پایان نامه مقایسه شاخص های خسارت در ساختمان های فولادی و بتنی تحت اثر مؤلفه های افقی و قائم زلزله به کمک تحلیل های دینامیکی غیرخطی

تعداد صفحات: 171 فرمت فایل: word کد فایل: 10002085
سال: 1389 مقطع: مشخص نشده دسته بندی: پایان نامه مهندسی عمران
قیمت قدیم:۲۳,۷۰۰ تومان
قیمت: ۲۱,۶۰۰ تومان
دانلود مقاله
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه مقایسه شاخص های خسارت در ساختمان های فولادی و بتنی تحت اثر مؤلفه های افقی و قائم زلزله به کمک تحلیل های دینامیکی غیرخطی

    پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد ”M.Sc“

    مهندسی عمران - سازه 

    چکیده

    خرابی های سازه ای هنگامی اتفاق می افتد که تغییر شکل های دائمی و بزرگ بر اثر بارهای وارده به سازه ، در آن ایجاد گردد.

    یک مدل خرابی در صورتی واقعی می باشد که مقادیر آن همبستگی مناسبی با وضعیت خرابی مشاهده شده بعد از زلزله ، داشته باشد.

    به دنبال توسعه آسیب پذیری کمّی ، معیارهایی برای بیان آسیب پذیری از سوی محققان مطرح شده است . این معیارها که مفهوم میزان خرابی سازه را با ارائه یک تئوری مناسب ، بیان می دارند، به محاسبه ء یک عدد مشخص به نام شاخص خسارت می انجامد.

    شاخص های خسارت وسیله ای برای بیان عددی میزان خسارت وارده به سازه بر اثر بار زلزله می باشند و ممکن است به صورت محلی (فقط برای یک عضو) یا کلی (برای کل سازه ) تعریف شوند. همچنین یک سری شاخص های خسارت در مقیاس طبقه تعریف شده است . شاخص های خسارت طبقه برای تعریف شاخص های کلی خسارت ،قابل استفاده می باشند.

    از طرفی ، مؤلفه قائم زلزله و تأثیر آن در تحلیل ساختمان ها از مدت ها پیش مورد توجه محققین و مهندسین طراح قرار داشته است . ولی تا این زمان هنوز ملاحظات ناشی از اثر مؤلفه قائم زلزله در طراحی ساختمان ها (بجز در موارد خاص ) به صورت دستورالعمل اجرایی کامل در نیامده است . در این میان بررسی آسیب پذیری و مطالعه خسارت وارده بر ساختمان ها تحت اثر مؤلفه افقی و قائم زلزله به دلیل پیچیدگی های خاص خود از اهمیت ویژه ای برخوردار است چرا که برای جلوگیری ازخطرات و خسارات ناشی اززمین لرزه ،بایستی اثرات توأم مؤلفه افقی و قائم زلزله رابرسازه هاپیش بینی نمود.

    هدف از این مطالعه بررسی آسیب پذیری و خسارات قاب های خمشی فولادی و بتنی مسلح تحت اثر مؤلفه افقی به همراه مؤلفه قائم زلزله می باشد. برای رسیدن به این هدف ابتدا تاریخچه مطالعات انجام گرفته در زمینه ارزیابی وتعیین شاخص های خسارت و همچنین اثر مؤلفه قائم زلزله ، مورد بررسی قرار گرفته ، سپس به بیان روش های مختلف ارزیابی خسارت اعم از روش های کمّی و کیفی و معرفی انواع شاخص های خسارت پرداخته شده است . از آنجائیکه بیشترین خسارات ناشی از زمین لرزه ،مربوط به عملکرد سازه درمحدوده غیرخطی می باشد دراین مطالعه ، آسیب پذیری ونیزعملکرد قاب های ساختمانی فولادی و بتنی در برابر زلزله با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی توسط نرم افزار IDARC  و با استفاده ازشاخص خسارت پارک - انگ ،مورد مطالعه قرارگرفته است ، بدین منظور بعد از انتخاب مدل سازه ای قاب خمشی بتن مسلح و قاب خمشی فولادی ، طراحی آن ها صورت پذیرفته ، سپس با انتخاب جنبش های زمین و مدل های خسارت سازه ای و استخراج نتایج حاصل از تحلیل های دینامیکی غیرخطی تحت شتابنگاشت های بم ، طبس و ال سنترو، تاریخچه زمانی تغییر مکان طبقه بام ، حداکثر جابجایی نسبی طبقات ، تغییرات نیروی محوری ستون ها، تغییرات شاخص خسارت سازه ای در اعضاء ساختمان (تیر و ستون )، طبقه و کل برای قاب فولادی و بتنی تحت اثر توأم مؤلفه افقی و قائم زلزله بررسی گردیده و در انتها نتیجه گیری کلی و پیشنهاداتی در جهت پیشبرد بهتر اهداف آینده ارائه گردیده است .

    کلید واژه : قاب خمشی بتن مسلح ، قاب خمشی فولادی ، شاخص خسارت ، تحلیل دینامیکی غیر خطی ، مؤلفه قائم زلزله

    مقدمه

    وقتی سازه ای در معرض زمین لرزه قرار می گیرد بسته به شدت آن زمین لرزه ممکن است به کل تخریب شود یا کاملاً سالم باقی بماند و یا برخی از اعضای آن از حالت پایداری خود خارج شوند و در هر صورت ممکن است خسارتی به آن وارد شود. خسارت وارده را می توان در کمتر شدن میزان سختی یا افزایش میزان نرمی و تغییر مکان بام و یا تغییر مکان نسبی سازه مشاهده کرد.

    تاکنون تحقیقات متعددی در زمینه عملکرد سازه در مقابل نیروی زلزله و تعیین میزان خسارت در آن صورت گرفته است و در این زمینه شاخص های مختلفی بر اساس معیارهای مختلف مانند تغییر مکان ، سختی و یا انرژی تلف شده ارائه شده است . با توجه به این شاخص ها میزان خسارت پذیری سازه به هنگام مواجهه با زلزله تعیین می گردد.

    درارزیابی آسیب پذیری سازه هانحوه برخورد مناسب باپدیده زلزله وپیش بینی صحیح ودقیق اثرات آن بر سازه ازاهمیت بسزایی برخوردارمی باشد. تمامی ساختمان هادرطول یک زمین لرزه ،تحت اثر تحریکات مؤلفه های لرزه ای آن زمین لرزه قرارمی گیرند که این مؤلفه ها عبارتند ازدومؤلفه افقی ویک مؤلفه قائم .امادراکثر قریب به اتفاق آیین نامه های طراحی لرزه ای ،تنهااثر مؤلفه های افقی زلزله درنظر گرفته می شود. این آیین نامه هابر این فرض استوارمی باشند که فروریزش ساختمان هاتنها دراثرواردشدن مؤلفه های افقی زمین لرزه اتفاق می افتد ومؤلفه قائم حرکت زمین ،تأثیری بیش ازاثرات دو مؤلفه ای ،بر پاسخ های سازه ای ندارد. اما بعد از وقوع زلزله های ١٩٩٤ نورثریج در شمال غربی لس آنجلس و ١٧ ژانویه ١٩٩٥ کوبه ژاپن که خسارت های زیادی بوجود آوردند و مسبب آن مؤلفه قائم زلزله شناخته شد. ضرورت مطالعه بیشتر روی اثر مؤلفه قائم زلزله بر ساختمان ها که از مدت ها قبل ، مورد بحث محققین و مهندسان طرح قرار داشت بیش از پیش احساس گردید.

    همانطور که می دانیم ایران از نقاط زلزله خیز جهان می باشد که سالی چند بار گوشه و کنار آن دستخوش لرزش شدید زمین

    ء قرار می گیرد که بعضی از این زمین لرزه ها از شتاب قائم قابل توجهی برخوردار می باشند (مانند زلزله بم ). بنابراین مطالعه خسارت ساختمان ها تحت اثر توأم مؤلفه افقی و قائم زلزله اولین و بهترین روشی است که بوسیله ء آن می توان تاٌثیر واقعی زمین لرزه را بر جامعه از جهات گوناگون ، بررسی نمود. تجربیات حاصل از برخی زمین لرزه های گذشته ، حاکی از آسیب پذیری ساختمان ها تحت مؤلفه قائم زلزله می باشد و آسیب پذیری اصطلاحی است که به طور کلی برای نشان دادن وسعت و میزان آسیب و خسارتی که احتمالاً بر اثر وقوع زلزله به ساختمان ها، خدمات ، مناطق جغرافیائی و در نتیجه به جوامع وارد شده است استفاد می شود. به عبارت دیگر پس از ارزیابی میزان خسارت در ساختمان هاست که می توان در مورد آسیب پذیری ساختمان ها تحت یک زلزله واقعی نظر داد.

    مجموعه های مسکونی در مقابل زلزله در زمینه های گوناگون آسیب پذیر هستند. این زمینه ها را می توان به صورت زیر طبقه

    بندی نمود:

     - تخریب فیزیکی : که نتیجه خسارت وارده به ساختمان ها می باشد.

     - تخریب اقتصادی : که منجر به بروز اختلال در سیستم های اقتصادی و تولیدی می شود.

     - تخریب اجتماعی : که مسائل و مشکلات اجتماعی را به اشکال مختلف تولید می کند.

     - تخریب فرهنگی : که با تاثیر بر روان اجتماعی افراد، ابعاد تازه ای به مسائل اجتماعی می بخشد.

     

    هر یک از تخریب های طبقه بندی شده به نوبه خود دارای اهمیّت بسیاری هستند و تأثیرات خاصی بر جوامع می گذارند. عدم طراحی دقیق و مناسب با شرایط (مانند در نظر نگرفتن اثر مؤلفه قائم زلزله در طراحی سازه ها بخصوص در نواحی نزدیک به گسل )، اجرای بی دقت و بدون نظارت که منجر به ساخت ضعیف سازه ها می شود، از مهمترین عوامل تشدید کننده آسیب پذیری ساختمان ها در برابر زلزله می باشد. به عبارت دیگر در واقع خسارت وارده به ساختمان ها به نوعی در به وجود آمدن انواع تخریب های ذکر شده موثر است . تخریب سازه ها پس از وقوع زلزله چه از نوع مسکونی و چه از نوع عمومی ، تنها بعد ظاهری و نمایان فاجعه است . انهدام واحدهای تولیدی ، مزارع و کارگاه های صنعتی سبب از هم گسیختگی بنیان های اقتصادی در بخش های گوناگون تولیدی اعم از کشاورزی ، صنعتی و تولیدی می شود به طوری که در بعضی مواقع بی ثباتی دولت ها را نیز به همراه داشته است . در کنار این صدمات مادی ، ابعاد اجتماعی و فرهنگی   آسیب ها بسیار گسترده تر و عمیق تراست . مرگ و میر نفوس ، بی سرپرست شدن و مسائلی از این قبیل تنها جنبه هایی از صدمات وارده به اجتماعات انسانی است . در کنار آن باید بسیاری معضلات فرهنگی و اجتماعی مانند تعویق در امر آموزش و پرورش ، نقصان در امر بهداشت و شیوع انواع امراض مسری و روانی و خلل های وارده به تسهیلات رفاهی را نیز افزود. بنابراین پیش بینی اثرات واقعی یک زمین لرزه بر روی سازه ها به منظور جلوگیری از پیشامد اینگونه صدمات و تخریبات ، لازم و ضروری است که این امر مستلزم در نظر گرفتن رفتار واقعی زمین لرزه که شامل مؤلفه قائم آن هم می شود، در آیین نامه های لرزه ای و در طراحی سازه ها می باشد، فراموش نکنیم که یکی از علل اصلی خرابی در زلزله بم همین اثر مؤلفه قائم زلزله بوده است .

    عملکرد لرزه ای سازه ها را می توان با تعیین حدود خسارت وارد شده به آن به کمک شاخص خسارت کمّی نمود. بدین منظور ابتداباید مدل سازه ای مناسبی تهیه شده و سپس برمبنای مطالعات لرزه خیزی و یاپیشنهادهای آیین نامه ای ،مقدارمناسبی برای پارامترهای طراحی و یا کنترل انتخاب گردد.مرحله بعدی تعریف شاخص هایی است که براساس آن هامیزان خسارت و نحوه توزیع آن درسازه قابل تعیین باشد. سپس باید سازه مدل شده راموردتحلیل دینامیکی غیرخطی قرارداده و شاخص های خرابی را تعیین نمود و باتوجه به نتایج حاصله می توان درمورداثرات یک زمین لرزه واقعی بر سازه بحث نمود و همچنین درباره میزان آسیب پذیری آن سازه تحت یک زلزله واقعی نظر داد.

    فصل اول

    کلیات و مروری بر کارهای گذشته

    ١-١: هدف

    با توجه به فراوانی ساختمان های بتنی و فولادی و در عین حال وقوع زمین لرزه هایی با شتاب قائم قابل توجه در کشور (مانند زلزله بم ) این پایان نامه با هدف بررسی و مقایسه شاخص های خسارت در ساختمان های بتنی و فولادی با در نظر گرفتن اثر مؤلفه قائم به همراه مؤلفه افقی زلزله تعریف شده است . در برخی از آیین نامه های جدید، اثر مؤلفه قائم زلزله دیده شده است . به عنوان مثال در استاندارد ٠٥-٧ ASCE.SEI  این اثر با افزایش و کاهش بار مرده در ترکیب بارهای طراحی لحاظ شده است [١].

    در حقیقت ، بررسی های اخیر صورت پذیرفته در رابطه با اثر مؤلفه قائم زلزله ، آیین نامه ها را وا داشته تا این مورد را در بارگذاری دخیل نمایند. لازم به ذکر است حداکثر شتاب عمودی زمین در یک رکورد زلزله به خصوص در حوزه نزدیک و در محدوده پریودهای کوتاه به حداکثر شتاب افقی نزدیک است (بزرگنیا و نیازی ١٩٩٥، [٢])، از طرف دیگر پریود طبیعی قائم سیستم های ساختمانی کوچک است و در محدوده ٠.٠٥ تا ٠.٢٦ ثانیه قرار دارد (اندرسول و برتو ١٩٧٤ [٣] کیکوچی و یوشیمورا ١٩٨٤ [٤]، بزرگنیا و نیازی ١٩٩٨ [٢]) و ممکن است با محدوده ای که در آن پاسخ مؤلفه قائم تشدید می شود مطابقت داشته باشد. در خصوص اثر مؤلفه قائم زلزله بر سازه ها، شیوهارا و همکاران در تحقیقی در رابطه با قاب های ٦ طبقه بتنی دریافتند مؤلفه قائم زمین لرزه به طرز محسوسی بر نیروی محوری ستون ها تاثیر گذار است [١] به خصوص این امر در مواقعی که سهم بار افقی زلزله نسبت به نیروی محوری پایین باشد قابل ملاحظه است و بزرگای این تغییرات با شدت مؤلفه قائم حرکت زمین متناسب است . به عنوان مثال در ستون های میانی قاب بتنی مورد مطالعه در این پژوهش ، در اثر اعمال مؤلفه قائم زلزله افزایش نیروی محوری تا بیش از ١٠٠ درصد، تحت شتابنگاشت زلزله بم دیده شد.

    اما با توجه به اهمیت مؤلفه قائم زلزله و همچنین وجود زلزله های حوزه نزدیک در کشورمان مانند زلزله سال ٢٠٠٣ بم هنوز در آیین نامه های ایران اثر مؤلفه قائم زلزله به صورت جامع دیده نشده است . در استاندارد ٢٨٠٠ (در این پایان نامه منظور از استاندارد٢٨٠٠ ویرایش سوم آن می باشد) این مؤلفه تنها در مورد تیرهای طرّه ، تیرهای با دهانه بیش از ١٥ متر و تیرهای حامل بار متمرکز قابل توجه ، اعمال شده است [٥]، در صورتی که نیاز به در نظر گرفتن اثر مؤلفه قائم زلزله به صورت جامع ضروری می باشد.

    در این فصل و در بخش ١-٢ تاریخچه مطالعات انجام گرفته در زمینه ارزیابی و تعیین شاخص های خسارت و همچنین تحقیقات صورت پذیرفته در رابطه با مؤلفه قائم زلزله و اثر آن بر روی رفتار دینامیکی پل ها و قاب های ساختمانی بصورت خلاصه مورد بررسی قرار گرفته است . ضمن آنکه در این بخش گزارشی از اثر مؤلفه قائم در زلزله های اخیر آورده شده است تا اهمیت مؤلفه قائم زلزله هر چه بیشتر مشخص شود. همچنین در بخش ١-٣ روش تحقیق در این پایان نامه به منظور بررسی اثر شتاب مؤلفه قائم زلزله بر سازه های بتنی و فولادی موجود در کشور توضیح داده شده است .

      

    ABSTRACT

    Vertical component of earthquakes have been studied during analysis of structures

    by researchers and design engineers in the past decades. But the effects of this

    important parameter in the vulnerability analyses of Reinforced Concrete (RC)

    buildings have not yet been fully studied or addressed in the structural design

    guidelines and codes. In this paper, the vulnerability as well as the performance of

    RC building structures during real earthquake excitations has been studied by

    using the Park-Ang damage index. For this purpose, a six-story RC structure

    designed in accordance with the specifications of the Third Revision of the Iranian

    Standard 2800 has been studied. In this study, a typical frame of the structure has

    been modeled as two-dimensional structure for more detailed and refined analyses

    and its seismic vulnerability analyses using the Park-Ang damage index. Refined

    non-linear dynamic analysis has been performed on this frame based on the real

    input records of the Bam, Tabas and Elcentro earthquakes. The results of the

    damage indexes of the structural components including beams and columns,

    different stories and also entire frame have been determined and investigated.  The

    results of this study indicate that the vertical component of the earthquake is more

    considerable in the case of more intensive earthquakes. These effects appear more

    markedly on beams, especially in beams of higher stories. Also, the axis force of

    the columns is increased considerably, especially in the interior ones. The results

    of vertical and horizontal components of different earthquake records have

    different vulnerability effects in studied RC frame.

  • فهرست و منابع پایان نامه مقایسه شاخص های خسارت در ساختمان های فولادی و بتنی تحت اثر مؤلفه های افقی و قائم زلزله به کمک تحلیل های دینامیکی غیرخطی

    فهرست:

     

    عنوان مطالب                                                                         شماره صفحه

     

    چکیده ..............................................................................................................................................................................................................................١

    مقدمه ................................................................................................................................................................................................................................ ٢

    فصل اول : کلیات و مروری بر کارهای گذشته ......................................................................................... ٤

    ١-١)هدف  ......................................................................................................................................................................................................................٥

    ١-٢) تاریخچه مطالعات  ..............................................................................................................................................................................................٥

     ١-٢-١) مطالعات انجام شده در رابطه با ارزیابی  شاخص خسارت .............................................................................................................٥

     ١-٢-٢) مطالعات انجام شده در رابطه با مؤلفه قائم زلزله .......................................................................................................................... ١٠

     ١-٢-٢-١) بررسی رفتار دینامیکی پل ها تحت اثر مؤلفه قائم زلزله ................................................................................................. ١٠

     ١-٢-٢-٢) بررسی اثرات مؤلفه قائم زلزله بر پاسخ قاب های ساختمانی .......................................................................................... ١١

     ١-٢-٢-٣) بررسی اثر مؤلفه قائم زلزله در زلزله های اخیر.................................................................................................................. ١٢

     ١-٢-٢-٣-١) زلزله ١٧ ژانویه سال ١٩٩٤ نورثریج کالیفرنیا....................................................................................................... ١٢

     ١-٢-٢-٣-٢) زلزله ١٧ ژانویه سال ١٩٩٥ هیوگوکن نانبو ژاپن ................................................................................................... ١٤

     ١-٢-٢-٣-٣)زلزله ٢٦ دسامبر٣ ٢٠٠ بم .......................................................................................................................................... ١٥

    ١-٣) روش کار و تحقیق ........................................................................................................................................................................................... ١٨

    فصل دوم : معرفی شاخص های خسارت ........................................................................٢١

    ٢-١) مقدمه .................................................................................................................................................................................................................. ٢٢

    ٢-٢) طبقه بندی روش های ارزیابی خسارت ...................................................................................................................................................... ٢٢

     ٢-٢-١) روش های کیفی .................................................................................................................................................................................... ٢٣

     ٢-٢-٢) روشهای کمّی ......................................................................................................................................................................................... ٢٤

    ٢-٣) متغیرهای خسارت ........................................................................................................................................................................................... ٢٤

     ٢-٣-١) نیاز در برابر ظرفیت .............................................................................................................................................................................. ٢٥

     

     

     ٢-٣-١-١) نیاز مقاومت ................................................................................................................................................................................. ٢٥

     ٢-٣-١-٢) تغییر شکل مورد نیاز................................................................................................................................................................ ٢٥

     ٢-٣-١-٣) نیاز استهلاک انرژی .................................................................................................................................................................. ٢٥

     ٢-٣-٢) کاهندگی ................................................................................................................................................................................................. ٢٦

     ٢-٣-٢-١) کاهش سختی ............................................................................................................................................................................. ٢٦

     ٢-٣-٢-٢) کاهش مقاومت ........................................................................................................................................................................... ٢٦

     ٢-٣-٢-٣) کاهش ظرفیت استهلاک انرژی ............................................................................................................................................. ٢٦

    ٢-٤) تعریف شاخص خسارت ................................................................................................................................................................................... ٢٦

     ٢-٤-١) شاخص های محلی خسارت ............................................................................................................................................................... ٢٨

     ٢-٤-١-١) شاخص های خسارت غیر تجمّعی ........................................................................................................................................ ٢٩

     ٢-٤-١-٢) مدلسازی هیسترزیس ............................................................................................................................................................... ٣١

     ٢-٤-١-٣) شاخص تجمعی بر  مبنای تغییر شکل ................................................................................................................................ ٣٣

     ٢-٤-١-٤) شاخص تجمّعی بر مبنای انرژی ............................................................................................................................................ ٣٥

     ٢-٤-١-٥) شاخص ترکیبی .......................................................................................................................................................................... ٣٧

     ٢-٤-١-٦) بحثی پیرامون شاخص آسیب محلی ..................................................................................................................................... ٤٢

     ٢-٤-٢) شاخص کلی خسارت ........................................................................................................................................................................... ٤٢

     ٢-٤-٢-١) شاخص های میانگین وزنی ..................................................................................................................................................... ٤٣

     ٢-٤-٢-٢) شاخص های آسیب پذیری بر اساس پارامترهای مدی .................................................................................................... ٤٤

     ٢-٤-٢-٢-١) شاخص های نرم شدگی ............................................................................................................................................... ٤٤

     ٢-٤-٢-٢-٢) تعیین محل آسیب با استفاده از شکل مدها ........................................................................................................... ٤٨

     ٢-٤-٢-٣) بررسی شاخص های آسیب کلی ............................................................................................................................................ ٤٨

     ٢-٤-٣) شاخص های مالی ................................................................................................................................................................................. ٤٩

     

    فصل سوم : مطالعات تحلیلی و ارزیابی خطی سازه ها ......................................................................... ٥٠

    ٣-١) مقدمه .................................................................................................................................................................................................................. ٥١

    ٣-٢) محدوده و هدف مدلسازی .............................................................................................................................................................................. ٥١

    ٣-٣) مشخصات سیستم سازه ای ........................................................................................................................................................................... ٥١

     ٣-٣-١) مشخصات ساختمان های مورد مطالعه ........................................................................................................................................... ٥١

     ٣-٣-٢) قاب های منتخب .................................................................................................................................................................................. ٥٣

     ٣-٣-٣) مشخصات هندسی مقاطع  قاب های منتخب ............................................................................................................................... ٥٤

    ٣-٤) بارگذاری ............................................................................................................................................................................................................. ٥٧

     ٣-٤-١) بارگذاری ثقلی ....................................................................................................................................................................................... ٥٧

     ٣-٤-٢) بارگذاری جانبی ..................................................................................................................................................................................... ٥٨

    ٣-٥) تحلیل استاتیکی معادل و تحلیل دینامیکی طیفی ................................................................................................................................. ٦١

     ٣-٥-١) توزیع نیروی جانبی زلزله در ارتفاع ساختمان ............................................................................................................................... ٦١

     ٣-٥-٢) آنالیز مودال ............................................................................................................................................................................................ ٦٥

     ٣-٥-٢-١) مدلسازی ...................................................................................................................................................................................... ٦٥

     ٣-٥-٢-٢) محاسبه مقادیر مشخصه .......................................................................................................................................................... ٦٥

     ٣-٥-٣) تحلیل طیفی .......................................................................................................................................................................................... ٦٧

     ٣-٥-٣-١) طیف استاندارد ........................................................................................................................................................................... ٦٧

     ٣-٥-٣-٢) گسترش مدها............................................................................................................................................................................. ٦٨

     ٣-٥-٣-٣) ترکیب آثار مدها ........................................................................................................................................................................ ٦٨

     ٣-٥-٣-٤) بارگذاری طیفی .......................................................................................................................................................................... ٦٩

     ٣-٥-٣-٥) همپایه کردن نتایج ................................................................................................................................................................... ٧٠

     ٣-٥-٣-٦) نتایج تحلیل طیفی برای نیروی افقی طبقات ..................................................................................................................... ٧٠

     

    ٣-٦) کنترل سازه ........................................................................................................................................................................................................ ٧٢

     ٣-٦-١) ترکیبات بارگذاری ساختمان .............................................................................................................................................................. ٧٢

     ٣-٦-٢) بررسی نتایج کنترل مقاطع ................................................................................................................................................................ ٧٢

    ٣-٧) بارگذاری و تحلیل طبق آیین نامه ٠٥-٧ ASCE.SEI .............................................................................................................................. ٧٨

     ٣-٧-١) ضوابط مربوط به مؤلفه قائم زلزله در استاندارد ٠٥-٧ ASCE.SEI............................................................................................. ٧٨

     ٣-٧-٢) تحلیل قاب ها طبق ضوابط استاندارد ٠٥-٧ ASCE.SEI............................................................................................................... ٨٠

     ٣-٧-٣) مقایسه نتایج .......................................................................................................................................................................................... ٨٠

    فصل چهارم : تحلیل های تاریخچه زمانی و تعیین میزان خسارت قاب ها........................................ ٨٣

    ٤-١) مقدمه .................................................................................................................................................................................................................. ٨٤

    ٤-٢) آشنایی با نرم افزار IDARC....................................................................................................................................................................................84

     ٤-٢-١) سازمان برنامه ......................................................................................................................................................................................... ٨٦

     ٤-٢-٢) مدلسازی برای تحلیل های غیرخطی به کمک نرم افزار IDARC ...............................................................................................٨٧

     ٤-٢-٢-١) مدلسازی اعضای سازه ای ......................................................................................................................................................... ٨٨

     ٤-٢-٢-٢) مدل های هیسترزیس غیرخطی .............................................................................................................................................. ٩٠

     ٤-٢-٣) مدل خسارت پارک و انگ .................................................................................................................................................................. ٩١

     ٤-٢-٤) انواع روشهای آنالیزغیرخطی درنرم افزار .................................................................................................................................... ٩٣

     ٤-٢-٥) پاسخ های سازه ای خروجی برنامه .................................................................................................................................................. ٩٤

     ٤-٢-٦) جمع بندی نهایی مشخصات و کارایی نرم افزار IDARC ................................................................................................................٩٤

    ٤-٣) مدلسازی قاب های نمونه ............................................................................................................................................................................... ٩٥

     ٤-٣-١) هندسه مدل ........................................................................................................................................................................................... ٩٥

     ٤-٣-٢) بارگذاری .................................................................................................................................................................................................. ٩٦

    ٤-٤) تحلیل دینامیکی غیرخطی ............................................................................................................................................................................ ٩٧

     

     

    ٤-٥) شتابنگاشت های طراحی ............................................................................................................................................................................. ١٠٠

    ٤-٦) نتایج تحلیل دینامیکی غیرخطی ............................................................................................................................................................... ١٠٥

     ٤-٦-١) تاریخچه زمانی پاسخ تغییرمکان جانبی طبقات ......................................................................................................................... ١٠٦

     ٤-٦-١-١) تاریخچه پاسخ تغییر مکان جانبی طبقه ششم قاب بتنی ............................................................................................ ١٠٦

     ٤-٦-٢-٢) تاریخچه پاسخ تغییر مکان جانبی طبقه ششم قاب فولادی ........................................................................................ ١١١

     ٤-٦-٢) حداکثر پاسخ تغییرمکان جانبی طبقات ....................................................................................................................................... ١١٦

     ٤-٦-٢-١) حداکثر پاسخ تغییرمکان جانبی طبقات قاب بتنی ........................................................................................................ ١١٦

     ٤-٦-٢-٢) حداکثر پاسخ تغییرمکان جانبی طبقات قاب فولادی .................................................................................................... ١٢٠

     ٤-٦-٣) اثر مؤلفه قائم زلزله بر نیروی محوری ستون ها......................................................................................................................... ١٢٤

     ٤-٦-٣-١) قاب بتنی ................................................................................................................................................................................... ١٢٥

     ٤-٦-٣-٢) قاب فولادی .............................................................................................................................................................................. ١٢٩

     ٤-٦-٤) ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای بر مبنای شاخص خسارت پارک – انگ ............................................................................... ١٣٣

     ٤-٦-٤-١) شاخص خسارت کلی قاب های ساختمانی ...................................................................................................................... ١٣٣

     ٤-٦-٤-٢) توزیع خسارت درطبقات ساختمان .................................................................................................................................. ١٣٤

     ٤-٦-٤-٢-١) قاب بتنی ....................................................................................................................................................................... ١٣٤

     ٤-٦-٤-٢-٢) قاب فولادی .................................................................................................................................................................. ١٣٨

     ٤-٦-٤-٣) شاخص خسارت تیرهاوستون ها....................................................................................................................................... ١٤٢

     ٤-٦-٤-٣-١) قاب بتنی ....................................................................................................................................................................... ١٤٢

     ٤-٦-٤-٣-٢) قاب فولادی .................................................................................................................................................................. ١٤٩

     ٤-٦-٤-٤) شاخص خسارت حداکثر اعضاء ........................................................................................................................................... ١٥٦

     ٤-٦-٤-٥) بررسی وضعیت مفاصل خمیری تحت زلزله بم ............................................................................................................... ١٥٧

     ٤-٦-٤-٥-١) بررسی وضعیت مفاصل خمیری قاب بتنی تحت زلزله بم ................................................................................ ١٥٧

     

     

     

     

     ٤-٦-٤-٥-٢) بررسی وضعیت مفاصل خمیری قاب فولادی تحت زلزله بم ............................................................................ ١٦٠

    فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات ............................................................................................... ١٦٣

    ٥-١) نتیجه گیری .................................................................................................................................................................................................... ١٦٤

    ٥-٢) پیشنهادات ...................................................................................................................................................................................................... ١٦

     

    منابع و مآخذ ..............................................................................................................................................................................................................١٦٦

    فهرست منابع فارسی ................................................................................................................................................................................................١٦٦

    فهرست منابع لاتین ................................................................................................................................................................................................. ١٦٧

    چکیده انگلیسی ........................................................................................................................................................................................................ ١٧٠

      

     

    منبع:

    . مجموعه استانداردها و آیین نامه های ساختمانی ایران ، کمیته دائمی بازنگری آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله (١٣٨٤)، "آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله ، استاندارد ٨٤-٢٨٠٠ (ویرایش ٣)"،مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن .

    ٦. رهایی - علیرضا، نعمتی - سعید، ١٣٨٦، "ارزیابی عملکرد و روش مقاوم سازی سازه های بتنی "، انتشارات فدک ایساتیس ، تهران .

    ٢٤. رازانی ، رضا؛ برنایی ، محسن ؛ « ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای ساختما ن ها در شهرها و مناطق مختلف ایران »، مسکن و انقلاب

     

    ٢٥. ناطقی الهی ، فریبرز؛ حسین زاده ، نقدعلی ؛ «آسیب پذیری سازه های فولادی با استفا ده از تحلیل دینامیکی غیرخطی » پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله ١٣٧٣.

     

    ٢٦. ناطقی الهی ، فریبرز؛ معتمدی ، مهرتاش ،« ارزیابی کمی آسیب پذیری لرزه ای ساختما نهای بتنی مسلح با استفا ده  از تحلیل دینامیکی غیرخطی » پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله ١٣٧٧.

     

    ٢٧. تهرانی زاده ،فلاحت ؛ «ارزیابی آسیب پذیری پل های بتن مسلح شهر تهران »، اولین کنفرانس علمی تخصصی انجمن مهندسان راه و ساختمان ایران، ١٣٧٨.

     

    ٢٨. برکچیان ، مجید؛ «ارزیابی کمی آسیب پذیری ساختمانهای مهم فولادی در برابر زلزله با استفاده از تحلیلهای غیر ارتجاعی »، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی زلزله ، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ،زمستان ١٣٧٨.

     

    ٢٩. شکیب ، حمزه ؛ عظیمی ، مهدی ؛ برکچیان ، مجید؛ «تحقیقات لرزه خیزی ومقاوم سازی ساختمانها ی استان ایلام . مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن .

     

    ٣٠. شایانفر، محسنعلی ؛ انگوتی ، محمد؛ «بررسی آسیب پذیری قابهای بتن آرمه در ایران . اولین کنفرانس بین المللی بتن و توسعه ، اردیبهشت ١٣٨٠، تهران .

     

    ٣١. عظیمی ، مهدی ؛ «ارزیابی آسیب لرزه ای قابهای خمشی بتن مسلح »، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی زلزله ، دانشگاه تربیت مدرس ، تابستان ١٣٨٠.

     

    ٣٢. حسن خانی ، علی ؛ "بررسی اثر مؤلفه قائم زلزله بر روی پل "، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی سازه ، تهران ، دانشگاه صنعتی شریف ، ١٣٧٥.

     

    ٣٦. غفوری آشتیانی ، محسن و همکاران ؛ گزارش زمین لرزه ١٩٩٥ هانشین کوبه ژاپن ، چ ١، تهران ، مؤسسه بین المللیی زلزله شناسی و مهندسی زلزله ، ١٣٧٤.

     

    ٣٧. ناطقی الهی - فریبرز، معتمدی - مهرتاش ، ١٣٧٧، ارزیابی کمی آسیب پذیری ساختمان های بتنی مسلح با استفاده از تحلیل دینامیکی غیر خطی ، انتشارات موٌسسه ء بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله ، تهران .

    ٤٨. مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ، "بارهای وارد بر ساختمان "، دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان ، معاونت نظام مهندسی و اجرای ساختمان ، تهران ، نشر توسعه ایران ، ١٣٨٠.

    ٥٠. ناطقی الهی ، پرویز؛ مهرتاش ، معتمدی ، "ارزیابی کمی آسیب پذیری لرزه ای ساختمانهای بتنی مسلح با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی "،پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله ، آبان ١٣٧٧.

    ١٦٦

     

     

    فهرست منابع لاتین

     

    1. Hitoshi Shiohara, Shunsuke Otani, Reza Alghebaduan. “Effect of Distributed Mass on Earthquake

    Response of Reinforced Concrete Frames”, The university of Tokyo.

    2. Bozorgnia, Y., Niazi, M. and Campbell, K.W. (1985). “Characteristics of Free-field Vertical Ground

    Motion During the Northridge Earthquake”, Earthquake Spectra.

    3. Anderson, J.C. and Bertero, V.V. (1974), “Effects of Gravity Loads and Vertical Ground Acceleration

    on the Seismic Response of Multistory Frames”, Proceedings of 5th-WCEE, 2, Rome, 2914-2923.

    4. Kikuchi, K. and Yoshimura, K. (1984). “Effect Vertical Component of Ground Motion and Axial

    th

    Deformation of Columns on Seismic Behavior of R.C Building Structures”, Proceedings of 8 -

    WCEE, 4, San Francisco, USA, 599-606.

    7. Tang, J. P. and Yao, J. T. P. 1977. “Expected Fatigue Damage of Seismic Structures”, J. Eng. Mech.

    Div., 98(3), 696- 709.

    8. Krawinkler, H. and Zohrei, M. 1983. “Cumulative Damage in Steel Structures Subjected to Earthquake

    Ground Motions”, Comput. Struct., 16 (1-4), 531-541.

    9. Bozorgnia, Y. and Bertero, V. “Improved Shaking and Damage Parameters for Post Earthquake

    Applications”, Proceedings of the SMIP01 Seminar on Utilization on Strong Motion Data, Los

    Anjeles, California, September 12, 2001, p. 1-22.

    10. H.U.Koyluoglu, S.R.K.Nielsen, A.S.Cakmak and P.H.Kirkegaard, "prediction of global and localized

    damge and future reliability for RCstructures subject to earthquake", Engineering and Structural

    Dynamics, 26, 1997.

    11. Reinhorn, A and Valles, R, 1996. “Seismic Damageability Evaluation of a Typical R.C Building in

    the central U.S.”, Technical Report NCEER- 96- 0010, National Center for Earthquake Engineering

    Research, State University of New York at Buffalo.

    12. P.S.Skjaerbaek,  S.R.K.Nielsen, P.H.Kirkegaard  and A.S.Cakmak,  "Damage  localization  and

    quantification of earthquake excited RC- frames", Earthquake Engineering and Structural Dynamics,

    27, 1998.

    13. E.Erduran, A.Yakut, "Drift Based Damage Functions for Components of RC Structures" 13th World

    Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, B.C., Canada, 2004.

    14. H.Sandi and R.Vacareanu, "Parametric analysis of cumulative damage", 11th European Conference

    on Earthquake Engineering, Balkema, Rotterdam, 1998.

    15. A.Teran-Glimore,  "Energy concept and damage indices", National Information Service for

    Earthquake Engineering (NISEE), University of California, Berkeley.

    16. A.Ghobarah, M.EI-Attar, "Seismic performance evaluation of reinforced concrete buildings", 11 th

    European Conference on Earthquake Engineering, Balkema, Rotterdam, 1998.

    17. Miyakoshi, j. and Hayashi, Y. “Correlation of Building Damage with Indices of Seismic Ground

    Motion Intensity during the 1999 Chi-Chi, Taiwan Earthquake”, International Workshop on annual

    Commemoration  of Chi-Chi Earthquake Taipei, Taiwan, R. O. C., September 18-20, 2000.

    18. Mikami, T. and Lemura, H. 2001, “Demand Spectra of Yield Strength and Ductility Factor to Satisfy

    the Required Seismic Performance Objectives”, Proceeding of JSCE, No. 689.1-57, p. 333-342.

    19. Honglin, H. and Takashi, O. “Damage and Seismic Intensity of the 1996 Lijiang Earthquake, China:

    ١٦٧

     

     

    A GIS analysis”, International Workshop of Lijiang Earthquake, China, 2001.

    20. Papadopoulos, P.; Mitsopoulou, E.; and Athanatopoulou, A. 2002. “Failure Indices for R.C Building

    Structures”, 12th European Conference on Earthquake Engineering. Paper Reference 616, Elsevier

    Science Ltd.

    21. Jeong, S. and Elnashai, S. 2005, “Fragility Analysis Using a New 3D Damage Index”, Report

    NCEER-89-0033, National Center for Earthquake Eng. Research, State University of New York at

    Buffalo.

    22. Hong Guan and Vistasp M. karbhari. 2006. “Improved Damage Detection Method Based on Element

    Modal Strain Damage Index Using Sparse Measurement, Journal of California San Diego, La jolla,

    CA 92093-0085, USA.

    23. Estekanchi, H. E,; Arjomandi, K.; and Vafai, A. 9 July 2007. “Estimating Structural Damage of Steel

    Moment Frames by Endurance Time Method”.

     

    33. Hisada, Toshihiko and et.al, Studies on the Orthogonal Effects in Seismic Analyses”, Tokyo, 1987.

    34. Ambraseys, N. N, & Simpson, K. A, 1996, “Prediction of Vertical Response Spectra in Europa,

    Earthquake Engineering & Structural Dynamics”, Vol 25, London: 4. April 1996, P. 401-412.

    35. Palaskas, M. N., & et.al,” Vertical Seismic Forces on Elevated Concrete Slabs”, Practice Periodical

    on Structural Design and Construction, Vol 1, USA: 1996, P.88-90.

    38. A.Ghobarah, H.Abou-elfath and A.Biddah, "Response-based damage assessment of structures",

    Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 28, 1999 .

    39. G.H.Powell and R.Allahabadi, "Seismic damage prediction by deterministic methods: concept and

    procedures", Earthquake Engineering and Structural Dynamics,16, 1998

    40. Y . Yang and L. Yang, "Empirical relationship between damage to multistory brick buildings and

    strength of walls during the Tangshan earthquake", Proceeding of ͹௧௛world Conference on

    Erthquake Engineering, Vol.6,1980

    41. M.S.Willliams and R.G.Sexsmith , "Seismic damage indices for concrete structures: a state-of-the-art

    review",Earthquake Spectra,Vol.ll,No. 2, 1995

    42. IMAC, Proceeding of the 1ih International Modal Analysis Conference, Honolulu, Hawaii, sponcered

    by Society for Experimentel Mechanics and Union College, 1994

    43. Park,Y.j., Ang, A., Wen, Y.J., 1984, Seismic Damage Analysis and Damage- Limiting Design of

    Reinforced Concrete Building, University of Illinois at Urbana- Champaign.

    44. Park,Y.J, Reinhorn, A.M., and Kunnath, S.K., 1987, Inelastic Damage Analysis of Frame Shear Wall

    Structure, Technical Report NCEER 87-0008.

    45. Reinhorn, A.M., Seidel, M.J., Kunnath, S.K., and Park,Y.J,  1988, Damage Assesment of

    reinforced Concrete Structures in Eastern United State, NCEER 88-0016.

    46. Roufaiel, M. S. L., and Meyer, C., (1987), "Reliability of concrete frames damaged by

    earthquakes", Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 113, No. ST3, pp. 445- 457.

    47. DiPasquale, E., Cakmak A. S., (1990), " Seismic damage assessment using linear models", Soil

    Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 9, No. 4, pp. 194-2

    ١٦٨

     

     

    49. ASCE Standard, ASCE.SEI 7-05, “Minimum Design Loads for Buildings and other Structures”,

    American Society of Civil Engineering”.

    51. Otani, S. "Nonlinear Dynamic Analysis of Reinforced Concrete Building Structures", Canadian

    Journal of Civil Engineering, 1980, 7(2), pp.333-344.

    52. Valles, R.E.; Reinhorn, A.M.; Kunnath, S.K.; Li, C.; Madan, A., "IDARC2D Version 5.5: A

    Computer Program for Inelastic Damage Analysis of Buildings", National Center for Earthquake

    Engineering Research (NCEER), Vol. 96-10, State University of New York at Buffalo, January1999.

ثبت سفارش
عنوان محصول
قیمت