دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
در این پست می توانید متن کامل این پایان نامه را با فرمت ورد word دانلود نمائید:
پیشگفتار
«وا… جعل لکم من بیوتکم سکنا» خداوند خانه‌های شما را محل آسایش شما قرار داده است.
«سوره مبارکه نحل آیه 80»
با استناد به آیه فوق و آیه‌های مشابه آن در می‌یابیم که آسایش و فراهم کردن آن چقدر حائز اهمیت است که در کتاب ا… توسط پروردگار متعال به آن اشاره شده است.
مقاوم سازی و فراهم نمودن امنیت و پایداری سازه‌ها یکی از پارامترهای بسیار مهم در مهندسی امروز به شمار می‌رود.
احداث یک سازه شیک و قابل توجه و چشم‌گیر آنقدر اهمیت ندارد که بنای یک سازه مقاوم اهمیت دارد.
در این پروژه و تحقیق به مسائل مربوط به مقاوم سازی و انواع روشهای آن پرداخته و اصول مقاوم سازی ساختمانها مورد بررسی قرار می‌گیرد.
کشور ایران، با قرار داشتن در کمربند لرزه خیز آلپ – هیمالیااز نظر خط زمین لرزه، از جمله کشورهای آسیب پذیر جهان به شمار می‌آید.
زلزله‌های بزرگی که خصوصاً در سالیان اخیر رخ داده خود گویا و گواه این مطلب است.
بطور مثال زلزله‌های زرند، بم، آوج، منجیل و…
مطالب این پرژوه در خصوص انواع روشهای مقاوم سازی در سازه‌های مختلف است. که گردآوری آنرا در دو گروه مقاوم سازه‌های بتنی و سازه‌های فولادی انجام داده‌ام.
مقاوم سازی
تعریف:
مقاوم سازی عبارتست از مجموعه اقداماتی که سبب افزایش سختی و تقویت عنصر در برابر نیروهای وارد به سازه می‌گردد.
تعریف بهسازی:
مجموعه راهکارها و تمهیداتی است که بتوان رفتار عضو یا سازه را در برابر نیروهای جانبی ناشی از زلزله بدون نیاز به تقویت مستقیم اعضا بهبود بخشید.
هدف از بهسازی و مقاوم سازی:
هدف بهسازی عبارت از انتخاب سطوح عملکرد مورد انتظار تحت اثر زلزله‌های با سطح خطر معین می‌باشد.
از نظر کلی به شش دسته زیر تقسیم‌بندی می‌شوند:
دسته اول: بهسازی و مقاوم سازی مبنا
در این حالت تحت اثر زلزله سطح خطر – I سطح عملکرد ایمنی جانبی C-3 باید برای ساکنین ساختمان تأمین گردد.
دسته دوم: بهسازی و مقاوم سازی مطلوب:
در این سطح از بهسازی و مقاوم سازی انتظار می‌رود که ابتدا هدف بهسازی تأمین گردد و دوم ساختمان تحت اثر زلزله سطح خطر II در سطح عملکرد آستانه فرو ریزش (E-S) قرار گیرد.
دسته سوم: بهسازی و مقاوم سازی ویژه:
در این سطح سازه مقاوم شده نسبت به بهسازی مطلوب از تراز عملکرد بیشتری تحت همان سطوح خطر زلزله قرار گیرد.
دسته چهارم: بهسازی و مقاوم سازی محدود:
در صورتیکه به دلیل محدودیت‌های اقتصادی و مالی امکان بهسازی مبنا میسر نباشد ممکن است بهسازی در سطح عملکرد پایین‌تری در نظر گرفته شود.
دسته پنجم: بهسازی و مقاوم سازی موضعی:
چنانچه به دلایل اجرائی و یا مالی امکان بهسازی تمام سازه میسر نباشد عملیات بهسازی ممکن است در چند قسمت انجام شود. و در اینصورت در هر مرحله نباید خللی در تراز عملکرد سازه یا ادامه عملیات ایجاد شود.
دسته ششم: عدم بهسازی و یا مقاوم سازی:
برآورده نمودن ضوابط آئین نامه 2800 و یا عدم صرفه اقتصادی می‌تواند بر عدم بهسازی و یا مقاوم سازی ساختمان دلالت داشته باشد.
راهکارهای مقاوم سازی لرزه‌ای:
راههای زیر را می‌توان به صورت منفرد یا در ترکیب با یکدیگر برای بهسازی و مقاوم سازی در سازه به کار بست.
1- تأمین پایداری لازم برای مجموعه سازه
2- تغییر کاربری سازه
3- استخدام سیستم‌های غیرفعال اتلاف انرژی
4- کاهش جرم سازه
5- به کارگیری سیستم‌های جداسازی لرزه‌ای
6- تأمین سختی جانبی لازم برای کل سازه
7- اصلاح اجزایی از سازه که عملکرد مناسبی در برابر زلزله ندارند
8- حذف و یا کاهش بی‌نظمی در ساختمان
بهسازی در سازه‌ها باید به گونه‌ای صورت گیرد که در صورت ایجاد خرابی در بخشی از اعضا سازه تخریب گسترش نیابد به طوری که با تخریب یک یا چند عضو کل سازه ناپایدار نشود.
شرح موارد فوق:
1- هنگامی که سازه دارای ضعف فراگیر است به طوری که در اکثر اعضای آن نسبت تقاضا به ظرفیت و تغییر شکلهای غیرخطی بزرگ باشد به جاست که برای کل مجموعه ساختمان، سیستم باربری جانبی با ظرفیت کافی ایجاد شود.
برای این منظور می‌توان قابهای مهاربندی شده، قابهای نقشی یا دیواره‌های برشی به سازه مذکور اضافه نمود.
در چنین شرایطی اندر کنش سازه موجود و سیستم باربر جانبی جدید باید مورد توجه قرار گیرد.
چنانچه قاب مهاربندی شده یا دیوار برشی دارای سختی زیادی باشد ممکن است بخش قابل توجهی از بارهای جانبی را به خود معطوف کند.
آگر افزایش ظرفیت با اضافه کردن قاب خمشی ایجاد شود به دلیل نرمی قاب اندر کنش سازه موجود و قاب خمشی موجب توزیع بار بین هر دو سیستم می‌گردد.
ح) تغییر کاربری سازه یکی دیگر از روشهای بهسازی است.
چنانچه امکان بهسازی یک ساختمان برای سطح عملکرد مورد نیاز میسر نباشد یا هزینه آن قابل توجه نباشد با تغییر کاربری می‌توان سطح عملکرد مورد نیاز را پایین آورد و نیاز به بهسازی را حذف و یا به حداقل رساند.
3) استخدام و به کارگیری سیستم‌های جذب انرژی برای کنترل و کاهش تغییر شکل ساختمان یکی از روشهای بهسازی است. در مجموعه هایی که دارای سختی جانبی کافی نیستند با تعبیه اجزاء جذب انرژی در سازه می‌توان تغییر شکلهای ساختمان را محدود کرد.
برای این منظور اجزا خاص طراحی شده اند که با ایجاد اصطکاک و یا تغییر شکل چیزی یا استفاده از ویسکوزیته سیالات بخشی از انرژی سازه را جذب می‌کنند بدین ترتیب تغییر شکلهای سازه محدود می‌شود.
4- در سازه هایی که دارای ضعف کلی از نظر سختی جانبی یا ظرفیت باربری می‌باشند یکی از راهکارهای مفید برای بهسازی کاهش جرم ساختمانی است.
با کاش جرم می‌توان میزان تغییر شکلها و نیروهای داخلی ناشی از زلزله را در اعضا تقلیل داد.
برای این منظور می‌توان با تخریب طبقات فوقانی تغییر نمای سازه، تغییر مشخصات دیوارهای داخلی یا انتقال تجهیزات و انبارهای سنگین به نقاط دیگر جرم سازه را کاهش داد.
5) به کارگیری سیستم‌های جدا سازی لرزه‌ای راهکار مناسبی برای کاهش اثرات زمین لرزه بر روی سازه می‌باشد.
هنگامی که حفاظت از تجهیزات مهم و اجزا غیر سازه‌ای مدنظر باشد با استفاده از روشهای جداسازی لرزه‌ای می‌توان انتقال انرژی موجود در حرکات ارتعاشی زمین را به ساختمان محدود نمود.
جهت این منظور تکیه گاههای مناسب با شکل پذیری بسیار زیاد در ساختمان تعبیه می‌شود.
هنگام وقوع زلزله تغییر شکلهای ساختمان در تکیه گاهها که قابلیت شکل پذیری زیادی دارند متمرکز شده و سازه مانند جسم صلب با تغییر شکلهای کوچک ارتعاش می‌کند.
این روش برای مقاوم سازی ویژه ساختمانها مناسب می‌باشد.
روش جداسازی برای ساختمانهای کوتاه و نسبتاً صلب مؤثر می‌باشد و برای ساختمانهای بلند و نرم کارایی ندارد.
6) چنانچه مشخص شود که ضعف ساختمان در کمبود سختی جانبی آن و در نتیجه تغییر مکانهای زیاد می‌باشد می‌توان با افزایش مهاربندی‌ها یا دیوارهای برشی، سختی جانبی را برای سازه فراهم کرد.
7) زمانی که تعدادی از اعضای سازه دارای ظرفیت کافی برای حمل نیروها یا تحمل تغییر شکلها نیستند می‌توان به صورت موضعی نسبت به تقویت اعضا و اتصالات آنها به سازه اقدام نمود به نحوی که ظرفیت کافی برای حمل نیروها و تحمل تغییر شکلها در این اعضا ایجاد گردد.
8) حذف یا کاهش بی نظمی در سازه می‌تواند یک راه مناسب برای بهسازی سازه هایی باشد که به دلیل بی نظمی فاقد سطح عملکرد مطلوب می‌باشد.
برای این منظور لازم است نتایج تحلیل مدل سازه مورد بررسی قرار گیرد و با توجه به میزان تغییر شکلها، نسبت تقاضا به ظرفیت، توزیع تغییر شکلهای غیرخطی و بی نظمی سازه‌ها از نظر توزیع سختی، جرم و ظرفیت اعضا مشخص می‌شود.
نامنظمی در سازه معمولاً به دلیل عدم پیوستگی در اجزا باربر جانبی بوجود می‌آید.
در چنین شرایطی با ایجاد تغییراتی در سیستم باربری جانبی ممکن است بتوان از نامنظمی سازه کاست.
در ساختمانهایی که دارای طبقه نرم هستند می‌توان با اضافه نمودن مهاربندی ها، سختی جانبی را متناسب با طبقات دیگر افزایش داد.
در مورد بی نظمی‌های پیچشی نیز می‌توان با اضافه کردن عناصر باربر جانبی فاصله مرکز جرم و سختی را کاهش داد.
ایجاد درز جدایی در سازه نامنظم و تبدیل آن به دو یا چند ساختمان کوچکتر اما منظم یکی دیگر از روشهای بهسازی است.
مقاوم سازی پی ها
مقاوم سازی سازه‌های موجود و عملکرد لرزه‌ای آنها بدون توجه به پی‌ها و مخاطرات ژئوتکنیکی محتمل امکانپذیر نمی باشد.
غالباً پی‌ها در ساختارهایی که پتانسیل جابجایی زمین در اثر گسلش، زمین لغزشی یا روانگرایی وجود ندارد، عملکرد خوبی دارند.
از سویی دیگر معمولاً مقاوم سازی در تراز شالوده بدلیل محدودیت فضای کاری ناشی از وجود ساختمان بسیار پرهزینه می‌باشد.
از این رو تقبل هزینه‌های گزاف و سنگین مقاوم سازی آن با توجه به نقش آن در پاسخ لرزه‌ای کل سازه باید بدقت مورد ارزیابی قرار گیرد.
مخاطرات ساختگاهی
خطرات ساختمانی شامل گسلش، روانگرایی، نشست ناهمگونی و زمین لرزه می‌باشد.
کاهش مخاطرات ساختگاهی:
در برخی شرایط امکان بهبود عملکرد لرزه‌ای ساختگاه و سازه با هزینه‌های معقول وجود دارد و در برخی حالات دیگر کاهش خطرات ممکن است از نظر اقتصادی توجیه پذیر نباشد.
گسلش:
حرکات بزرگ توسط گسلها غالباً از نظر اقتصادی قابل کنترل نخواهد بود.
اگر با توجه به سطح لرزه‌ای مورد نظر میزان حرکت افقی و قائم گسل برای هر یک از اجزای سازه، شامل خرد سازه و شالوده آن قابل قبول نباشد اجزای مذکور باید تا حد مقاومت لرزه‌ای مورد نیاز سخت و مقاوم گردند.
روانگرایی:
راه حل اول ـ تقویت سازه
راه حل دوم ـ تقویت پی
راه حل سوم ـ بهسازی خاک
نشست ناهمگون:
تکنیک بهسازی خاک مانند آنچه یاد شد می‌تواند برای کاهش خطر نشست ناهمگون که از تراکم خاکهای سست نتیجه می‌شود مورد استفاده قرار گیرد.
زمین لغزه:
به طور کلی روشهای پایدار سازی شیبها را می‌توان در چهار گروه زیر تقسیم بندی نمود.
ـ تغییر هندسه شیب به منظور کاهش نیروهای محرک و یا افزایش نیروهای مقاوم
ـ کنترل آبهای سطحی جهت کاهش نیروهای تراوشی
ـ کنترل تراوش جهت کاهش نیروهای محرک
ـ تقویت شیب جهت افزایش نیروهای مقاوم.
