مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم :پایان نامه کارشناسی ارشد عمران گرايش سازه

مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم :پایان نامه کارشناسی ارشد عمران گرايش سازه

پایان نامه ای که معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته عمران  و با عنوانمقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم ، مطالعه موردی پل شهید حقانی تهران  در ۱۲۲ صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب عمران  قرار گیرد.

 

چکیده مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم:

عملکرد ساختمان در حین زلزله به عوامل بسیاری بستگی دارد، در نتیجه پیشبینی عملکرد لرزه‌اي سازه‌ها، به عنوان بخشی از طراحی یا ارزیابی باید چه صریحاً و چه ضمناً مد نظر قرار گیرد. پیشبینی پاسخ لرزه‌اي سازه بسیار پیچیده است، که این امر نه تنها به دلیل تعداد زیاد عوامل دخیل در عملکرد بلکه به سبب پیچیدگی رفتارهای فیزیکی نیز میباشد. به علاوه به دلیل عدم دقت کافی برای شبیه‌سازی دقیق رفتار فیزیکی، و همچنین عدم در دست داشتن دانش در ارائه تعریفی دقیق از ویژگیهای سازه و طبیعت تغییر پذیر زلزله‌های آتی، پیش بینی عملکرد لرزه‌اي به خودی خود مشمول عدم قطعیت‌های چشمگیری می‌شود. این عدم قطعیت‌های ذاتی در پیش بینی بارگذاریها و پاسخ‌های احتمالی آینده تنها مختص رفتار لرزه‌اي نیست و به بسیاری از این موضوعات کم و بیش در آیین نامه‌های جاری از طریق استفاده از فاکتورهای بارگذاری و مقاومت اشاره شده است.
در مهندسي زلزله براساس عملكرد براي ارزيابي عملكرد سازه لازم است ظرفيت و نياز لرزه‌اي آن تعيين گردد. با توجه به پيشرفت‌هاي اخير در زمينه تحليل‌هاي كامپيوتري، امروزه امكان استفاده از آناليزهاي ديناميكي غيرخطي براي رسيدن به اين منظور ميسر است. در اين روش پاسخ سازه با در نظر گرفتن رفتار غيرخطي مصالح و رفتار غيرخطي هندسي سازه تحت اثر زلزله مشخص تعيين مي‌شود. در سالهاي اخير روش طراحي بر اساس ظرفيت و تقاضا مورد توجه بسياري از محققان قرار گرفته است كه باتوجه به قابليت بيان در قالب احتمالاتي مي‌تواند براي تعيين سطح اطمينان و بهبود عملكرد سازه‌ها مورد استفاده قرار گيرد.
هدف از این پژوهش مقایسه سطح اطمینان قاب‌های فولادی مهار‌بندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم (سال‌های ۱۳۸۴ و ۱۳۸۷) می باشد. با توجه به تحقیقات گذشته سطح اطمینان براي تحلیل عملکرد سازه ، در ابتدا طراحی قاب های مورد مطالعه(۵ ، ۸ و۱۱) با نرم افزارEtabs انجام و روی مقاطع طراحی شده، درنرم افزارOpenSees تحلیل دینامیکی غیر خطی فزاینده(IDA)صورت گرفته و سپس با استفاده از دستورات آیین نامه FEMA351 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان دهنده‌ي این مطلب است که سطح اطمینان در سیستم‌های مهاربندی شده هم محوری فولادی با ضوابط مبحث دهم سال ۱۳۸۴ بیش از سیستم‌های مهاربندی شده هم محوری فولادی با ضوابط مبحث دهم سال ۱۳۸۷ می‌باشد.

 

 مقدمه

با بررسي اجمالي، از نظر اقتصادي مقرون به صرفه نمی‌باشد که در مناطق لرزهخيز ودر زلزله‌های معمولی، طراحي ساختمان‌ به گونه‌ای باشد كه رفتار سازه‌، در محدوده الاستيك باقي بماند. در گذشته رفتار سازه‌ها در محدوده الاستيك و بسته به شدت لرزه‌خيزي منطقه و اهميت سازه طرح می‌شدند ولي اكنون در طراحی لرزه‌اي و مقرون به صرفه بایستی از رفتار جذب كنندگي انرژي با تغییرشکل‌های غير‌ارتجاعي در مقابل زلزله شديد استفاده شود. طراحي لرزه‌اي سازه‌ها معمولاً بر اين اساس صورت مي‌گيرد كه اعضایي در سازه باشند كه در زلزله‌هاي شديد، رفتار غیر‌ارتجاعی از خود نشان داده و انرژي لرزه‌اي را جذب نمايند[۱۱].

بیان مسئله و لزوم بررسی موضوع مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی

در مبحث دهم سال ۱۳۸۴ ضوابط مربوط به طراحی بادبندها مطابق۱۹۹۷ UBC می باشد[۲]که در آن تنش مجاز فشاری بر اساس لاغری با ضریب B اصلاح می‌شود.در حالی‌که این ضریب در مبحث دهم سال ۱۳۸۷ وجود ندارد و تأثیر لاغری در ضوابط لرزه‌ای بادبندها وارد نشده است. همچنین، ترکیب بارهای تشدید یافته (ویژه) در دو نسخه سال‌های ۱۳۸۴ و ۱۳۸۷ مبحث دهم متفاوت می‌باشد که در مکانیزم مفصل شدن ستون‌های اطراف مهاربند و همچنین ترتیب مفصل‌ها تأثیر گذار است[۳و۴].
در این آیین نامه‌ها سعی می‌گردید تا با محدود نمودن لاغری و کاهش تنش مجاز فشاری مهاربند، از کمانش در سیکل‌های رفت و برگشتی زلزله جلوگیری شود، در نتیجه این سازه‌ها از شکل‌پذیری محدودی برخوردار بودند که این امر در ضوابط لرزه‌ای آیین نامه‌های جدید رعایت نشده و باعث افزایش تنش مجاز فشاری بادبندها و تأثیر در مکانیزم مفصل شدن ستون‌های اطراف مهاربند شده که به نظر می‌رسد سطح اطمینان در حالت اول بیشتر از حالت دوم می‌باشد که این موضوع مستلزم به انجام تحقیق می‌باشد.

 

هدف تحقیق

در این تحقیق با عنوان “مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم” سعی گردیده با تعیین عملکرد سازه بر طبق ضوابط مبحث ششم مقررات ملی ساختمان (بارهای وارده بر ساختمان) [۵]، مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (طراحی ساختمانهای فولادی) سال های ۸۴و۸۷ [۳و۴] طراحی وآنالیز دینامیکی فزاینده(IDA)[6]ودستورات آیین نامه FEMA351[7] تحلیل شدهاندرا مورد بررسی قرارداده وبا توجه به ضوابط آن‌ها ویرایشی که سطح اطمینان بیشتری را در ارزیابی لرزه‌ای بادبند مذکور دارا میباشد، معرفی گردد.

 

 

فهرست جدول ها

جدول۳-۱٫ ظرفیت‌های خلاصه شده برای هریک از حالت‌های حدی عملکردی ۴۸

جدول۴-۱٫ مقادیر پیش فرض شیب لگاریتمی منحنی خطر k برای خطر‌های احتمالی لرزش خاک ۶۸
جدول۴-۲٫ عدم قطعیت لگاریتمی پیشفرض برای روش های مختلف آنالیز ۷۰
جدول۴-۳٫ فاکتورهای بی نظمی پیشفرض ۷۱

جدول۵-۱٫ مشخصات فولاد مصرفی ۷۷
جدول۵-۲٫ بار مرده وزنده طبقات ۷۷
جدول۵-۳٫ ضریب برش پایه ساختمان ها ۷۹
جدول۵-۴٫ مشخصات شتابنگاشت‌های استفاده شده در آنالیز دینامیکی ۸۵
جدول۵-۵٫ مقایسه پریود سازه مدل شده در Etabs و OpenSees برای قاب ۱۱ طبقه ۸۶
جدول۵-۶٫ تقاضا و عدم قطعیت‌های موجود ۹۱
جدول۵-۷٫ ظرفیت و عدم قطعیت‌های موجود ۹۳
جدول۵-۸٫ پارامتر‌های اطمینان ۹۵

 

فهرست شكلها

شکل۲- ۱٫ اشكال مختلف بادبندهاي همگرا ۸
شکل۲- ۲٫كمانش موضعي در بادبند ۹
شکل۲- ۴٫ اعوجاج شديد تير، بدون تكيه گاه جانبي در محل اتصال به بادبندهاي شورون ۱۰
شکل۲- ۵٫گسيختگي اتصالات جوشي بادبندها ۱۱
شکل۲- ۸٫ منحني هيسترزيس بادبندهاي X شكل فقط كششي ۱۶
شکل۲- ۹٫ منحني هيسترزيس بادبندهاي X شكل با مقطع (دوبل نبشي) ۱۷
شکل۲- ۱۰٫ الف ) بر اساس مدل تجربي . ب) بر اساس مدل عددي و تئوريكي ۱۹
شکل۲- ۱۱٫ تعییر شکل اعضای بادبند ۱۹
شکل۲- ۱۳٫ الف) بر اساس مدل تجربي ب) بر اساس مدل عددي و تئوريكي ۲۲
شکل۲- ۱۴٫الف) بر اساس مدل تجربي ب) بر اساس مدل عددي ۲۲

شکل۳-۱٫ نمونه‌ای از منحنی IDA یگانه برای یک سازه ۳۰ طبقه با قاب خمشی فولادی با پریود ۴ ثانیه ۳۶
شکل۳-۲٫ منحنی‌های IDA برای یک سازه ۵ طبقه با قاب فولادی مهاربندی شده که پریود اصلی آن ۸/۱ ثانیه می‌باشد ۳۷
شکل۳-۳٫ منحنی‌های IDA برای هرکدام از طبقات یک ساختمان ۵طبقه با قابفولادی مهاربندی شده مشخص شده با پریود اصلی برای ۸/۱ ثانیه ۳۹
شکل۳-۴٫ احیاء مجدد سازه‌ای روی یک منحنی IDA برای یک قاب خمشی فولادی سه طبقه با دوره تناوب ۳/۱ ثانیه ۳۹
شکل۳-۵٫ پاسخ شکل‌پذیری یک نوسانگر با پریود ) تحت مقیاس‌های مختلف یک زلزله جاری شدن زودهنگام در سطح زلزله بالاتر باعث شده است که سازه مقدار پاسخ کمتری از خود نشان دهد ۴۰
شکل۳-۶٫ قانون محدود نمودن DM برای مشخص کردن ظرفیت یک سازه ۳ طبقه با قاب خمشی فولادی ۴۲
شکل۳-۷٫ منحنی‌های چندگانه IDA برای یک قاب خمشی فولادی ۹ طبقه ۴۴
شکل۳-۸٫ منحنی‌های چنداگانه IDA در برای ۳۰ شتابنگاشت برای یک ساختمان ۵ طبقه با قاب فولادی مهاربندی شده ۴۵
شکل۳-۹٫ منحنی‌های ۱۶% و ۵۰% و ۸۴% IDA در مقیاس لگاریتمی برای ۲۰ شتابنگاشت برای یک ساختمان ۵ طبقه با قاب فولادی مهاربندی شده با پریود اصلی ۸/۱ ثانیه ۴۵
شکل۳-۱۰٫ حالات حدی، تعریف شده طبق منحنی IDA 46
شکل۳-۱۱٫ ۲۰منحنی‌ IDA و ظرفیت‌های حدی مربوطه ۴۷
شکل۳-۱۲٫ خلاصه منحنی‌های IDA و ظرفیت‌های مربوطه در مقادیر ۱۶% ، ۵۰% و ۸۴% ۴۸
شکل۳-۱۳٫ بیشینه مقادیر چرخش برای تمام طبقات در چندین () Sa 50
شکل۳-۱۴٫ منحنی‌های IDA طبقات فرد برای رکورد شماره ۱ ۵۰

شکل۴- ۱٫ تابع چگالی احتمال خرابی ۶۳
شکل۴-۲٫ شاخص قابلیت اطمینان هاسوفر- لیند Hasofer & Lind)) 65

شکل۵-۱٫ پلان ساختمان طراحی شده ۷۶
شکل۵-۲٫ مقاطع بدست آمده از تحلیل نرم افزار Etabs 80
شکل۵-۳٫ مقاطع بدست آمده از تحلیل نرم افزار Etabs بعدازاعمال ضریب B 80
شکل۵-۴٫ مقاطع بدست آمده از تحلیل نرم افزار Etabs بعد از اعمال وتشدید بار ویژه به ستون‌های اطراف بادبند ۸۱
شکل۵-۵٫ مقاطع بدست آمده از تحلیل نرم افزار Etabs 81
شکل۵-۶٫ مقاطع بدست آمده از تحلیل نرم افزار Etabs بدون اعمال ضریب (B) 82
شکل۵-۷٫ مقاطع بدست آمده از تحلیل نرم افزار Etabs بعد از اعمال وتشدید بار ویژه به ستون‌های اطراف بابند ۸۲
شکل۵-۸٫ منحنی IDA حاصل از آنالیز دینامیکی غیر‌خطی فزاینده – ۵ طبقه – ۱۳۸۷ ۸۷
شکل۵-۹٫ منحنی IDA حاصل از آنالیز دینامیکی غیر‌خطی فزاینده – ۵ طبقه – ۱۳۸۴ ۸۸
شکل۵-۱۰٫ منحنی IDA حاصل از آنالیز دینامیکی غیر‌خطی فزاینده – ۸ طبقه – ۱۳۸۴ ۸۸
شکل۵-۱۱٫ منحنی IDA حاصل از آنالیز دینامیکی غیر‌خطی فزاینده – ۸ طبقه – ۱۳۸۷ ۸۸
شکل۵-۱۲٫ منحنی IDA حاصل از آنالیز دینامیکی غیر‌خطی فزاینده – ۱۱ طبقه – ۱۳۸۴ ۸۹
شکل۵-۱۳٫ منحنی IDA حاصل از آنالیز دینامیکی غیر‌خطی فزاینده – ۱۱ طبقه – ۱۳۸۷ ۸۹

 

فهرست علائم تحقیق مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی

علامت نشانه
R ضریب رفتار سازه
ضریب تغییر شکل پلاستیک
K ضریب طول موثر
B ضریب اصلاحی لاغری بادبند
ضریب تشدید نیروی زلزله
نسبت انحراف بین طبقه ای ماکزیمم
اولین دوره تناوب از مواد اول سازه
شتاب طیفی
احتمال خرابی
متغیر تصادفی
G(x) تابع شرایط حدی
f(x) تابع چگالی احتمال
ضریب جرم مودی برای اولین مود طبیعی
پارامتر اعتماد
فاکتور متغیر تقاضا
فاکتورعدم قطعیت آنالیز
پارامتر ظرفیت
C ظرفیت سازه
D تقاضای سازه
K پارامتر خطر (شیب لگاریتمی منحنی خطر)
انحراف استاندارد لگاریتم های طبیعی پارامتر تقاضا
b ضریب میزان افزایش تقاضا
CB ضریب بی نظمی
انحراف استاندارد لگاریتمی در پیش بینی تقاضا
فاکتور ظرفیت از نقطه نظر تصادفی بودن
فاکتور ظرفیت از نقطه نظر عدم قطعیت
انحراف استاندارد لگاریتم های طبیعی پارامتر ظرفیت
انحراف استاندارد لگاریتم های طبیعی در پیش بینی ظرفیت
kx متغیر استاندارد نشای ناشی از احتمال X
انحراف استاندارد
DL بار مرده
LL بار زنده
L(m) طول دهانه قاب
C ضریب برش پایه
I ضریب اهمیت ساختمان
A شتاب مبنای طرح
B ضریب بازتاب ساختمان
T(s) زمان تناوب سازه های مهاربندی شده
Fy(kg/cm2) تنش حد تسلیم فولاد
W بارمرده ساختمان به علاوه قسمتی از بار زنده مورد نظر
h ارتفاع طبقه از روی تراز پایه
Es(kg/cm2) ضریب مدول الاستیسیته فولاد
g(kg/cm2) شتاب ثقل
Sd جابجایی طیفی
H(m) ارتفاع کل ساختمان
Fa(kg/cm2) تنش فشاری مجاز
Fas(kg/cm2) تنش فشاری مجاز مهار بند

 

مراحل خرید فایل دانلودی
اگر محصول را می پسندید لطفا آنرا به اشتراک بگذارید.

دیدگاهی بنویسید

0