پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود

مشخص نشده
186
13 MB
29394
مشخص نشده
مشخص نشده
قیمت: ۱۸,۶۰۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود

    پایان نامه کارشناسی‌ ارشد رشته عمران گرایش سازه

    شهریور ماه 1392

    چکیده

         امروزه با پیشرفت علم در صنعت ساختمان روش های زیادی برای بهسازی سازه های بتن مسلح ارائه گردیده است که از جمله این روشها افزایش سختی به کمک سیستم دیوار برشی بتن مسلح می باشد. در بهسازی سازه، سعی بر آن است که سازه علاوه بر داشتن سختی لازم در مقابل ارتعاشات زمین ناشی از زلزله قادر به مستهلک نمودن انرژی ناشی از این ارتعاشات نیز باشد.

        در سیستم دیوار برشی بتن مسلح، سازه بهسازی شده علاوه بر تامین سختی مورد نیاز توسط دیوار برشی, قابلیت بالایی در جذب و استهلاک انرژی را خواهد داشت. در این تحقیق ابتدا مدل هائی با استفاده از ویرایش اول آئین نامه 2800 طراحی و پس از بررسی آسیب پذیری (توسط دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود در ایران)، با استفاده از این سیستم دیوار برشی بهسازی گردیده و ضمن بررسی خروجی ها به عملکرد مناسب این سیستم بر روی سازه به عنوان یک سیستم کارا و قابل قبول پرداخته شده است.

        در این تحقیق جهت بررسی تاثیر سیستم دیوار برشی در سازه های بتنی ابتدا سه مدل ، سه بعدی توسط ویرایش اول آئین نامه2800در نرم افزارEtabs v9.5 طراحی و سپس توسط نرم افزار  PERFORM 3D V4 پس از بررسی آسیب پذیری توسط سیستم دیوار برشی بتن مسلح بهسازی گردید.

        نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد استفاده از سیستم دیوار برشی عملکرد لرزه ای هر سه مدل را بهبود بخشیده بطوریکه با اضافه نمودن سیستم دیوار برشی به مدل های مورد مطالعه شکل پذیری سازه 19 تا76 درصد، میزان اتلاف انرژی 23 تا 37 درصد افزایش و برش پایه طبقات 33 تا 50 درصد کاهش یافته است. ضمناً تغییر مکان نسبی طبقات عمدتاً کاهش یافته و یکنواخت می گردد. در حقیقت استفاده از سیستم دیوار برشی علاوه بر افزایش شکل پذیری باعث کاهش نیاز لرزه ای سازه ها گردیده و عملکرد سازه ها را بهبود می بخشد.

    کلمات کلیدی

    بهسازی لرزه ای، سازه های بتن مسلح، دیوار برشی بتن مسلح، طراحی بر اساس سطح عملکرد.

                                                                                            فصل اول

                                                                                            کلیات تحقیق

    -1-مقدمه

        وقوع اجتناب ناپذیر زلزله ها و تحمیل خسارت های فراوان جانی و مالی بویژه زلزله های ویرانگری که در سال های اخیر در نقاط مختلف دنیا رخ داده اند، تاکیدی بر لزوم یافتن راه حلی مناسب و قابل اعتماد جهت مقابله با این پدیده طبیعی است. از میان زلزله های مخرب  می توان به زلزله ها طبس و منجیل در ایران به ترتیب در سالهای 1978و1977میلادی، زلزله السنترو در سال 1994 میلادی اشاره کرد. آمار و ارقام تلفات و خسارت ناشی از زلزله ها، بیانگر این مهم است که بایستی در بسیاری از روش های مقابله با نیروهای لرزه ای، تجدید نظر نموده و یا به فکر روش های جایگزین مطمئن تری بود. امروزه یکی از راه کارهای اصلی رسیدن به این هدف، به کارگیری و ارائه روش های جدید در مفاهیم طراحی لرزه ای سازه ها و ارتقاء کیفی مصالح مصرفی است.

        سازه ای که برای منطقه با خطر زمین لرزه شدید طراحی می شود. باید دو مشخصه مهم داشته باشد. اول اینکه سختی کافی برای کنترل کردن جابجایی جانبی ساختمان به منظور جلوگیری از وارد آمدن صدمه به اجزای سازه ای و غیر سازه ای در زلزله های متوسط ولی مکرر را داشته باشد. دوم اینکه تحت زلزله های شدید از مقاومت و شکل پذیری کافی، برای جلوگیری از فرو ریزش ساختمان برخوردار باشد. ولی در این حالت آسیب های سازه ای و غیر سازه ای محدود، مجاز شمرده می شوند. زیرا طراحی سازه ها بگونه ای که در زلزله های قوی با احتمال وقوع پایین ارتجاعی باقی بمانند از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد.

        در روشهای مرسوم، ساختمان با استفاده از ترکیبی از سختی و قابلیت شکل پذیری و همچنین استهلاک انرژی در برابر زلزله از خود مقاومت نشان می دهد. مقدار میرایی در این قبیل ساختمان ها بسیار کم می باشد از این رو انرژی مستهلک شده در محدوده رفتار الاستیک سازه ناچیز می باشد.در هنگام زلزله های قوی این ساختمان ها بعد از محدوده رفتار الاستیک، تغییر مکان های زیادی میدهند و فقط به واسطه چگونگی قابلیت تغییر مکان غیر الاستیک خود پایدار باقی می مانند. این تغییر مکان های غیر الاستیک موجب به وجود آمدن مفاصل پلاستیک به صورت موضعی در نقاطی از سازه می شوند که خود باعث افزایش شکل پذیری و همچنین افزایش استهلاک انرژی می گردد.در نتیجه مقدار زیادی از انرژی زلزله به واسطه تخریب های موضعی در سیستم مقاوم جانبی سازه مستهلک می گردد.

        به واسطه توجه به نحوه توزیع انرژی در یک سازه، امروزه در دنیا روش دیگری به منظور کاستن اثرات زلزله مورد توجه قرار گرفته است. در  طی یک زلزله مقدار زیاد انرژی به سازه تحمیل می گردد  این انرژی ورودی به دو صورت جنبشی و پتانسیل در سازه پدیدار می گردد که می بایست به طریقی جذب و یا مستهلک گردد اگر هیچ نوع میرایی در سازه موجود نباشد سازه تا بی نهایت به ارتعاش خود ادامه میدهد اما عملاً به واسطه خصوصیات سازه مقداری میرایی در آن به وجود می آید. که موجب عکس العمل در مقابل ارتعاش سازه و میراکردن آن می گردد کارایی ساختمان را می توان با افزودن جاذبه های انرژی (المان های شکل پذیر) به ساختمان افزایش داد.

        بدین صورت که این وسایل قسمتی از انرژی ورودی زلزله را به تنهایی جذب و مستهلک می نمایند میزان انرژی وارده به سازه در حین زلزله به زمان تناوب سازه و نسبت آن به پریود غالب حرکت زمین ارتباط مستقیم دارد. همچنین تخریب وارده به سازه نیز به میزان انرژی هیسترزیس جذب شده تحت فرم های غیر ارتجاعی اعضای سازه ای دارد.

    همانگونه که پیش از این عنوان شد، طراحی سازه های معمولی بنحوی که در حین زلزله قوی بدون تخریب باقی بمانند غیر اقتصادی می باشد لذا اکثر آیین نامه های مدون طراحی ساختمان، فلسفه طراحی لرزه ای مبتنی بر مفهوم تغییر شکل پذیری را ارائه نموده اند. بر این اساس یک سازه می بایست به نحوی طراحی گردد که تغییرشکل پذیری مورد نیاز هر عضو با تغییر شکل پذیری ظرفیتی آن در تعادل باشد تا در حین زلزله، انرژی درعضو بصورت قابل اطمینانی مستهلک گردد بر همین اساس ضوابط کلی زیر توسط آیین نامه های مختلف ارائه گردیده است.

    -زلزله های کوچک نباید سبب بروز هیچگونه تخریبی در اعضای سازه ای و یا غیر سازه ای گردند.

    -زلزله های متوسط بایستی مبنای طراحی قرارگرفته و ساختمان بنحوی طراحی گردد تا بتواند براحتی در برابر زلزله مسبب، مقاومت نماید بدون آنکه تخریب قابل ملاحظه ای ببیند.

    --زلزله های قوی ممکن است سبب بروز تخریب جدی بر ساختمان شوند اما سبب اضمحلال و از دست رفتن جان ساکنان آن نگردند.

        روند فوق برای اکثر ساختمان های معمولی مناسب به نظر می رسد ولی می توان برای طراحی ساختمان های با اهمیت بیشتر و یا ساختمان هایی که پس از زلزله بایستی خدماتی را ارائه بدهند روند ایمن تری را در نظر گرفت. در بهسازی سازه ها نیز سعی بر آن است که سازه علاوه بر داشتن سختی لازم در مقابل ارتعاشات زمین ناشی از زلزله، قادر به مستهلک نمودن انرژی حاصل از این ارتعاشات نیز باشد. در سیستم دیوار برشی،سازه بهسازی شده علاوه بر تامین سختی مورد نیاز قابلیت بالایی در جذب و استهلاک انرژی را خواهد داشت.

    تلاش محققان در سال های اخیر در راستای حصول اطمینان از عملکرد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله باعث ارائه و بکارگیری روش نوین و مطمئنی تحت عنوان طراحی براساس عملکرد یا    Performance Based Design   شده که با جایگزینی این شیوه طراحی بجای طراحی براساس نیرو، رفتار سازه ها در مقابل زلزله بهبود چشمگیری پیدا کرده و میتوان اطمینان بیشتری نسبت به عملکرد آیین نامه های جدید داشت. اما از سوی دیگر مسئله ای تحت عنوان ارزیابی عملکرد ساختمان های طر احی شده براساس شیوه قدیمی یا همان طراحی براساس نیرو مطرح می شود که با توجه به اینکه تقریباً همه ساختمان های موجود در کشور ما به نوعی شامل این دسته می شوند، این موضوع حائز اهمیت بوده و نیاز به تحقیق با روندی هدایت شده، آشکار می باشد. بر همین اساس در این تحقیق سه ساختمان بتنی نامنظم  به ارتفاع های 10 و15و 20 طبقه و با سیستم های قاب خمشی و دیوار برشی که هر سه براساس استاندارد 2800 ویرایش اول طرح شده بودند، انتخاب شده و پس از کنترل طراحی، به ارزیابی عملکرد لرزه ای آنها پرداخته شده است. به لحاظ واقع گرایانه بودن و همچنین به کار گرفته شدن ضوابط خاص آیین نامه طراحی درخصوص مدل های مورد بررسی، ساختمان های مورد نظر از بین ساختمان های ساخته شده انتخاب شد ه اند. ارزیابی عملکرد لرزه ای ساختمان ها با بکارگیری تحلیل دینامیکی غیر خطی، براساس دستور العمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود و با هدف بهسازی مبناء و مطلوب صورت گرفته است. همچنین نرم افزار بکارگرفته شده برای انجام تحلیل های غیرخطی و ارزیابی ساختمان ها، نرم افزارperform 3d v4   می باشد. نهایتاً پس از تحلیل به ارزیابی معیار پذیرش ایمنی جانی در سطح خطر 1جانی در سطح خطر پرداخته و با توجه به نتایج بدست آمده، چگونگی عملکرد ضوابط آیین نامه طراحی درخصوص این ساختمان ها، از دیدگاه دستورالعمل بهسازی، مورد بررسی قرار می گیرد.

     

     

    1-2-بررسی خسارت ساختمان های بتنی مسلح در زلزله

    1-2-1- مقدمه

        آنچه از یک زمین لرزه بر جای می ماند تنها خساراتی است که به اشکال مختلف خود را نشان    می دهد. مطالعه خسارات اولین و بهترین روشی است که به وسیله آن می توان تاثیر زمین لرزه را بر جامعه از جهات گوناگون مورد بررسی قرار داد. منطقه زلزله زده آزمایشگاه بزرگی در مقیاس واقعی است که انواع خسارات وارده به ساختمان ها، تاسیسات و ... را به نمایش می گذارد و میزان درستی و دقت آیین نامه های مختلف، کیفیت مصالح،کیفیت اجزاء و نکات دیگری را در رابطه با ساختمان ها می نمایاند.مطالعه خسارات، نقاط ضعف و قوت روشهای  طراحی، اجرائی و آیین نامه ها را مشخص می کند و علاوه بر آن بسیاری از نکات ظریف و دقیق را به مهندسین و متخصصین امر نشان می دهد  زمین لرزه خسارات بسیار متنوع و گوناگونی در پی دارد که بطور اختصاصی به بعضی اشاره خواهد شد.در اینجا تنها خسارات ساختمانی در بناهای بتن آرمه و قابهای بتن مسلح مورد بررسی قرار      می گیرد]10.[

    1-2-2-عوامل موثر بر میزان آسیب دیدگی ساختمان ها

        اولین خساراتی که در اثر وقوع زمین لرزه بوجود می آید خسارات وارد بر ساختمان هاست که باعث تلفات انسانی، اقتصادی، فرهنگی، اجتماعی و ... به آنها می شود. از عوامل موثر بر خسارت ساختمانی می توان خصوصیات زمین ساختی منطقه (مدت زمین لرزه، محتوای فرکانسی، شتاب بیشینه حرکت زمین، دامنه ارتعاشی و انرژی آزاد شده) و کیفیت و کمیت ساختمان ها را نام برد. اما خسارات اصلی در زمین لرزه تلفات انسانی است که با ارزش ترین سرمایه ها هستند.

         در این بخش تلاش خواهد شد تا مهمترین عواملی که به نظر می رسد در میزان آسیب دیدگی یک ساختمان بتنی تاثیر بسزایی دارند، معرفی شوند.

     

    1-2-2-1-اختلاف بین طیف طرح و طیف پاسخ زلزله

        اولین و مهم ترین دلیل برای آسیب وارده به سازه ها، تخمین نادرست مشخصات زلزله مورد انتظار  برای طرح سازه است. در هر شهری هنوز سازه های قابل استفاده ای وجود دارند که قدمت آنها به هزاران سال می رسد. بنابراین، زلزله های قوی بر سازه های متنوعی اعمال می شوند که بعضی از آنها بدون هیچ گونه طراحی سازه ای ساخته شده و بعضی دیگر فقط برای بارهای ثقلی طراحی شده اند.

        همچنین بعضی فقط در برابر بارهای افقی استاتیکی زلزله و بدون در نظر گرفتن نیازهای شکل پذیری و برخی دیگر یعنی جدیدترین آنها بر اساس دانش کنونی طراحی در برابر زلزله، طرحی شده اند. بنابراین منطقی است اگر انتظار داشته باشیم ساختمان هایی که مشخصات طراحی آنها بر اساس دانش کنونی نیست دچار آسیب دیدگی شوند افزون بر این، در سازه هایی که با دید مهندسی ساخته شده اند نیز احتمال آسیب دیدگی وجود دارد. این احتمال ناشی از سه دلیل زیر است:

    1-اگر چه در طراحی سازه های مقاوم در برابر زلزله پیشرفت زیادی صورت گرفته است، اما این به معنا حل مسئله حفاظت از سازه ها در برابر زلزله نیست. بنابراین غیر ممکن نیست که سازه های امروزی نیازهای لرزه ای آیین نامه های چند سال بعد را ارضا نکنند.

    2-سازه های معاصر به گونه ای طراحی شده اندکه وقتی که زلزله طرح اتفاق می افتد آنها غیر ارتجاعی رفتار کنند. بنابراین انتظار می رود به میزان قابل کنترلی آسیب ببینند.

    3-غالباً، طیف طرح که مطابق با ضریب رفتار و ضریب اطمینان مقیاس شده است با طیف پاسخ واقعی نسبتی ندارد. زلزله های سال 1985 مکزیکوسیتی مثالی از این واقعیت می باشد. در شکل            (1-4)مقایسه ای بین طیف پاسخ و طیف طراحی این زلزله آورده شده است. بنابراین قبل از آن که درباره مشارکت هر عامل در آسیب دیدگی تعجیل نماییم بایستی پاسخ زلزله ای که باعث آن خرابی شده است با دستورالعمل هایی آیین نامه ای که ساختمان های آن ناحیه با آن طراحی شده اند مقایسه شود] 10.[

       (تصاویر در فایل اصلی قابل مشاهده است )

    -2-2-2- ستون های ترد

        اکثر گسیختگی ایجاد شده در ساختمان های بتن آرمه به دلیل گسیختگی ستون های آن است. این شرایط می تواند به دلیل خمش و بار محوری با برش محوری فشاری زیاد ایجاد شده باشند. در موارد متعددی از ساختمان های طراحی شده در چند دهه اخیر آرماتور ستون ها با وجود بار محوری زیاد به حالت تسلیم نرسیده است در چنین مواردی گسیختگی ستون ها عموماً به دلیل اعمال بارگذاری تکراری با تعداد تکرار زیاد در ناحیه غیر ارتجاعی است (خستگی تحت بار سیکلی کم) غالبا علت عمده گسیختگی فاصله زیاد در ناحیه غیر ارتجاعی است (خستگی تحت بار سیکلی کم) غالباً علت عمده گسیختگی فاصله زیاد بین تنگ ها در نواحی بحرانی ستون است] 10.[

    1-2-2-3- آرایش نامتقارن عناصر سختی در پلان

        هسته راه پله یکی از مهم ترین عناصر سخت در سیستم سازه ای یک ساختمان بشمار می رود. بنابراین موقعیت (مرکزی یا غیر مرکزی بودن) آن در رفتار سازه در هنگام زلزله تاثیر بسزایی دارد.

    اما بر اساس یک ارزیابی آماری که بر روی خسارت به جای مانده در ساختمان های تسالونیکی یونان انجام شد مشخص گردید که این عامل فقط تا 6% در آسیب سازها موثر بوده است. این پدیده به دلیل اثر اجزای پر کننده های میانقالی در توزیع سختی در ساختمان است و در نتیجه تاثیر خروج از محورهای ناشی از عدم تقارن اعضای سخت بتن آرمه کاهش می یابد. در مقابل، آرایش نامتقارن دیواره های بنایی به طور مشخص باعث رفتار نامناسب ساختمان خواهد شد. این آرایش نامتقارن دیوارهایی بنایی به طور مشخص باعث رفتار نامناسب ساختمان خواهد شد. این آرایش نامتقارن را   می توان غالباً در طبقات همکف دید که در آنجا این دیوارها فقط در گوشه های بلوک ساختمان وجود داشته و دو طرف ساختمان برای استفاده تجاری باز گذاشته شده اند. شکل (1-2) نمونه ای از این موضوع را نشان می دهد] 10.[

    Abstract:

    Today, with the advancement of science in the construction industry, many methods have been proposed for improving the reinforced concrete structures such as reinforced concrete shear wall system, these methods increase the difficulty is to. The structural improvements, is trying hard to construct in addition to the ground motion caused by earthquakes is able to merge the energy of the vibrations.

     Shear wall system reinforced concrete, structural renovation, in addition to providing the required stiffness by shearing wall, high energy absorption and depreciation functionality. In this research, early model first using the First edition of regulations and design of 2800 vulnerability scanning (seismic rehabilitation of existing buildings by instructions in Iran), by using this system, and improvement of shear walls, while the output of the proper functioning of the review system on structure as a system is efficient and acceptable.

    In this research to examine the impact of concrete structures in shear wall system initially three models, the next three by the First edition of regulations and design in Perform 3D software 2800 then check out vulnerability by reinforced concrete shear wall system was revamped. The results of this study demonstrate the use of the seismic performance of shear wall system every three models to improve the system so that the spur adding shear walls to the roof of the maximum shift of the models studied, 19 to 76 percent, cutting the base classes 33 to 50 percent. The energy dissipation rate has increased from 23 to 37 percent. Also be smoothly shift the relative classes mostly fallen. In fact, the use of shear wall system also reduces the need to increase the ductility of seismic structures, and the structures to improve performance.

    Keywords: Seismic retrofit, Reinforced concrete structures, Reinforced concrete shear walls, Designed according to performance level

    منابع

    1-آیین نامه بتن ایران (آبا ) نشریه شماره 120، سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور.

    2-آیین نامه حداقل بارهای وارده بر ساختمان و ابنیه فنی (519)، دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان.

    3-آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله، استاندارد 2800 ایران ، ویرایش اول، کمیته دائمی بازنگری آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله .

    4-آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله، استاندارد2800 ایران، ویرایش سوم ،کمیته دائمی بازنگری آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله،1384.

    5- پاک نیت، شایان. پاک نیت ،احسان، تحلیل های مورد نیاز در بهسازی لرزه ای سازه ها با نرم افزار های ETABSV9.55، SAP2000 V14، SAFE V12، SEISMOSIGNAL V3.3.0 ،چاپ دوم، انتشارات متفکران ، پاییز1390.

    6- تفسیردستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله ،1381.

    7-حسنی، تهرانی زاده،محمدی تهرانی، "سیستم پی لغزشی برای محافظت ساختمان های در برابر زلزله"، چاپ دوم ، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، نشریه شماره 238، تهران،1376

    8-دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله ،1381.

    9-دفتر امور فنی و تدوین معیار های سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور"دستوالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود" پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و  مهندسی زلزله (نشریه 360) کشور ، 1385.

    10-رهایی، علیرضا . نعمتی، سعید،« ارزیابی عملکرد و روش های مقاوم سازی سازه های بتنی »، چاپ اول، انتشارات فدک ایساتیس،1383.

    11-راهنمای روش ها و شیوه های بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود و جزئیات اجرایی(نشریه شماره 524)، معاونت نظارت راهبردی دفتر فنی اجرایی،1389.

    12-فیروزجایی،غ."ارزیابی آسیب پذیری سازه های فلزی قاب خمشی طراحی شده بر اساس آیین نامه  2800، ویرایش اول،پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی،1380.

    13-قدرتی امیری، غلامرضا. " جزوه درس مهندسی زلزله " - انتشارات دانشگاه علم و صنعت.

    14-مقدم ، " مبانی و کاربرد مهندسی زلزله " چاپ سوم، نشر فرهنگف 1384.

    15- حقیقت.رضا ، 1390،"بررسی تاثیر جانمایی دیوار برشی بتن آرمه در طرح قاب های بتنی"،  پایان نامه  کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف.

    16- مسافری.مهدی، 1388،"روشی برای ارزیابی آسیب‌پذیری لرزه‌ای ساختمانهای بتن مسلح دارای دیوار برشی"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف .

    17-American Concrete Institute Committee 318 (ACI) ،“Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI)”Farmington hills، Michigan : American Concrete Institute:2008.

    18-Armagan korkmaz,Ali sari, Bulent akbas –An evaluation of pushover analysis for various load distributions-Department of civil engineering.university of texas at Austin.usa.

    19-Ashraf habibullah and stephen pyle-practical three dimensional nonlinear static pushover analysis –structural magazine 1998.

    20-ATC-40(Appleid technology council),evaluating of existing building in seismic zone 1996.

    21-FEMA-273(Federal emergency management agency).Techniquesfor seismically rehabilitation of existing building /march 2000.

    22-Federal emergency managementagency،FEMA_356،“Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings”، FEMA، Washington (USA) ، 2003.

    23-Federal emergency management agency،FEMA_440،“Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings”، FEMA، Washington (USA) ، 2000.

    24-Rui carneiro barros,Ricardo Almeda-pushoveranalysis of asymmetric three-dimensional building frames –journal of civil engineering and management -2005.

    25-Hasan Kaplan and Salih Yılmaz-Seismic Strengthening of Reinforced

    Concrete Buildings-Pamukkale University, Department of Civil Engineering

    Turkey.

  • فهرست و منابع پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود

    چکیده

    فصل اول (کلیات تحقیق) ...................................................................................................1

    1-1-مقدمه.......................................................................................................................................................1

    1-2-بررسی خسارت ساختمان های بتنی مسلح در زلزله....................................................................................5

    1 -2-1- مقدمه...........................................................................................................................................5

    1-2-2-عوامل موثر بر میزان آسیب دیدگی ساختمان ها ..............................................................................5

    1-2-2-1-اختلاف بین طیف طرح و طیف پاسخ زلزله ..........................................................................6

    1-2-2-2- ستون های ترد ....................................................................................................................7

    1-2-2-3- آرایش نامتقارن عناصر سختی در پلان.................................................................................7

    1-2-2-4- طبقه همکف نرم .................................................................................................................8

    1-2-2-5- ستون های کوتاه.................................................................................................................9

    1-2-2-6-شکل پلان طبقات .............................................................................................................10

    1-2-2-7- شکل ساختمان در ارتفاع ..................................................................................................10

    1-2-2-8 -دال های بدون تیر (دال تخت)...........................................................................................11

    1-2-2-9-آسیبهای وارده در اثر زلزله های پیشین...............................................................................11

    1-2-2-10- سیستمهای قاب خمشی تنها ...........................................................................................12

    1-2-2-11- تعداد طبقات..................................................................................................................12

    1-2-2-12- اثر شالوده ها..................................................................................................................13

    1-2-2-13- محل قرارگیری سازه های مجاور هم در بلوک ساختمانی................................................14

    1-2-2-14-تاثیر مقاومت مشخصه بتن ...............................................................................................14

    1-2-2-15-تاثیر زمان نوسان.............................................................................................................15

    1-2-2-16- خسارات ناشی از ضعف عناصر سازه ای.........................................................................17

    -2-2-16-1- ضعف ستون ها ......................................................................................................17

    1-2-2-16-2- ضعف تیرها ...........................................................................................................18

    1-2-2-16-3- اتصال تیر و ستون ...................................................................................................18

    1-3-ساختار پایان نامه.................................................................................................................................19

    فصل دوم(راهکارهای بهسازی و کنترل ارتعاش لرزه ای سازه)..........................................21

    2-1-مقدمه ..............................................................................................................................................21

    2-2- سازه های مقاوم در برابر زلزله...........................................................................................................22

    2-3- معرفی راهکارهای بهسازی...............................................................................................................23

    2-3-1-کاهش نیروی زلزله..................................................................................................................24

    2-3-2- افزایش مقاومت و سختی.........................................................................................................25

    2-3-3- افزایش شکل پذیری. .............................................................................................................27

    2-3-4- کاهش سختی موضعی.............................................................................................................28

    2-3-5- تغییر کاربری سازه ..................................................................................................................28

    2-3-6-روش ارزیابی بر اساسا عملکرد....................................................................................................282-4-اعضای کنترل شونده توسط نیرو و تغییر شکل ....................................................................................33

    2-4-1-مزایای روش کنترل بر اساس عملکرد ......................................................................................36

    2-5- بررسی ضوابط دستورالعمل بهسازی...................................................................................................37

    2-5-1-مبانی بهسازی...........................................................................................................................37

    2-5-2-مراحل بهسازی.........................................................................................................................37

    2-5-3- هدف بهسازی..........................................................................................................................37

    2-5-4- سطح عملکرد ساختمان ...........................................................................................................37

    2-5-4-1- سطوح عملکرد اجزای سازه ای ........................................................................................37

    2-5-4-1-1-سطح عملکرد 1-قابلیت استفاده بی وقفه...................................................................38

    2-5-4-1-2- سطح عملکرد 2-خرابی محدود...............................................................................38

    2-5-4-1-3-سطح عملکرد 3- ایمنی جانی...................................................................................38

    2-5-4-1-4- سطح عملکرد 4-ایمنی جانی محدود......................................................................39

    2-5-4-1-5- سطح عملکرد 5- آستانه فروریزش..........................................................................39

    2-5-4-1-6- سطح عملکرد 6-لحاظ نشده ..................................................................................39

    2-5-4-2- سطوح عملکرد اجزای غیر سازه ای..................................................................................39

    2-5-4-2-1- سطح عملکرد A-خدمت رسانی بی وقفه ................................................................40

    2-5-4-2-2-سطح عملکرد D- ایمنی جانی محدود ......................................................................40

    2-5-4-2-3- سطح عملکرد E- لحاظ نشده ...................................................................................40

    2-5-4-3- سطوح عملکرد کل ساختمان ............................................................................................40

    2-5-5- اطلاعات وضعیت موجود ساختمان ...........................................................................................41

    2-5-5-1- جمع آوری اطلاعات در سطح حداقل...............................................................................41

    2-5-5-2-جمع آوری اطلاعات در سطح متعارف..............................................................................42

    2-5-5-3- جمع آوری اطلاعات در سطح جامع .................................................................................42

    2-5-5-4- ضریب آگاهی....................................................................................................................43

    2-5-6-راهکارهای بهسازی......................................................................................................................43

    2-5-7- مقاومت مصالح............................................................................................................................44

    2-5-7-1- مقاومت مورد انتظار مصالح ..............................................................................................44

    2-5-7-2- حدپایین مقاومت مصالح...................................................................................................44

    2-5-7-3-مقاومت مشخصه مصالح ...................................................................................................44

    2-5-8- ظرفیت اجزای سازه ....................................................................................................................44

    2-5-8-1- روشهای خطی....................................................................................................................44

    2-5-8-2- روشهای غیر خطی...............................................................................................................45

    2-5-9-روشهای تحلیل غیر خطی..................................................................................................................46

    2-5-9-1- تحلیل استاتیکی غیر خطی(pushouers).............................................................................46

    2-5-9-1-1-تغییر مکان هدف................................................................................................................48

    2-5-9-1-2-روش ضرایب ..................................................................................................................48

    2-5-9-1-3-روش طیف ظرفیت ........................................................................................................51

    2-5-9-2-2-شکل توزیع بار جانبی در ارتفاع ساختمان.........................................................................52

    2-5-9-2-1- محدودیت های تحلیل استاتیکی غیر خطی (Pushover)..............................................54

    2-5-9-2-2-مزیت های تحلیل استاتیکی غیر خطی(pushover)...........................................................55

    2-5-9-2-3-تحلیل دینامیکی غیر خطی....................................................................................................57

    2-5-9-2-4-معیارهای پذیرش روشهای غیر خطی....................................................................................57

    2-5-10-اضافه نمودن دیوار برشی در ساختمان بتن آرمه موجود...................................................................61

    2-5-11-تاثیر افزودن دیوار برشی برای کاهش نامنظمی سازه ای در ساختمان ...............................................61

    2-5-12-تاریخچه استفاده از دیوار برشی درساختمان بتنی.............................................................................64

    2-5-13-ضوابط استفاده از دیوار برشی در ساختمان بتنی موجود.............................................................................66

    2-5-13-1-اضافه کردن دیوارهای برشی و میانقاب............................................................................................66

    2-5-13-2- دیوار برشی بتنی ..............................................................................................................................67

    فصل سوم(ساختمان مورد مطالعه و ارزیابی آسیب پذیری آن)......................................................71

    3-1- مقدمه..............................................................................................................................................................71

    3-2- ساختمانهای مورد مطالعه .................................................................................................................................72

    3-3- مشخصات ساختمان موجود ...........................................................................................................................73

    3-3-1- مشخصات هندسی ساختمان...................................................................................................................73

    3-3-2-سیستم سازه ای ساختمان ........................................................................................................................74

    3-3-3- مشخصات مصالح ..................................................................................................................................74

    3-4- بارگذاری ثقلی................................................................................................................................................74

    3-5-سیستم انتقال بار ثقلی......................................................................................................................................75

    3-5-1-سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی........................................................................................................75

    3-5-2-مشخصات مصالح مصرفی در سازه..........................................................................................................75

    3-5-3بارگذاری ثقلی و جانبی..............................................................................................................................76

    3-6- بارگذاری جانبی ............................................................................................................................................80

    3-6-1- ساختمان های10طبقه نامنظم مورد مطالعه ..................................................................................................80

    3-6-2- ساختمان های15طبقه نامنظم مورد مطالعه .................................................................................................80

    3-6-3- ساختمان های20طبقه نامنظم مورد مطالعه ..................................................................................................82

    3-6-2-انجام تحلیل.................................................................................................................................................83

    3-6-4-1-مقاطع تیرهای ساختمان مورد مطالعه........................................................................................................87

    3-7- ارزیابی کیفی آسیب پذیری ساختمان های مورد مطالعه .........................................................................88

    3-7-1- هدف بهسازی .............................................................................................................................88

    3-7-1-1- سطح خطر ..........................................................................................................................88

    3-7-1-1-1- سطح خطر 1................................................................................................................88

    3-7-1-1-2- سطح خطر 2................................................................................................................89

    3-7-2-سطح عملکرد ساختمان ................................................................................................................89

    3-7-2-1- سطح عملکرد اجزای سازه ای .................................................................................................89

    3-7-2-2- سطح عملکرد اجزای غیر سازه ای ..........................................................................................89

    3-7-2-3- سطح عملکرد کل ساختمان ....................................................................................................90

    3-7-3-تعیین سطح اطلاعات و ضریب آگاهی..........................................................................................90

    3-7-4-مشخصات مصالح ............................................................................................................................91

    3-7-4-1- مصالح بتنی...............................................................................................................................91

    3-7-5-شتاب نگاشت ها................................................................................................................................91

    3-7-5-1-مشخصات شتاب نگاشت ها...................................................................................................91

    3-7-5-1-مشخصات شتاب نگاشت ها...................................................................................................91

    3-7-5-1-1-مقیاس کردن شتاب نگاشت ها...........................................................................................91

    3-7-5-1-2-هم پایه کردن شتاب نگاشت ها........................................................................................93

    3-7-5-1-3-رکوردهای زمین لرزه مورد استفاده در تحلیل..................................................................93

    3-8- ارزیابی کمی آسیب پذیری ساختمان ها ..............................................................................................94

    3-8-1- تحلیل استاتیکی غیر خطی (Pushover) .................................................................................95

    3-8-1-1- تعیین تغییر مکان هدف ........................................................................................................95

    3-8-1-1-1- تغییر مکان هدف برای ساختمان های 20طبقه مورد مطالعه..............................................95

    3-8-1-1-2-تغییر مکان هدف برای ساختمان 15طبقه مورد مطالعه ....................................................97

    3-8-1-1-3-تغییر مکان هدف برای ساختمان 10طبقه مورد مطالعه...................................................99

    3-8-1-2-انجام تحلیل........................................................................................................................101

    3-8-1-2-1-تعریف مفاصل پلاستیک ...........................................................................................101

    3-8-1-2-1-1-تعریف مفاصل پلاستیک در تیرهای بتنی............................................................101

    3-8-1-2-1-2-تعریف مفاصل پلاستیک در ستون های بتنی .......................................................103

    3-8-1-3- پارامترهای مدل سازی و معیارهای پذیرش برای روش های غیر خطی –اعضای کنترل شونده توسط خمش.........................................................................................................................................................104

    3-8-1-3-تعریف حالت های مختلف تحلیل(case) .................................................................................105

    3-8-1-4- نتایج تحلیل استاتیکی غیر خطی (pushover) ........................................................................107

    3 -8-1-4-1- نتایج تحلیل pushover ساختمان 20طبقه مورد مطالعه ......................................................107

    3-8-1-4-2- نتایج تحلیل pushover ساختمان 15طبقه مورد مطالعه ......................................................109

    3-8-1-4-3- نتایج تحلیل pushover ساختمان 10طبقه مورد مطالعه ......................................................110

    3-8-1-5- اثر همزمان مولفه های زلزله .....................................................................................................111

    3-8-1-6- تحلیل  دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی ..............................................................................111

    3-8-1-6-1-انجام تحلیل ........................................................................................................................111

    3-8-1-6-2-نتایج تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی ..................................................................112

                 3-8-1-6-2-1- منحنی های نسبت کاربردی تحت زلزله های مختلف برای ساختمان 20طبقه مورد

    مطالعه..................................................................................................................................................................112

     

                 3-8-1-6-2-2- منحنی های نسبت کاربردی تحت زلزله های مختلف برای ساختمان 15طبقه مورد

    مطالعه..............................................................................................................................................................114

    3-8-1-6-2-3- منحنی های نسبت کاربردی تحت زلزله های مختلف برای ساختمان 10طبقه مورد

    مطالعه................................................................................................................................................................115

    3-9-نتیجه گیری .............................................................................................................................................117

    فصل چهارم(بهسازی لرزه ای ساختمان های مورد مطالعه) ....................................................118

    4-1 مقدمه ........................................................................................................................................................118

    4-2- اضافه نمودن دیوار برشی برای بهبود نامنظمی در ساختمان های بتنی موجود .............................................119

    4-3-انجام تحلیل ............................................................................................................................................120

    4-3-1- تعیین تغییر مکان هدف ...............................................................................................................120

    4-3-1-1-تغییر مکان هدف برای ساختمان های  مورد مطالعه.......................................................................120

    4-3-2-نتایج تحلیل استاتیکی غیر خطی ((pushover)................................................................................121

    4-3-2-1-نتایج تحلیل pushover  ساختمان 20 طبقه مورد مطالعه  بعد از بهسازی......................................121

    4-3-2-2-نتایج تحلیل pushover  ساختمان 15 طبقه مورد مطالعه  بعد از بهسازی.....................................123

    4 -3-2-3-نتایج تحلیل pushover  ساختمان 10 طبقه مورد مطالعه  بعد از بهسازی....................................125

    4-3-3- تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی.......................................................................................126

    4-3-3-1- انجام تحلیل..........................................................................................................................126

    4-3-3-2- نتایج تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی....................................................................127

          4-3-3-2-1-منحنی های نسبت کاربردی تحت زلزله های مختلف برای ساختمان 20 طبقه مورد مطالعه  

    بعد از بهسازی.................................................................................................................................127

     

         4-3-3-2-2-منحنی های نسبت کاربردی تحت زلزله های مختلف برای ساختمان 15 طبقه مورد مطالعه

      بعد از بهسازی...............................................................................................................................129

    4-3-3-2-3-منحنی های نسبت کاربردی تحت زلزله های مختلف برای ساختمان 10 طبقه مورد مطالعه

      بعد از بهسازی....................................................................................................................................130

    4-3-3-3- نتیجه گیری........................................................................................................................132

    4-4- مقایسه نتایج ...................................................................................................................................... 132

    4-5- مقایسه شاخص های ارزیابی ..............................................................................................................133

    4-5-1 – بررسی تغییر شکل نسبی طبقات................................................................................................133

                  4-5-1-1-نمودار مقایسه تغییر شکل ساختمان های 20،15،10مورد مطالعه قبل و بعد از بهسازی.............134

    4-5-1-1- مقایسه نتایج تغییر شکل ساختمان های 20 و 15 و 10 طبقه مورد مطالعه.......................................134

    4-5-2- منحنی هیسترزیس............................................................................................................................136

    4-5-2-1-منحنی هیسترزیس سازه 20 طبقه مورد مطالعه قبل از بهسازی تحت رکورد طبس.......................136

    4-5-2-2-منحنی هیسترزیس سازه 20 طبقه مورد مطالعه بعد از بهسازی تحت رکورد طبس.........................137

    4-5-2-3-مقایسه نتایج منحنی های هیسترزیس رسم شده برای ساختمان 20 طبقه مورد مطالعه......................137

    4-5-2-4-منحنی هیسترزیس سازه 15 طبقه مورد مطالعه قبل از بهسازی تحت رکورد طبس و منجیل..........137

    4-5-2-5-منحنی هیسترزیس سازه 15 طبقه مورد مطالعه بعد از بهسازی تحت رکورد طبس و منجیل...........138

    4-5-2-6-مقایسه نتایج منحنی های هیسترزیس رسم شده برای ساختمان 15 طبقه مورد مطالعه......................139

    4-5-2-7-منحنی هیسترزیس سازه 10 طبقه مورد مطالعه قبل از بهسازی تحت رکورد طبس و منجیل.............140

    4-5-2-8-منحنی هیسترزیس سازه 10 طبقه مورد مطالعه بعد از بهسازی تحت رکورد طبس و منجیل..............141

    4-5-2-9-مقایسه نتایج منحنی های هیسترزیس رسم شده برای ساختمان 10 طبقه مورد مطالعه........................142

    4-5-3-نمودار تاریخچه زمانی..........................................................................................................................142

    4-5-4- بررسی مکانیزم اتلاف انرژی در سازه..................................................................................................146

    4-5-4-1-ساختمان 20 طبقه قبل از بهسازی................................................................................................146

    4-5-4-2-ساختمان 20 طبقه بعد از بهسازی................................................................................................147

    4-5-4-3-ساختمان 15 طبقه قبل از بهسازی...............................................................................................147

    4-5-4-4-ساختمان 15 طبقه بعد از بهسازی...............................................................................................148

    4-5-4-5-ساختمان 10 طبقه قبل از بهسازی..............................................................................................148

    4-5-4-6-ساختمان 10 طبقه بعد از بهسازی..............................................................................................149

    4-5-4-7-مقایسه نتایج نمودار اتلاف انرژی برای ساختمان 20 و 15 طبقه و 10 مورد مطالعه.......................150

    4-5-5-تغییر مکان نسبی طبقات ....................................................................................................................150

    4-5-5-1-ساختمان 20 طبقه نامنظم...............................................................................................................151

    4-5-5-2- ساختمان 15 طبقه نامنظم .............................................................................................................153

    4-5-5-3- ساختمان 10 طبقه نامنظم ............................................................................................................155

    4-6-نتیجه گیری..........................................................................................................................................156

    فصل پنجم(نتیجه گیری و پیشنهادات   )   ..............................................................................157

    5-1- مقدمه ...............................................................................................................................................157

    5-2- نتیجه گیری .......................................................................................................................................158

    5-3- پیشنهادها جهت ادامه کار تحقیق ........................................................................................................159

    منابع ................................................................................................................................160

    چکیده انگلیسی..................................................................................................................163

     

     



تحقیق در مورد پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود, مقاله در مورد پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود, پروپوزال در مورد پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود, تز دکترا در مورد پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود, پروژه درباره پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود, گزارش سمینار در مورد پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود, رساله دکترا در مورد پایان نامه ارزیابی و بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان های بتن مسلح نامنظم موجود

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس