Investigating the performance of the average height concrete buildings in non-linear static and dynamic non-linear historic analyses and their comparison
چکیده:
پیشرفت های اخیر در زمینه طراحی ساختمان های مقاوم در برابر زلزله با عنوان «طراحی به روش عملکرد لرزه ای»، تحلیل بارافزون (Pushover) را به صورت یک روش عمودی، ساده و کاربردی در مقایسه با تحلیل های پیچیده دینامیکی غیرخطی، جهت برآورد لرزه ای ساختمان ها مبدل نموده است.
در این تحقیق بررسی گسترده ای بر روی شکل های توزیع بار آیین نامه 2800 ایران، توزیع طیفی و توزیع های FEMMA-273 و مقایسه آن با تحلیل دینامیکی غیر خطی انجام گرفته است. به این منظور 15 مدل قاب خمشی بتنی با تعداد 8 و 9 و 10 طبقه که بر مبنای آیین نامه 2800 ایران و ACI طراحی شده اند، تحت اثر شکل های توزیع بار مذکور و روش بارافزون، تحلیل گردیده اند. در ادامه، شتابنگاشتهای سه زلزله طبس، منجیل و السنترو انتخاب شده و سپس به کمک برنامه SAP2000 تحلیل های دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی بر روی مدل ها و براساس شتابنگاشتهای مقیاس شده صورت پذیرفته است. در نتیجه بازتاب های مختلف تحلیل ها شامل توزیع ماکزیمم برش طبقات، توزیع ماکزیمم تغییر مکان طبقات و شکل توزیع مفاصل پلاستیک در مدل ها و… به دست آمده و بازتابهای مورد نظر با نتایج حاصل از تحلیل های بارافزون مقایسه گردیده اند. به این ترتیب اشکال توزیع بار مناسب بازگو شده و همچنین محدوده قابل اطمینان پاسخ ها و پیشنهاداتی جهت بهبود نتایج روش بارافزون ارائه گردیده است. بررسی های انجام شده نشان داده که بر طبق روش مقیاس شتابنگاشت آیین نامه 2800 ایران مقادیر ضریب مقیاس به دست آمده برای ساختمان های متوسط جواب های قابل قبولی را به دست می دهند.
مقایسه بین پریودهای محاسبه شده برای مدل های مفروض توسط روابط آیین نامه و نیز برنامه های کامپیوتری نشان می دهد که در مدل های با ارتفاع متوسط اختلاف چندانی بین دو روش ذکر شده وجود ندارد.
مقدمه:
در این تحقیق به بررسی تحلیل بارافزون (Pushover) بر روی ساختمان های با قاب خمشی بتنی با ارتفاع متوسط پرداخته می شود. تحلیل بار افزون روشی ساده و کاربردی است که در آن به اعضای سازه ای اجازه تغییر شکل های غیرخطی داده می شود و از آن می توان جهت برآورد پاسخ های لرزه ای سازه استفاده نمود.
اساس این روش بر مبنای تحلیل استاتیکی غیرخطی سازه تحت اثر بارهای جانبی افزایش یابنده است و مهمترین نتیجه این تحلیل، تعیین منحنی بار – تغییر مکان یا منحنی ظرفیت سازه می باشد.
این تحلیل از آن جهت حائز اهمیت است که روش تحلیل استاتیکی غیر خطی با وجود سهولت استفاده و سرعت عملیات قادر است رفتار لرزه ای سازه را در مقایسه با تحلیل های پیچیده دینامیکی غیرخطی برآورد نماید. بنابراین از آن می توان به عنوان وسیله ای برای طراحی لرزه ای ساختمان ها استفاده نمود. این مطلب اساس روش های جدید طرح لرزه ای ساختمان ها به روش عملکردی را تشکیل می دهد.
با این اوصاف تلاش های گسترده ای در دنیا جهت بهبود هرچه بیشتر کارایی این روش صورت گرفته و کماکان تحقیقات وسیعی به این منظور در حال انجام است.
یکی از مهمترین مسائلی که در زمینه تحلیل بارافزون مطرح است انتخاب شکل توزیع بار جانبی مناسب می باشد چرا که این عامل تأثیر بسزایی بر روی نتایج تحلیل بار افزون می گذارد به عنوان مثال با افزایش تعداد طبقات ساختمان (افزایش مودهای ارتعاش دینامیکی سازه) یا با وجود حالات نامنظمی در پلان یا در ارتفاع، نتایج به دست آمده می تواند غیرواقع بینانه یا گمراه کننده باشد.
در این تحقیق تلاش می گردد که آخرین دستاوردهای به عمل آمده در خصوص چگونگی بکارگیری فرضیات مناسب در این تحلیل بیان شده و با بررسی شکل های توزیع بار مختلف و مقایسه نتایج تحلیل های بارافزون براساس آنها، با نتایج به دست آمده از تحلیل های دینامیکی غیرخطی، شکل یا اشکال توزیع بار مناسب بازگو شود و همچنین محدوده قابل اطمینان پاسخ ها و پیشنهاداتی جهت بهبود نتایج ارائه گردد.
با این مقدمه فصول مختلف این تحقیق به صورت ذیل خواهند بود:
فصل اول: کلیات و مفاهیم اساسی؛ که شامل هدف و پیشینه تحلیل بارافزون، مواد لازم جهت انجام تحلیل، روش نوین طراحی سازه های مقاوم در برابر زلزله، مزایای این روش و نقش تحلیل بارافزون در آن و محدودیت های تحلیل بارافزون می باشد و همچنین اهداف تحقیق و تعریف مسئله را در برمی گیرد.
فصل دوم: معرفی روش طراحی براساس عملکرد سازه ها؛ روش نوین طراحی سازه های مقاوم در برابر زلزله که در آن به معرفی سطوح عملکرد ساختمان، طیف طرح استاندارد، اهداف عملکردی ساختمان، تعاریف بهسازی، و مزایای روش طراحی براساس عملکرد سازه ها پرداخته خواهد شد.
فصل سوم: معرفی شتابنگاشتها؛ که در آن شتابنگاشتهای انتخابی جهت تحلیل های دینامیکی غیرخطی بازگو شده و چگونگی مقیاس کردن آنها بر مبنای ویرایش سوم استاندارد 2800 ایران بیان می شود. همچنین بررسی اجمالی برروی شتابنگاشتها و نتایج مقیاس کردن آنها انجام می گیرد.
فصل چهارم: معرفی سیستم های مورد مطالعه؛ که به معرفی مدل های مورد بررسی اشاره شده و نحوه آماده سازی مدل ها و انجام تحلیل های بارافزون و تحلیل های غیرخطی دینامیکی برروی آنها به طور خلاصه بیان شده و در نهایت نتایح تحلیل های انجام شده ارائه می شود.
فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری؛ که در آن به بحث کلی راجع به شتاب نگاشتها و ضوابط کفایت سازه پرداخته شده و نتایج به دست آمده از بررسی اشکال توزیع بار مختلف بازگو می گردد و سرانجام پیشنهادات لازم جهت بهبود نتایج تحلیل بارافزون ارائه می شود.
تعداد صفحه : 194
پایان نامه ارشد عمران بررسی رفتار ساختمانهای بتنی با ارتفاع متوسط تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی و تحلیل دینامیکی
