 55

جدول 3-1 مشخصات مصالح————————————————— 59

جدول 3-2  انواع قاب ها—————————————————— 60

جدول 3-3 نتایج تحلیل استاتیکی خطی—————————————— 62

جدول3-4 خروجی پوش آور————————————————— 68

جدول 3-5 انواع شتاب نگاشت و ضریب نرمال سازی شتاب نگاشت ها—————— 69

جدول4-1—————————————————————— 74

جدول4-2—————————————————————— 75

جدول4-3 خروجی پوش آور————————————————— 75

جدول4-4—————————————————————— 76

جدول 4-5—————————————————————— 77

جدول4-6—————————————————————— 78

جدول4-7—————————————————————— 78

جدول 4-8 خروجی IDA—————————————————– 79

جدول 4-9—————————————————————— 80

جدول 4-10—————————————————————- 81

جدول 4-11—————————————————————- 81

جدول 4-12—————————————————————- 81

جدول4-13 نهایی———————————————————— 82

 

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                 صفحه

 

شکل 1-1 مراحل اعمال بار جانبي به سازه، از ايجاد تغييرشکلهاي ارتجاعي تا آستانه فرو ريزش در آناليز پوش آور     11

شکل 1-2 منحني پوش آور—————————————————- 14

شکل 2-1 نمودار منحني ظرفيت يک سازه متعارف——————————— 25

شکل 2-2 مدل رفتاري ساده شده براي سيستم يک درجه آزاد———————– 28

شکل 2-3 طيف ارتجاعي و غير ارتجاعي با شکل پذيري ثابت ———————— 32

شکل 2-4 حالت های کلی ناپایداری.——————————————— 47

شکل2-5نمودار پوش آور——————————————————- 50

شکل 2-6 نمودار IDA——————————————————– 52

شکل 3-1 مقدار و نحوه بار گذاری بار مرده برای مدل پنج سقف با پنج دهانه———— 60

شکل 3-2 ابعاد تیر و ستون  مدل پنج سقف با پنج دهانه—————————- 63

شکل 3-3 مقدار آرماتور طولی برای مدل پنج سقف با پنج دهانه———————– 63

شکل 3-4 منحنی رفتار فولاد مورد استفاده—————————————- 65

شکل 3-5 نمودار پوش اور مدل پنج دهانه پنج سقف——————————– 67

شکل 3-6  نمودار IDA پنج دهانه سه سقف————————————– 72

شکل 4-1   نمودار IDA پنج دهانه پنج سقف————————————- 76

شکل 4-2   نمودار ADI سه دهانه سه سقف————————————– 77

شکل 4-3 پوش اور نمودار مدل 3×3——————————————— 80

شکل 4-4نمودار جابجایی نسبی طبقات——————————————- 83

 

 

 

فصل اول

« بررسي آناليز استاتيکي غير خطي »

 

 

در حال حاضر به نظر مي رسد بهترين روش انجام آناليزهاي لرزه اي، آناليز ديناميکي غيرخطي باشد ولي به دليل پيچيدگي و زمان بر بودن آن محققين را بر آن داشته است تا طيف وسيعي از مطالعات در مورد آناليز هاي استاتيکي غيرخطي موسوم به پوش آور مرسوم داشته باشند.با توسعه کاربرد تحليل پوش آور در سالهاي اخير روشهاي پوش آور پيشرفته متعددي براي لحاظ کردن اثر مود هاي بالاتر و همچنين اثر تغیيرات مشخصات مودال سازه در طول تحليل ناشي از تسليم اعضاء پيشنهاد شده است. روشهاي پيشنهادي عموماً براي لحاظ کردن اثرات مود هاي بالاتر از چندين تحليل پوش آور با الگوي بارهاي متناسب با اشکال مودي سازه استفاده مي نمايد و نتايج حاصل از اين تحليل ها با يکديگر ترکيب مي شوند. در اين فصل فرايند توسعه روشهاي پوش آور به طور کامل شرح داده مي شود و در انتها آخرين نتايج به دست آمده توسط محققين ارائه مي گردد.

 

1-1- مقدمه

در سالهاي گذشته آناليز ارتجاعي، بيشترين کاربرد را جهت تحليل و بررسي رفتار سازه ها در مقابل زلزله داشته است، اما عملکرد سازه ها در زلزله ها نشان داده است که صرفاً تحليلهاي ارتجاعي براي اين منظور کافي نيستند. آناليز ديناميکي تاريخچه زماني غير خطي، دقيق ترين روش جهت بررسي رفتار سازه ها هنگام زلزله است، اما اين روش بسيار وقت گير و پيچيده است. در اين شيوه براي آناليز سازه نياز به مجموعه اي از شتابنگاشتهاي مختلف مي باشد تا بتوان بر اساس نتايج بدست آمده از آناليزهاي انجام شده تصميم مقتضي گرفت، ضمن اينکه تصميم گيري در مورد نتايج بدست آمده نياز به دانش و تخصص کافي در اين زمينه دارد.

در پي مشکلات عنوان شده پژوهشگران پيوسته به دنبال روشي بوده اند که بتواند با سرعت بالاتري سازه ها را در ناﺣﯿﮥ غير خطي تحليل کند. در اين راستا ايدﮤ تحليل استاتيکي فزايندﮤ غير خطي در سال 1975 توسط محققين مطرح گرديد و گامهاي اوليه در اين زمينه برداشته شد.

در روش مذکور، موسوم به آناليز پوش آور متداول، سازه تحت الگوي بارگذاري ثابت تا تغيير مکان معيني موسوم به تغيير مکان هدف جلو برده مي شود، مگر اينکه فروريزش سازه زودتر از رسيدن به تغيير مکان هدف رخ دهد. بعد از انجام آناليز قادر به استخراج نتايجي از قبيل منحني ظرفيت سازه، تغيير مکان نسبي طبقات، نيروهاي داخلي اعضاء و ديگر پاسخهاي لرزه اي سازه خواهيم بود .

لازم به ذکر است در طي سالهاي اخير تحليل پوش آور به عنوان يک فرايند کاربردي نقش موثري در جهت پيشرفت و توسعه آناليز هاي لرزه اي بر مبناي عملکرد داشته است و به طور گسترده اي در آيين نامه ها و دستوالعمل هاي بهسازي لرزه اي سازه ها مورد استفاده قرار گرفته است. در طي فرايند تحقيقات به عمل آمده در مورد روشهاي پوش آور از سوي محققين و در جهت رفع معايب پوش آور مرسوم که قادر نمي باشد اثر مودهاي بالاتر و اثر تغییر مشخصات مودال سازه در طول تحليل ناشي از تسليم اعضاء در نظر بگيرد روشهاي پوش‌آور جديدي براساس مفاهيم ترکيب مودال سازه ارائه گرديده است. در سال 2002 روش MPA[1]توسط چوپرا وگوئل پيشنهاد شد. در اين روش چندين تحليل پوش‌آور با الگوي بار متناسب با اشکال مودي الاستيک چند مود اول انجام گرفته سپس پاسخ لرزه‌اي سازه از ترکيب پاسخ‌هاي حاصل از هر مود با استفاده از روش ترکيب مجموع مربعات (SRSS) بدست مي‌آمد. از آنجايي که در مودهاي بالاتر افزايش جابجايي بام متناسب با افزايش جابجايي ساير طبقات نمي‌باشد و حتي در برخي موارد با افزايش برش پايه طبقه بام در جهت عکس حرکت مي‌کند لذا استفاده از جابجايي بام به عنوان نقطه کنترل تغيير مکان در مودهاي بالاتر با ابهاماتي روبه‌رو بوده است. در سال 2004 چوپرا وگوئل براي رفع اين نقيصه روش MMPA[2] ارائه کردند. در تمام اين تحليل‌ها به علت آنکه الگوي بارگذاري ثابت است و باتوجه به کاهش سختي در طي تحليل الگوي بار بهنگام نمي شود همچنان اين آناليز ها ازنتايج خوبي برخوردار نبود.

پس از چوپرا وگوئل با انجام مطالعات‌و بررسي‌ها در جهت رفع نواقص روش هاي قبلي، روشهايي ابداع شد که در هرمرحله با کاهش سختي ناشي از تسليم اعضاء بارگذاري بهنگام مي شود و در سالهاي اخير توسط آنتونيو و پينهو جديدترين روشهاي پوش‌آور تطبيقي APA[3] که به صورت يک مدل تحليل فيبري (Fiber)تحت عنوان روشهاي FAP[4]وDAP[5]توسعه يافته است. در ادامه پس از مروری بر آنالیز های لرزه ای مورد استفاده در آئین نامه ها به شرح کامل آنالیز استاتیکی غیر خطی خواهیم پرداخت.

 

1-2- مروری بر روشهای تحلیل لرزه­ای سازه ها

به منظور بررسی رفتار سازه در مقابل زلزله و همچنین طراحی لرزه‌ای، نیاز به تحلیل لرزه‌ای می­باشد. انتخاب نوع تحلیل بستگی به عواملی همچون دقت مورد انتظار و توصیة آیین نامه­ها دارد. آنالیز لرزه‌ای سازه­ها به چهار روش استاتیکی و دینامیکیِ خطی و غیرخطی انجام می‌شود که در ادامه به آنها پرداخته خواهد شد.

 

1-2-1- تحلیل استاتیکی معادل

این روش از متداولترین شیوه‌های تحلیل لرزه‌ای است که در تمام آیین نامه‌های زلزله دنیا با اختلافاتی جزئی نسبت به یکدیگر از آن استفاده شده است. روش کار بدین گونه است که برش پایه طرح که درصدی از وزن سازه است و توسط ضریبی به نام ضریب زلزله بدست می آید، بر اساس یک الگوی بارگذاری مشخص در امتداد قائم سازه توزیع و به آن وارد می­گردد. پس از این مرحله با استفاده از ترکیبات بارگذاری توصیه شده توسط آیین نامه­ها، تحلیل سازه با فرضیات و تئوری های حاکم بر رفتار ارتجاعی و خطی، انجام می گیرد و نیروهای داخلی اعضا استخراج و سپس طراحی صورت می پذیرد.

الگوی بارگذاری در آیین نامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله (استاندارد 2800 ایران) به شکل مثلثی و برگرفته از شکل مود اول الاستیک سازه است. در استاندارد 2800 ایران، نیروی برشی پایه ، مطابق رابطه زیر در ارتفاع ساختمان توزیع می گردد:

(1-1)

در رابطه (1-1):

: نیروی جانبی در تراز طبقه ام، : ارتفاع طبقه ام از تر از پایه، : ارتفاع طبقه ام از تراز پایه، : وزن موثر طبقه ام، : وزن موثر طبقه ام و  نیروی جانبی اضافی در تراز سقف  که بوسیله رابطه زیر تعیین می شود:

(1-2)

نیروی  نباید بیشتر از  در نظر گرفته شود و چنانچه  برابر یا کوچکتر از  ثانیه باشد، می توان آن را برابر صفر اختیار نمود.

[1] – Modal Pushover Analysis

[2] – Modified Modal Pushover Analysis

[3] -Adaptive Pushover Analysis

[4] -Forc-  based Adaptive Pushover

[5] -Displacment – basedAdaptive Pushover

تعداد صفحه :112

قیمت : 14700 تومان

———–

——-

پشتیبانی سایت :               serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  --