پایان نامه فاصله مورد نیاز ساختمان های باقاب خمشی فولادی به منظور جلوگیری از برخورد حین زلزله

پایان نامه فاصله مورد نیاز ساختمان های باقاب خمشی فولادی به منظور جلوگیری از برخورد حین زلزله

چکیده

در هنگام زلزله ساختمانهایی که نزدیک هم قرار دارند به علت تفاوت در خصوصیات دینامیکی پاسخهای متفاوتی از خود نشان می دهند و ارتعاش مشابه و هماهنگ نخواهند داشت و در نتیجه احتمال برخورد و انهدام در اثر ضربه برای این ساختمانها وجود دارد.

این پدیده برای اولین بار پس از زلزله سال 1985 مکزیکوسیتی مورد ارزیابی قرار گرفته و به عنوان یکی از عوامل تاثیر گذار بر میزان شدت خرابی های ناشی از نیروی زلزله در نظر گرفته شد. از مهمترین راهکارهای ارائه شده در زمینه کاهش نیروی تنه ای می توان به تعبیه درز انقطاع کافی بین دو ساختمان مجاور هم، اشاره کرد. در این تحقیق فاصله مورد نیاز بین سازه های با سیستم قاب خمشی فولادی با تحلیل غیر خطی به روش ارتعاشات پیشا محاسبه شده و اثر پارامتر ها ی دینامیکی (زمان تناوب، میرایی، جرم) روی این فاصله بررسی می­گردد. همچنین رابطه ای برای محاسبه درز انقطاع مدلهای سازه ای مورد نظر پیشنهاد شده و نتایج حاصل از این رابطه با روابط آیین نامه های IBC2006 و استاندارد 2800 ایران مقایسه شده است.

نتایج نشان می دهند که با نزدیک شدن زمان تناوب دو سازه و همچنین افزایش میرایی، فاصله بین سازه ها کاهش می یابد. همچنین  درز انقطاع محاسباتی  بر اساس استاندارد 2800 ایران برای سازه های تا 7 طبقه، کمتر و برای سازه های بیشتر از 7 طبقه، بیشتر ازمقدار بدست امده بر اساس آیین نامه IBC2006 و روش استفاده شده در این تحقیق می باشد.

مقدمه

در هنگام زلزله در اثر حركات زمین، ساختمانها تحت نیروهای دینامیكی قرار می‌گیرند و به ارتعاش در می‌آیند. در ساخت سازهای شهری به مواردی برخورد می‌كنیم كه ساختمانهای مجاور به هم چسبیده و یا با فاصله كم از یكدیگر قرار دارند. این سازه‌ها بدلیل اختلاف خواص دینامیكی در یك جهت معین دارای زمان تناوبهای مساوی نمی‌باشند. تفاوت زمان تناوب در سازه باعث اختلاف در واكنشهای آنها نسبت به شتاب زمین خواهد شد و در نتیجه با توجه به تعییر مكانهای آنها در لحظات مختلف، در طول زلزله دو سازه گاهی به هم نزدیك و گاهی از هم دور خواهد شد. و اگر فاصله دو سازه به اندازه كافی بزرگ نباشد در هنگام زلزله ممكن است با یكدیگر برخورد كرده و ضربه‌ای به همدیگر وارد نمایند برای جلوگیری از این رخداد باید فاصله بین ساختمانهای مجاور قرار داده شود تا از برخورد آنها جلوگیری گردد این فاصله را درز انقطاع گویند. 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                            صفحه

فصل 1 معرفی درز انقطاع و پارامترهای موثر بر آن

1-1     مقدمه                                                                                  

1-2   نیروی تنه ای و اهمیت آن 

فصل2 مروری بر تحقیقات انجام شده

          2-1 سوابق تحقیق

          2-1-1 Anagnostopouls    1988

          2-1-2 Westermo  1989

          2-1-3  Anagnostopouls  1991

          2-1-3-1 تاثیر مقاومت سازه­ای

          2-1-3-2 تاثیر میرایی اعضاء

          2-1-3-3 تاثیر بزرگی جرم سازه

          2-1-3-4 خلاصه نتایج

          2-2-4 Maision,kasai,Jeng 1992

          2-1-5 Jeng,Hsiang,Lin  1997

          2 -1-6 Lin و Weng 2001

          2-1-7 Biego Lopez Garcia 2005

          2-1-7-1 مدل خطی

          2-1-7-2 مدل غیر خطی

          2-1-8 فرزانه حامدی 1374

          2-1-9 حسن شفائی 1385

          2-1-10 نوید سیاه پلو 1387

          2-2 روشهای آیین نامه ای 

          2-2-1 آیین نامه IBC 2006

          2-2-2 آیین نامه طراحی ساختمان­ها در برابر زلزله (استاندارد2800)                   

فصل 3 معرفی تئوری ارتعاشات پیشا 

          3-1 فرایند ها و متغیر های پیشا

          3-2 تعریف متغیر پیشای X

          3-3 تابع چگالی احتمال

          3-4 امید های آماری فرایند راندم (پیشا)

          3-4-1 امید آماری مرتبه اول (میانگین) و دوم             

          3-5-2 واریانس و انحراف معیار فرایندهای راندم

          3-5  فرایندهای مانا و ارگادیک 

          3-5-1 فرایند مانا

          3-5-2 فرایند ارگادیک

          3-6 همبستگی فرایندهای پیشا

          3-7 تابع خود همبستگی

          3-8 چگالی طیفی

          3-9  فرایند راندم باد باریک و باند پهن

          3-10  انتقال ارتعاشات راندم

           3-10-1 میانگین پاسخ

           3-10-2 تابع خود همبستگی پاسخ

           ­­­­­3-10-3 تابع چگالی طیفی

           3-10-4 جذر میانگین مربع پاسخ

           3-11 روشDavenport

فصل 4 مدلسازی و نتایج تحلیل دینامیکی غیر خطی

      4-1 مقدمه

      4-2 روش­های مدل­سازی رفتار غیرخطی

      4-3  آنالیز غیرخطی قاب های خمشی

      4-4 مشخصات مدل­های مورد بررسی

      4-4-1 طراحی مدل­ها

      4-4-2 مدل تحلیلی

      4-4-3 مشخصات مصالح

      4-4-4 مدل­سازی تیر ها و ستون­ها

      4-4-5 بارگذاری

      4-5 روش آنالیز

      4- 5-1 معرفی روش آنالیز تاریخچه پاسخ

      4-5-1-1  انتخاب شتاب نگاشت­ها

      4-5-1-2  مقیاس کردن شتاب نگاشت­ها

      4-5-1-3  استهلاک رایلی

      4-5-1-4 روش نیوتن­ _ رافسون

      4-5-1-5 همگرایی

      4-5-1-6 محاسبه پاسخ سازه ها

      4-6 محاسبه درز انقطاع

      4-7 تاثیر زمان تناوب دو سازه

      4-8 تاثیر میرایی

      4-9 تاثیر تعداد دهانه های قاب خمشی

      4-10 تاثیر جرم سازه­ها 

فصل 5 روش پیشنهادی برای محاسبه درز انقطاع

         5-1 مقدمه

          5-2 روش محاسبه جابجایی خمیری سازه ها

          5-2-1 تحلیل دینامیکی طیفی

          5-2-1-1 معرفی طیف بازتاب مورد استفاده در تحلیل

          5-2-1-2- بارگذاری طیفی

          5-2-1-3- اصلاح مقادیر بازتابها

          5-2-1-4 نتایج تحلیل طیفی

          5-2-2  آنالیز استاتیکی غیر خطی

          5-2-2-1 محاسبه ضریب اضافه مقاومت

          5-2-2-2 محاسبه ضریب شکل پذیری ()

          5-2-2-3 محاسبه ضریب کاهش مقاومت در اثر شکل پذیری

          5-2-2-4 محاسبه ضریب رفتار

          5-2-3  محاسبه تغییر مکان غیر الاستیک

          5-2-4  محاسبه ضریب

          5-3  محاسبه درز انقطاع

          5-4 محاسبه جابجایی خمیری بر حسب ضریب رفتار

فصل6  مقایسه روش­های آیین نامه ای

        6-1 مقدمه

         6-2 آیین نامه (IBC 2006)

         6-3 استاندارد 2800 ایران

         6-4 مقایسه نتایج آیین نامه ها با روش استفاده شده در این تحقیق 

فصل7 نتیجه گیری و پیشنهادات

         7-1 جمع بندی و نتایج

          7-2 روش پیشنهادی محاسبه درز انقطاع

          7-3 پیشنهادات برای تحقیقات آینده 

مراجع 

پیوست یک: آشنایی و مدل­سازی با نرم‌افزار المان محدود  Opensees

پیوست دو: واژه نامه انگلیسی به فارس