دانشگاه آزاد اسلامی

واحد شهرکرد

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران

گرایش زلزله

عنوان :

بررسی تحلیلی راهکارهای بهبود رفتار لرزه‌ای  دیوارهای برشی بتنی کوتاه

استاد راهنما :

دکتر عبدالرضا سروقد مقدم

چکیده

با نگاه اجمالی به پیشرفت‌های صورت گرفته در صنعت ساخت و ساز و طراحی ساختمان‌ها بر اساس عملکرد و اهمیت استفاده از دیوار‌های برشی کوتاه در ساختمان‌های کم ارتفاع، نیروگاه‌های هسته ایی و طبقات پایینی ساختمان‌های بلند مرتبه، و با توجه به اهمیت نوع پاسخی که دیوار‌های برشی کوتاه در برابر تحریک زلزله از خود نشان می‌دهند یافتن راهکارهای بهبود جزئیات لرزه ایی و تغییر در چیدمان و آرایش میلگردها که منجربه افزایش شکل پذیری و بالا بردن قابلیت استهلاک انرژی در این دیوارها شود غیر قابل اجتناب می‌باشد بواسطه عملکرد غالب برش در دیوارهای برشی کوتاه، تحلیل آنها همواره با پیچیدگی‌هایی همراه بوده است. با توجه به گرایش‌هایی بوجود آمده در طراحی سازه‌ها شامل طراحی بر اساس عملکرد و استفاده از ظرفیت پلاستیک سازه، نیاز به ابزاری که توانایی لازم را به جهت تحلیل غیر خطی دیوار‌های برشی کوتاه، مشخص نمودن پارامترهای آسیب، مدل نمودن جزئیات لرزه ایی را داشته باشد احساس می‌شود. به همین دلیل در قسمتی از این پایان­نامه با انتخاب دو نمونۀ آزمایشگاهی و مدلسازی آنها در نرم افزار پر کاربرد ABAQUS، پارامترهای کلیدی در مدلسازی این دیوارها مشخص و به گونه­ای کالیبره شده تا نتایج تحلیل به نتایج آزمایش نزدیک شود. نتایج به دست آمده حاکی از تخمین مناسب رفتار نمونه­های آزمایشگاهیِ مدل شده می‌باشد. در خصوص تاثیر تغییر در چیدمان و آرایش میلگرد‌ها در رفتار دیوارهای برشی کوتاه، به خصوص المان­های مرزی، آرماتورهای قطری دیوار، نیاز به مطالعۀ بیشتر احساس می­شود. به همین دلیل در قسمت دیگری از این پایان­نامه، یک مطالعۀ پارامتری با استفاده از نرم افزار ABAQUS بر روی سیزده مدل دیوار برشی کوتاه انجام شده است. متغیر­های بررسی شده عبارتند از نسبت ارتفاع به طول دیوار، تمرکز آرماتورهای قائم در المان‌های مرزی جان دیوار، تغییر در چیدمان میلگرد‌های افقی جان دیوار، تغییر در آرایش میلگردها به صورت قطری، معادل سازی میلگردها با میلگردهایی با سایز کوچکتر و اثر محصور شدگی بتن المان مرزی. میزان تأثیر هر یک از متغیرهای فوق در پارامترهای پاسخ دیوار (مقاومت حداکثر و تغییر شکل نظیر آن و همچنین مود شکست دیوار) بررسی و نتایج حاصله با توجه به خروجی‌های بدست آمده تفسیر شده است. نتایج به دست آمده حاکی از این مطلب است که تأثیر المان مرزی در دیوار­های برشی کوتاه بستگی به هندسه دیوار شامل نسبت ارتفاع به طول دیوار دارد. المان مرزی بسته به شرایط طراحی، در برخی از موارد می­تواند باعث تضعیف و در برخی موارد باعث بهبود پارامترهای پاسخ شود.

1-1- مقدمه

اهمیت استفاده از دیوارهای برشی کوتاه در ساختمان­های کم ارتفاع، نیروگاه­های هسته­ای و طبقات پایین ساختمان­های بلند مرتبه می‌باشد. قطعات دیوار شکل گرفته به وسیلۀ بازشوهای در و پنجره نیز رفتاری مشابه دیوارهای برشی کوتاه دارند. رفتار غالب در اینگونه دیوارها رفتار برشی است. به دلیل پیچیده بودن مکانیسم انتقال برش در سازه­های بتن­آرمه، تحلیل اینگونه دیوارها مشکل­تر از تحلیل دیوارهای لاغر است. همچنین تحت بارگذاری لرزه­ای حالات شکست متنوعی از خود نشان می­دهند. بنابراین در تحلیل غیر خطی این دیوارها، به منظور پیشگویی رفتار لرزه­ای آنها، طراح با چالش­های بیشتری مواجه خواهد بود.

از این روی، با توجه به نیازی که به بررسی بیشتر در برخی جنبه­های تحلیلی و رفتاری دیوارهای برشی کوتاه احساس می­شود، در این تحقیق مطالعاتی بر روی دو جنبۀ مذکور، در سه بخش مجزا، انجام شده است. در ابتدا برای ورود به بحث، در بخش مروری بر مطالعات گذشته، با جنبه­های مختلف رفتار و مدلسازی دیوارهای برشی کوتاه آشنا خواهیم شد. سپس با هدف دستیابی به ابزاری مناسب برای تحلیل بر اساس عملکردِ اینگونه دیوارها، دست به مدلسازی و تحلیل چند نمونۀ آزمایشگاهی با کمک نرم افزار پر کاربرد تحلیلی المان محدود در این سازه‌ها خواهیم زد. پس از آن برای پاسخ گویی به این سئوال که چیدمان و آرایش میلگردهای المان­های مرزی و آرماتورهای قطری تا چه حد در رفتار لرزه­ای دیوارهای برشی کوتاه تأثیر گذار هستند، به تحلیل 11 مدل فرضی و بررسی نتایج حاصله از آن خواهیم پرداخت.

روابط مختلفی از سوی محققین یا آیین­نامه­ها برای محاسبۀ مقاومت برشی دیوارها ارائه شده است. این روابط، تجربی و متغیرهای موجود در روابط و میزان تأثیر آنها متفاوت هستند. بعضی از محققین با گردآوری و مقایسۀ نتایج روابط موجود با نتایج آزمایش­ها، کارایی هر رابطه را بررسی کرده­اند. مطالعاتی هم پیرامون به دست آوردن روابطی برای مدلسازی منحنی نیرو-تغییر مکان دیوارهای برشی کوتاه انجام گرفته است. در فصل مروری بر مطالعات گذشته (فصل دوم)، نتایج تعدادی از جدید ترین مطالعات انجام شده در خصوص روابط محاسبۀ مقاومت برشی و مدلسازی منحنی نیرو-تغییر مکان برای دیوارهای بتنی کوتاه شامل روابط و نتایج حاصله گردآوری شده است. همچنین به طور مختصر توضیحاتی در خصوص یکی از روش­های المان محدود غیر خطی برای تحلیل سازه­های بتن­آرمه که بر اساس تئوری میدان فشار اصلاح شده (وچیو و کالینز[1] 1986) توسعه داده شده است.

یکی از نیاز‌های اساسی در طراحی بر اساس عملکرد کنترل میزان خسارت وارده به سازه در طول زلزله می‌باشد که شناخت پارامترهای آسیب و پارامترهای مهم دیگر که در عملکرد پاسخ این دیوار‌ها موثر می‌باشد خود گواه نیاز ایجاد ابزاری است که توانایی شناخت و شبیه سازی هرچه بهتر مکانیسم‌های شکست ترد و بی دوام مانند کشش قطری، فشار قطری، برش لغزشی که منجربه ایجاد پاسخ‌های پیچیده و غیر قابل پیش بینی می‌شود را داشته باشد احساس می‌شود.  با افزایش توانایی نرم افزارها در تحلیل­های المان محدود غیر خطیِ المان­های صفحه­ای، تمایل به استفاده از آنها برای مدلسازی دیوارهای برشی افزایش یافته است. در خصوص دیوارهای برشی کوتاه به دلیل پیچیدگی­های بیشتر در مدلسازی، طراحان تمایل دارند در حین سادگی و سرعت در مدلسازی و تحلیل، تحلیل­های انجام شده از دقت خوبی برخوردار باشند به نحوی که شرایط مدلسازی با رفتار واقعی دیوار از انطباق و تقریب خوبی برخوردار باشند. نرم­افزارهای تخصصیِ تحلیل المان محدود غیر خطی سازه­های بتن آرمه و یا نرم­افزارهای پرکاربرد در تحلیل سازه­های ساختمانی دو گزینه­ای است که برای تحلیل این دیوارها وجود دارد. مسلم است که تمایل به استفاده از مورد دوم به دلیل سادگی و انعطاف بیشتر، بالا تر است؛ چون کاربر می­تواند در مدلهای پیچیده و بزرگ که امکان مدلسازی در نرم افزار‌های تخصصی وجود ندارد دیوار برشی کوتاه را در کنار سایر المان­ها مدل کند. به همین دلیل در فصل سوم با انتخاب نرم افزار ABAQUS  به عنوان نرم افزاری قدرتمند و مطمئن که قابلیت و توانایی مدلسازی دیوارها به همراه جزئیات مربوطه را دارد سعی در یافتن پارامترهای کلیدی در مدلسازی این دیوارها و یافتن راهکارهایی برای تحلیل هرچه دقیق­تر آنها شده است. برای اطمینان از صحت تحلیل­ها 2 نمونۀ آزمایشگاهی انتخاب شده و نتایج حاصل از تحلیل به همراه خروجی‌ها نرم افزار با نتایج آزمایش­ها مقایسه شده است. در انتخاب نمونه­ها سعی شده است تا جنبه­های مختلف رفتاری دیوارهای برشی کوتاه مد نظر قرار گیرد. در فصل سوم پارامترهای کلیدی در مدلسازی این دیوارها مشخص و به گونه­ای کالیبره شده تا نتایج تحلیل به نتایج آزمایش نزدیک شود.

المان­های مرزی در دیوارهای برشی بلند، باعث بهبود عملکرد لرزه­ای دیوار می­شوند. اما در خصوص نحوۀ تأثیر آنها در دیوارهای برشی کوتاه مطالعات کمتری انجام شده است. به همین دلیل در فصل چهارم یک مطالعۀ پارامتری با استفاده از نرم افزار ABAQUS  بر روی 11 مدل فرضی از دیوارهای برشی کوتاه و بلند انجام شده است. متغیر­های بررسی شده عبارتند از نسبت ارتفاع به طول دیوار، تمرکز میلگردهای قائم در لبه دیوار، تغییر در چیدمان میلگرد‌های افقی جان دیوار، میزان آرماتور طولی المان مرزی، میزان مقاومت حداکثر دیوار و تغییر شکل نظیر آن و مود گسیختگی دیوار از مهمترین پارامترهای پاسخ بررسی شده هستند. متغیرهای مذکور بر اساس نسبت ارتفاع به طول دیوار دسته بندی و نتایج تحلیل برای هر دسته به طور جدا گانه ارائه شده است. پس از آن نتایج حاصله با یکدیگر مقایسه شده است. در نهایت نتایج حاصله و پیشنهادات مربوطه ارائه شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه کلیک کنید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد شهرکرد

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران

گرایش زلزله

عنوان :

بررسی عملکرد لرزه ای سازه های فولادی بر روی خاک های انعطاف پذیر

استاد راهنما :

دکتر سید مهدی حسینی

چکیده

همان‌طور که می‌دانیم اکثر طراحان به هنگام تحلیل دینامیکی سازه، زمین بستر آن را صلب فرض می‌کنند و از انعطاف پذیری آن صرف‌نظر می‌کنند. و یا این‌که تحریک ثبت شده در میدان آزاد^[1] ساختگاه را به پای سازه اعمال می‌کنند. در صورتی که در هنگام وقوع زلزله، رفتار غیر خطی خاک زیرین و وقوع پدیده اندرکنش خاک- سازه^[2]، تغییرات غیر قابل چشم پوشی را در عملکرد لرزه ای سازه به وجود می‌آورند. از این رو تصمیم گرفته شده در این پایان نامه با در نظر گرفتن خاک زیر سازه و مدل کردن آن همراه با سازه در نرم افزار آباکوس^[3] و با در نظر گرفتن اندرکنش خاک- سازه و رفتار غیر خطی مصالح خاک و فولاد به بررسی عملکرد لرزه‌ای سازه‌های فولادی بر روی خاک‌های انعطاف پذیر پرداخته شود. برای این منظور دو مدل قاب خمشی فولادی (طراحی شده بر اساس مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران و آیین‌نامه‌ی 2800) بر روی دو نوع خاک به روش مستقیم و با بهره‌گیری از روش المان محدود و اعمال رکورد زلزله نورث‌ریج تحلیل شده و تغییرات ایجاد شده در عملکرد لرزه‌ای آن‌ها با تمرکز بر پارامترهای تغییر مکان جانبی نسبی طبقات و برش پایه به دست می‌آید. در ادامه بستر سازه‌های مورد نظر را به صورت صلب فرض کرده و با بدست آوردن پارامترهای ضریب بستر و تغییر شکل سازه، اهمیت در نظر گرفتن انعطاف پذیری خاک زیر سازه و اندرکنش خاک- سازه به هنگام تحلیل دینامیکی سازه‌ها نشان داده می‌شود. تحقیقات نشان می‌دهد که در خاک‌‌های انعطاف پذیر با افزایش ارتفاع سازه مقدار برش پایه افزایش می‌یابد و با افزایش عمق خاک زیر سازه، مقدار برش پایه و مقدار تغییر مکان جانبی نسبی طبقات افزایش می‌یابد. از طرفی با کاهش انعطاف پذیری خاک زیرسازه، از مقدار برش پایه کاسته می‌شود و مقدار تغییر مکان جانبی نسبی طبقات در سازه‌‌های قرار گرفته بر روی خاک کم عمق افزایش یافته و در سازه‌‌های قرار گرفته بر روی خاک عمیق با کاهش همراه است. همچنین نتایج تحقیقات بیانگر اهمیت در نظر گرفتن اندرکنش خاک- سازه و انعطاف پذیری خاک زیر سازه به هنگام تحلیل دینامیکی سازه‌ها می‌باشد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه کلیک کنید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد شهرکرد

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران

گرایش زلزله

عنوان :

تحلیل خطر زلزله و تهیه طیف خطر یکسان برای مناطق مختلف شهر گلپایگان

اساتید راهنما :

دکتر غلامرضا قدرتی امیری

دکتر سید علی رضویان امرئی

چکیده

شهر گلپایگان به دلیل وجود مراکز مهم تاریخی و صنعتی از شهرهای مهم کشور به شمار میرود. با درنظر گرفتن سابقه لرزه خیزی و فعالیت گسلهای فعالی چون جوان زاگرس ، زفره کاشان و گسل اصلی زاگرس به جرات می توان این منطقه را از مناطق لرزه خیز دانست. لذا مطالعه حاضر تحت عنوان تحلیل خطر زلزله و تهیه طیف خطر یکسان برای مناطق مختلف شهر گلپایگان انجام شده، که در آن بیشینه شتاب روی سنگ بستر (PGA) ، طیف خطر یکسان و طیف با شکل ثابت در دو سطح خطر تهیه گردیده است. مجموعه ای از منابع لرزه زا و داده های لرزه خیزی تاریخی ودستگاهی با پوشش زمانی از قرن سیزدهم میلادی تا به امروز در شعاع 200 کیلومتری به کار گرفته شده است . با توجه به کمبود داده های مناسب لرزه خیزی و دقت کم اطلاعات موجود و نیز عدم قطعیت در بزرگا در زمان های مختلف ، جهت برآورد پارامترهای لرزه خیزی روش Kijko[2000]  استفاده شده است. تعیین بیشینه شتاب روی سنگ بستر (PGA) با پنج رابطه کاهندگی مختلف,Ghodrati et al(2007) Akkar-bommer(2010)، Campbell-Bozorgnia(2000,2008) ، Ambraseys et al (1996) انجام گرفته که از روش درخت منطقی و با وزنهای به ترتیب 3/0 ، 2/0 ،  15/0 ، 15/0 و 2/0ترکیب شده اند. در ضمن از روابط کاهندگی طیفی Ambraseys et al (1996)  و ,Ghodrati et al(2010) ,Campbell (1997) Berge-Thierry et al(2003) به دلیل طیفی بودن و تناسب بیشتر با شرایط منطقه با استفاده از روش درخت منطقی و با وزنهای به ترتیب 3/0 ،2/0 ،3/0 و 2/0 جهت تعیین طیف های شتاب استفاده شده است. تحلیل احتمالاتی خطر زلزله گلپایگان با استفاده از برنامه SEISRISK III (1987) انجام شده است. نتایج این تحلیل توسط نقشه های شتاب طیفی ، طیف خطر یکنواخت و نیز طیف با شکل ثابت برای %10 و %2  احتمال رویداد در 50 سال ارائه شده است

1. مقدمه

با وجود تکاپوی وسیعی که به وسیله دانشمندان در سراسر جهان به جهت تعیین خطرات زلزله انجام شده است امکان پیش بینی دقیق زمان ، مکان و بزرگای زلزله های آینده و تکان های حاصل از آن در سطح زمین میسر نگه داشته است و رسیدن به نتیجه ای دقیق در آینده نزدیک نیز پیش بینی نمی شود . مهم ترین علت این موضوع وجود پیچیدگی های فراوان در مکانیزم زلزله و شرایط حاکم به وجود آورنده ی آن و نیاز عبور موج ها از لایه های مختلف زمین با خصوصیات کاملا متفاوت می باشد .البته بیان مفهوم فوق به این معنی نیست که پیش بینی خطرات زلزله در حد قابل قبول و ایمن سازی سازه ها در مقابل آن ممکن نیست. تجربه و یافته های علمی به خوبی نشان داده است که بر اساس اطلاعات قابل دسترس و با استفاده از روش های آماری و احتمالی می توان ایمنی سازه ها را در مقابل زلزله ها تا حد مطلوب برآورد نمود .

در امکان یابی ، تحلیل ، ساخت و نگهداری سازه ها در برابر زلزله دو عامل اساسی ایمنی ساختگاه مورد بررسی قرار می گیرد .ایمنی ساختگاه بستگی به مخاطرات ژئوتکنیکی و زمان شناسی قابل رخداد در ساختگاه دارد ، از قبیل زمین لغز ، روانگرایی و تشدید حرکات زمین به علت اثر شرایط ساختگاهی .رویداد زلزله های گذشته نشانگر این مطلب هستند که تاثیر شرایط ساختگاهی نقش بسیار اساسی و مهم در میزان و نوع تخریب سازه ها به عهده دارد .اثرات نامطلوب زلزله ها که سبب خرابی سازه ها و تاسیسات می گردد مربوط به دو پدیده زیر است:

الف) تکان های زمین در اثر عبور امواج لرزه ای

ب) جابجایی برشی ناشی از جنبش برشی گسل ها

عبور امواج لرزه ای سبب ایجاد ارتعاش شده که می تواند به صورت مستقیم سبب تخریب سازه ها شود و یا در اثر پدیده هایی مثل فرو نشست ، روانگرایی و لغزش پی سازه تخریب گردد . شدت تکان های لرزه ای بستگی به بزرگای زلزله ها ، فاصله کانونی ، خصوصیات میرایی ساختگاه ، نوع و ضخامت نهشته های رسوبی و شرایط توپوگرافی دارد.هدف از برآورد خطر زلزله ، ارزیابی منطقی پارامتر های جنبش زمین ) بیشینه شتاب ، بیشینه سرعت ، بیشینه جابجایی و غیره ( درساختگاه مورد نظر ، بر اثر رویداد زلزله در چشمه های لرزه ای بالقوه در مدت زمان معینی ، که معمولا عمرمفید سازه است ، می باشد .در واقع تحلیل خطر زلزله ، محاسبه احتمال رویداد تراز های معین لرزه زمین در واحد زمان ، به سبب وقوع زلزله می باشد . این تحلیل اغلب توسط یک منحنی خطر زلزله ، که نشانگر احتمال تجاوز سالانه در قبال دامنه نوسان تکان زمین می باشد ، خلاصه می گردد . در واقع تحلیل خطر زلزله مبنای ورود به فرآیند تصمیم گیری جهت کاهش خسارات زلزله می باشد .هدف نهایی در تحلیل خطر و مهندسی زلزله تعیین میزان شدت لرزه است که منجر به کمی سازی اثر زلزله بر سازه ها می شود که این فرآیند در طیف پاسخ نمود می یابد .

برای دانلود متن کامل پایان نامه کلیک کنید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد شهرکرد

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی عمران

گرایش زلزله

عنوان :

بررسی دقت روش‌های نوین پوش اور در تخمین پاسخ لرزه‌ای سازه‌های فولادی مهاربندی شده با مهاربند BRB

استاد راهنما :

دکتر غلامرضا قدرتی امیری

چکیده

در سال­های اخیر روش‌های تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش آور) با توجه به سادگی، سرعت انجام و سهولت تفسیر نتایج، در مقایسه با روش­های تحلیل دینامیکی غیرخطی به عنوان دقیق‌ترین روش تحلیل لرزه‌ای، به سرعت توسعه یافته و مورد استقبال قرار گرفته­اند. در یک دهه اخیر روش‌های نوینی به منظور بهبود عملکرد تحلیل‌های پوش آور سنتی ارائه شده است که اثر مودهای بالاتر و تغییرات مشخصات مودال سازه در طول بارگذاری را نیز در نظر می‌گیرند. این روش‌ها غالباً بر اساس پاسخ‌های تعداد محدودی از مدل‌های سازه‌ای پیشنهاد شده‌اند و عملکردشان در انواع مختلف سازه‌ها مانند سازه مهار بندی شده بررسی نشده است. از این رو در این مطالعه، عملکرد روش‌های پوش آور در تخمین پاسخ قاب‌های مهار بندی شده فولادی مورد بررسی قرار می‌گیرد و بهترین روش پیشنهاد می‌شود.

1-1- مقدمه

کاهش خسارات ناشی از پدیده زلزله همواره هدف محققین علوم مهندسی سازه و زلزله بوده است. بی شک اساسی‌ترین مرحله در طراحی یا مقاوم سازی سازه‌ها در مناطق لرزه خیر تعیین نیازهای لرزه خیز تعیین نیازهای لرزه‌ای در سازه‌ها می‌باشد. روش‌های ارائه شده در آیین نامه های مرسوم طراحی لرزه‌ای سازه عموماً تجربی و مبتنی بر معیار مقاومت هستند. روش‌های معمول در این آیین نامه‌ها روش‌های تحلیلی استاتیکی و دینامیکی خطی می‌باشند.

اساس روش تحلیل استاتیکی معادل[1]، قرار دادن سازه تحت اثر نیروهای جانبی کاهش یافته حاصل از مقیاس کردن طیف پاسخ الاستیک توسط ضریب رفتار[2]  انجام می‌گیرد. در اکثر آئین نامه‌ها ضریب کاهش نیروی لرزه‌ای فقط به نوع سیستم باربر جانبی وابسته است، اما تحقیقات نشان داده است که این ضریب تابعی از پریود و خصوصیات مودال سازه نیز می‌باشد. این روش در ارزیابی رفتار دینامیکی سازه های منظم و کوتاه، که دارای توزیع یکنواخت جرم و سختی هستند، دارای دقت کافی می‌باشد، اما نمی‌تواند رفتار سازه های بلند را به درستی پیش بینی کند. در این موارد، برای تعیین نحوه توزیع بارهای جانبی، لازم است یک تحلیل دینامیکی از نوع طیف پاسخ یا تاریخچه زمانی خطی، انجام شود در اثر وقوع زمین لرزه های نسبتاً شدید، عموماً عناصر سازه‌ای جاری شده و وارد مرحله غیر خطی می‌شوند که باعث کاهش سختی اعضاء می‌گردد. این امر سبب تغییر توزیع نیرو بین اعضای سازه خواهد شد که به عبارت دیگر با کاهش سختی اعضاء، ماتریس سختی کل سازه نیز تغییر خواهد کرد و عناصر جاری شده با نیروهای کمتر دچار تغییر مکان‌های بزرگ‌تری خواهند شد. در طی این فرآیند سازه فرصت جذب انرژی را پیدا خواهد کرد. مجموعه این مطالب اهمیت استفاده از تحلیل‌های غیر خطی[3]  را در ارزیابی رفتار سازه مشخص می‌سازد.

روش‌های طراحی در اکثر آئین نامه های فعلی بر اساس معیار مقاومت می‌باشد و این در حالی است که تحقیقات و رفتار ساختمان‌ها در زلزله های اخیر نشان می‌دهد که مقاومت را به تنهایی نمی‌توان معیار مناسبی جهت طراحی در نظر گرفت و افزایش مقاومت لزوماً به معنای افزایش ایمنی نیست. بنابراین در آئین نامه های جدید معیار رفتار جایگزین معیار مقاومت برای طراحی سازه شده است. استفاده از معیار رفتار به این مفهوم است که در یک ساختمان علاوه بر مقاومت، نحوه توزیع مقاومت و تغییر شکل در اجزای سازه‌ای نیز مهم می‌باشد. این شیوه طراحی بر اساس رفتار سازه، طراحی بر اساس عملکرد[4] نیز نامیده می‌شوند.

در این روش‌ها، سطح عملکردی بر اساس میزان صدمه و خرابی مورد انتظار در اجزای سازه‌ای و غیر سازه‌ای مشخص می‌شود. با توجه به آنکه خرابی اجزای سازه‌ای باعث ایجاد رفتار غیر خطی می‌شود، روش‌های معمول تحلیل و طراحی (روش‌های خطی) عملکرد سازه را به صورت تقریبی تخمین می‌زنند، در حالی که هدف روش‌های تحلیل لرزه‌ای، تعیین دقیق میزان تغییر شکل می‌باشد. به عبارت دیگر روش‌های خطی زمانی قابل استناد می‌باشند که سازه تحت تراز مشخصی از حرکت زمین تقریباً در محدوده خطی باقی بماند و توزیع پاسخ غیر خطی در سازه نیز یکنواخت باشد. در این موارد میزان عدم قطعیت در نتایج حاصل از تحلیل خطی نسبتاً کم است. اما اگر هدف عملکردی در سازه به گونه‌ای باشد که نیازهای غیر خطی بزرگ‌تری در سازه ایجاد شود، استفاده از روش‌های خطی، میزان عدم قطعیت را افزایش می‌دهد. در حالی که تحلیل غیر خطی سبب افزایش ضریب اطمینان، افزایش ایمنی و کاهش هزینه‌ها می‌گردد.

گام‌های روش تحلیل غیر خطی مشابه روش‌های خطی معمول است. ابتدا یک مدل از سازه تهیه شده و تحت اثر زلزله مورد نظر، در تعیین نحوه عملکرد سازه قرار می‌گیرد. پارامترهای نیاز مهندسی شامل تغییر مکان (تغییر مکان بام یا هر نقطه مرجع)، جابجایی بین طبقه‌ای و تغییر شکل و نیروی اعضاء می‌باشد.

همان‌طور که عنوان شد در روش طراحی لرزه‌ای بر اساس عملکرد سازه برای سطوح مختلف عملکرد مورد انتظار، مرتبط با سطوح مختلف خطر زلزله طراحی می‌گردد. یک گام مهم در طراحی لرزه‌ای بر اساس عملکرد، تخمین پاسخ لرزه‌ای غیر خطی سازه‌ها می‌باشد. برای این منظور دو روش توسط محققین ارائه شده‌اند:

برای دانلود متن کامل پایان نامه کلیک کنید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد شهرکرد

پایان نامه  کارشناسی ارشد رشته مهندسی عمران

گرایش زلزله

عنوان :

مطالعه لرزه خیزی و تحلیل خطر لرزه‌ای (محاسبه PGA) در شهرک صنعتی شهرکرد

استاد راهنما :

دکتر علی حیدری

چکیده
شهرک صنعتی شهرکرد واقع در فاصله 3 کیلومتری شهر شهرکرد مرکز استان چهارمحال و بختیاری می‌باشد. که با وسعت 475 هکتاری، وسیع‌ترین و در حال حاضر با استقرار 255 واحد صنعتی در حال بهره برداری و همچنین اشتغال بالغ بر 5400 نفر یکی از بزرگترین و مهم‌ترین شهرک‌های صنعتی استان می‌باشد. دراین مطالعه مجموعه‌ای از داده‌های لرزه خیزی تاریخی و دستگاهی با پوشش زمانی از قرن نهم میلادی تابه حال بکارگرفته شده و منابع لرزه زا تا شعاع 200 کیلومتری شهرک صنعتی شهرکرد مدل شده اند. برای برآورد پارامترهای لرزه خیزی باتوجه به کمبود داده‌های مناسب لرزه خیزی ودقت کم اطلاعات موجود و نیزعدم قطعیت در بزرگ در زمان‌های مختلف از روش (2000)kijko  استفاده شده است. بررسی زمینلرزه‌های رویداده درگستره طرح،  نشان دهنده سطح بالای لرزه‌خیزی می‌باشد و در دوره‌های تاریخی و قرن بیستم رخداد زمین لرزه‌هایی با بزرگای پیرامون 6 و حتی بیشتر امری عادی جلوه می‌کند. وجود گسلهای بزرگ و اصلی و در عین حال فعال در گسترۀ طرح نیز حاکی از فعالیت لرزه‌ای منطقه می‌باشد. ارزیابی احتمالی خطر زلزله نیز برای شبکه‌ی 7*8 شامل کل شهرک صنعتی شهرکرد و با انتخاب روابط کاهندگی مناسب و استفاده از نرم افزار seisrisk III  برای چهار سطح خطر مختلف انجام شده و نتایج این ارزیابی به وسیله نقشه ماکزیمم شتاب حرکتی زمین(PGA) تهیه گردیده است.

مقدمه
هدف از انجام این پایان نامه، بررسی وانجام مطالعات لرزه خیزی ولرزه زمینساخت گستره محدوده شهرک صنعتی شهرکرد بوده است.

نتایج حاصل ازاین مطالعه شامل شناسایی و معرفی مهمترین چشمه‌های لرزه زا، بررسی بیشینه لرزه خیزی وارائه بیشینه مقادیر پارامترهای جنبش نیرومند زمین درساختگاه شهرک صنعتی شهرکرد در مقابل خطر زمینلرزه می‌باشد.

با توجه به اینکه تولید و انتشار امواج ناشی از بروز زمین لرزه از شرایط بسیار پیچیده و غیر قابل پیش بینی برخوردار هستند، تعیین دقیق خصوصیات نیروهای دینامیکی امواج میسر نمی‌باشد. بنابراین اجرای صحیح تحلیل خطر زلزله می‌توان سطوح مطمئن طراحی در برابر زمین لرزه را تعیین نماید.

از لحاظ تقسیمات لرزه زمین ساختی بخش عمده‌ای از گستره مورد مطالعه طرح (شعاع 200 کیلومتری پیرامون (شهرک صنعتی شهرکرد) طبق تقسیم بندی زمین ساختی ایرانت که توسط کمیته ملی سدهای بزرگ ایران(IRCOLD, 1375) صورت گرفته، محدوده زیادی از آن در واحد زمین ساختی زاگرس قرارگرفته است.

برای برآورد پارامترهای لرزه خیزی از روش گوتنبرگ – ریشتر و همچنین روش برازش مقادیر نهایی استفاده شده است. ولی با توجه به کمبودهای داده‌های مناسب لرزه خیزی و دقت کم اطلاعات موجود و نیز عدم قطعیت در بزرگا در زمانه‌ای مختلف از روش KIJKO(2000) استفاده شده است. بررسی زمین لرزه‌های رویداده درگستره طرح نشان دهنده سطح بالای لرزه خیزی می‌باشد و در دوره‌های تاریخی و قرن بیستم رخداد زمین لرزه‌هایی با بزرگای پیرامون 6 و حتی بیشتر امری عادی جلوه می‌کند. وجود گسلهای بزرگ و اصلی و در عین حال فعال در گستره طرح نیز حاکی از فعالیت لرزه‌ی منطقه می‌باشد.

مهمترین پارامتر مورد نظر جنبش نیرومند زمین که در این مرحله از مطالعات مورد استفاده قرار می‌گیرد. بیشینه مقادیر شتاب طیف پاسخ می‌باشد. تحلیل خطر زلزله به روشهای احتمالی وتعینی و براساس چشمه‌های خطی لرزه انجام گردید.

برای دانلود متن کامل پایان نامه کلیک کنید