دانشگاه آزاد اسلامی

واحد شهرکرد

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران

گرایش زلزله

عنوان :

بررسی عملکرد لرزه ای قاب های خمشی فولادی طراحی شده بر مبنای مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران با استفاده از منحنی‌های شکنندگی

استاد راهنما :

دکتر حسین تاجمیر ریاحی

چکیده

هدف اصلی از طراحی سازه های ساختمانی تأمین اهداف سطوح عملکردی در رده های مختلف بر اساس آئین نامه های موجود می باشد. در رسیدن به این هدف بررسی احتمال آسیب پذیری
قاب های خمشی فولادی با استفاده از منحنی های شکنندگی روش مناسبی می باشد. در این مطالعه 16 عدد قاب خمشی فولادی با مشخصات هندسی، منطقه ای و زلزله ای مختلف با استفاده از آئین نامه های 2800 و فولاد ایران طراحی گردیده و با انجام تحلیل های فزاینده دینامیکی در رده‌های مختلف PGA با شتاب نگاشت های مختلف، بیشینه جابجایی تغییر مکان بین طبقه ای را به دست آوردیم. با انجام عملیات آماری و تعیین محدوده های شکست (انحراف معیار) احتمال آسیب پذیری یا فراگذشت از مقادیر فوق الذکر را بررسی نموده و با یکدیگر مقایسه نموده ایم. در مقام مقایسه از قاب هایی استفاده شده که در آنها، افزایش طول دهانه، بار زنده و مرده و شتاب مبنای طرح عامل تنوع قاب ها می باشد. در ارزیابی های انجام شده مشاهده گردید افزایش بار مرده و زنده همچنین افزایش طول دهانه باعث افزایش احتمال آسیب پذیری قاب می گردد ولی در مورد افزایش شتاب مبنای طرح این افزایش احتمال، کمتر می باشد. در پایان  با معادل کردن PGA طیف پاسخ شتاب نگاشت ها با طیف 2800 ملاحظه گردید که احتمال آسیب پذیری (فراگذشت) برای قاب های 3 و 5 طبقه و تا حدودی 8 طبقه منطقی تر به نظر می رسد ولی برای قاب های 12 طبقه این احتمال بسیار زیاد می باشد.

1-1 مقدمه

یکی از مصیبت بار ترین و غم انگیز ترین حوادث طبیعی که سالانه تعداد زیادی از انسان ها را در نقاط مختلف جهان به کام مرگ می کشد زلزله است. به طوری که در سال های اخیر بیشتر این خسارات مالی و جانی متعلق به کشورهای ایران، ترکیه، چین بوده است.

با توجه به اهمیت این مسأله می توان اهمیت وجود آئین نامه های مناسب طراحی در برابر زلزله و شناخت عوامل ناشناخته در مسیر ایمن کردن ساختمان ها،  بررسی بیشتر سازه های طراحی شده بر مبنای این آئین نامه ها و شناخت ضعف ها و مشکلات احتمالی این طراحی ها را به راحتی ملاحظه نمود. بدین منظور یکی از روش های بررسی عملکرد ساختمان ها با توجه به روش ها و آئین نامه های طراحی موجود ترسیم منحنی های شکنندگی می باشد. رسم این منحنی ها از سازه های هسته ای آغاز شد چرا که این سازه ها جز سازه های بسیار مهم اند و آسیب دیدگی آنها در هنگام زمین لرزه می تواند فجایع زیست محیطی و بسیار خطرناک به وجود آورد. در سال 1980 اولین منحنی شکنندگی برای یک نیروگاه هسته ای در ژاپن ترسیم گردید. در ایران این منحنی در سال 1386 برای ساختمان های بتن مسلح با دیوار برشی رسم گردید. اساس این منحنی ها بر مبنای شدت

زلزله ها (PGA) و احتمال آسیب پذیری سازه بر اساس عملیات آماری بر روی پارامترهای تقاضای هندسی نظیر نسبت بیشینه تغییر مکان جانبی، می باشد. در محور افقی این نمودار رده های مختلف PGA و در محور قائم احتمال فراگذشت از حدود آئین نامه ای بر اساس سطوح عملکرد IO و LS و CP می باشد. احتمال فراگذشت به وسیله توزیع لوگ نرمال به دست می آید. در سطوح عملکرد
فوق الذکر محدوده های به عنوان محدوده شکست در آئین نامه Fema356 ذکر گردیده است که از آن به عنوان انحراف معیار جهت رسیدن به احتمال مورد نظر استفاده می گردد. تحلیل دینامیکی فزاینده مورد استفاده در این تحقیق یکی از روش های آنالیز دینامیکی غیرخطی می باشد. در این تحلیل سازه تحت اثر یک سری از تحلیل های تاتریخچه زمانی قرار گرفته و شتاب نگاشت های مد نظر در رده های شدت PGA مقیاس می گردد.

جهت ارزیابی منحنی های شکنندگی و اینکه مشخص گردد  احتمالات به دست آمده برای آسیب پذیری قاب ها تا چه حد قابل اعتماد است، مقایسه ای بین طیف آئین نامه 2800 و طیف پاسخ حاصل از 14 شتاب نگاشت مورد استفاده انجام می گردد و به موجب نتایج مقایسه، PGA آئین نامه را به دست آورده و احتمال آسیب پذیری را بر مبنای آن مشاهده می نماییم.

بررسی احتمال آسیب پذیری و آنالیز قاب ها و شاید بتوان گفت سازه های ساختمانی می تواند به دست آوردن احتمال فراگذشت (آسیب پذیری) کمک بسیار مناسبی جهت پیش بینی خسارات زلزله احتمالی در ساختمان، با کاربریهای مختلف و پیش بینی تمهیدات لازم برای ستادهای مدیریت بحران سازمان های بیمه گر و از همه مهمتر مقاوم سازی ساختمات هایی که نیاز مبرم به این مسأله دارند، باشد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه کلیک کنید