دانشگاه آزاد اسلامی

واحد شهرکرد

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران

گرایش زلزله

عنوان :

اثر نامنظمی در ارتفاع بر روی رفتار لرزه‌ای قاب‌های خمشی فولادی

استاد راهنما :

دکتر رضا کرمی محمدی

چکیده
نامنظمی‌های سازه‌ای یکی از مسائل غیرقابل اجتناب در بسیاری از سازه‌های شهری تلقی می‌شوند که ناشی از محدودیت‌های معماری، کاربردی و اقتصادی می‌باشند. نخستین گام در طراحی سازه‌ها در مناطق زلزله‌خیز رسیدن به درک روشنی از رفتار لرزه‌ای سازه‌ها و شناخت رفتار کلی آن‌هاست. در این پژوهش به منظور پیشبرد درک روشنی از رفتار لرزه‌ای سازه‌های فولادی با بی‌نظمی‌های عمودی، دو عدد قاب خمشی 5 طبقه سه دهانه (سازه کوتاه مرتبه) و 20 طبقه پنج دهانه (سازه بلندمرتبه) به عنوان مدل‌های پایه با استفاده از آئین نامه طرح ساختمان‌ها در برابر زلزله (2800) و مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران به صورت دو بعدی مدل و طراحی‌شده‌اند، سپس با استفاده از آنالیز استاتیکی غیرخطی یا پوش آور [1](NSP) و همچنین آنالیز دینامیکی غیرخطی یا تاریخچه زمانی [2](RHA)، تقاضای لرزه‌ای قاب‌ها از جمله ظرفیت سازه‌ها، پراکندگی انرژی و برخی از پارامتر‌های مربوط به تاریخچه دینامیکی قاب‌ها محاسبه‌شده است. در ادامه با ایجاد نامنظمی‌های عمودی که با تغییر در توزیع عمودی جرم وسختی و مقاومت مدل‌های پایه ایجاد می‌شود مدل‌های جدیدی به دست می‌آید. سپس با استفاده مجدد از آنالیز پوش آور و تارخچه زمانی، تقاضای لرزه‌ای برای مدل‌های جدید تخمین زده می‌شود. در انتها با فراگذشت از مقادیر حاصل از تحلیلهای فوق و مقایسه آن‌ها با مدل‌های پایه، اثر نامنظمی عمودی بر رفتار لرزه‌ای قاب‌های خمشی فولادی ارزیابی می‌گردد. در مقام مقایسه از قاب‌هایی استفاده‌شده که موقعیت طبقه نامنظم وانواع نامنظمی عمودی، عامل تنوع در مدل‌ها می‌باشد. نتایج تحقیق حاکی از آن است که ظهور بی‌نظمی‌های عمودی، منجر به تغییرات مهم در تقاضای لرزه‌ای سازه‌ها می‌شود. اطلاعات و نتایج حاصل، به طراحان کمک می‌کند که بتوانند اثرات نامنظمی را به صورت تغییر در تقاضای لرزه‌ای برای میزان‌های مختلف بی‌نظمی‌های عمودی در نظر بگیرند و با داشتن درک روشنی از رفتار لرزه‌ای این قاب‌ها به طراحی سریع و بهینه این سازه‌ها دست یابند. لازم به ذکر است برای انجام طراحی و آنالیزهای مورد نیاز از نرم‌افزارهای مهندسی  Etabsو Perform3D و Seismosignal بهره گرفته‌ایم.

1-1- مقدمه
هر بار پس از وقوع زلزله‌های شدید شاهد از دست رفتن جان بیشماری از مردم و خرابی‌های شدید بناها هستیم. گرچه جلوگیری کامل از خسارات ناشی از زلزله‌های شدید بسیار دشوار است ولی با افزایش سطح اطلاعات در رابطه با لرزه‌خیزی، شناخت رفتار دقیق سازه‌ها در برابر زلزله، آسیب‌پذیری سازه‌ها، طراحی و مقاوم‌سازی اصولی سازه‌ها و… می‌توان تا حد مطلوبی تلفات و خسارات ناشی از زلزله‌های آتی را کاهش داد. با توجه به اینکه هیچ سازه واقعی به صورت کامل منظم نیست و با توجه به به‌کارگیری سازه‌های نامنظم در ساختارهای شهری، شناخت رفتار لرزه‌ای این سازه‌ها ضروری است از طرفی در بین مراحل مختلفی که یک ساختمان برای پایداری در برابر زلزله مورد مطالعه قرار می‌گیرد، مرحله اتخاذ تصمیم در مورد تعیین پیکربندی شکل مشخصات هندسی ساختمان، نظیر اندازه‌ها در نقشه، ارتفاعات و موقعیت و اهمیت عناصر نامنظم، نوع و وضعیت اجزاء سازه‌ها، نظیر دیوارها، ستون‌ها، قفسه‌های پله یا آسانسور و نیز طبیعت و طرز قرارگیری اجزاء غیر سازه‌ای است در این مرحله، آنچه که بیش از همه مد نظر است شناسایی پیکربندی‌هایی است که احتمالاً بر واکنش ساختمان در برابر زلزله اثر می‌گذارند. هر چه اشکال ساختمان منظم‌تر و توزیع جرم‌ها و سختی‌ها در سطح افق (پلان) و در ارتفاع، متقارن‌تر باشد، مقاومت احتمالی آن در برابر زلزله افزایش خواهد یافت. اغلب ساختمان‌هایی که دارای پیکربندی نامنظم‌اند، در مقابل زلزله خسارت بیشتری می‌بینند(2). در این مطالعه در جهت شناخت رفتار دقیق سازه‌های با قاب خمشی فولادی که دارای بی‌نظمی عمودی هستند با مدل‌سازی قاب‌های متنوع و بهره‌گیری از آنالیزهای خطی و غیرخطی رفتار و عملکرد این سازه‌ها را مورد مطالعه و بررسی دقیق قرار می‌دهیم و با استخراج نتایج معتبر، معیارهایی برای طراحی این سیستم‌ها ارائه می‌دهیم.

برای دانلود متن کامل پایان نامه کلیک کنید