پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم

word
115
3 MB
29424
مشخص نشده
مشخص نشده
قیمت: ۱۴,۹۵۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم

    پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران - گرایش سازه

    بهمن ماه‌ 1393

    چکیده:

    عملکرد ساختمان در حین زلزله به عوامل بسیاری بستگی دارد، در نتیجه پیش­بینی عملکرد لرزه‌ای سازه‌ها، به عنوان بخشی از طراحی یا ارزیابی باید چه صریحاً و چه ضمناً  مد نظر قرار گیرد. پیش­بینی پاسخ لرزه‌ای سازه بسیار پیچیده است، که این امر نه تنها به دلیل تعداد زیاد عوامل دخیل در عملکرد بلکه به سبب پیچیدگی رفتارهای فیزیکی نیز می­باشد. به علاوه به دلیل عدم دقت کافی برای شبیه‌سازی دقیق رفتار فیزیکی، و همچنین عدم در دست داشتن دانش در ارائه تعریفی دقیق از ویژگی­های سازه و طبیعت تغییر پذیر زلزله‌های آتی، پیش بینی عملکرد لرزه‌ای به خودی خود مشمول عدم قطعیت‌های چشمگیری می‌شود. این عدم قطعیت‌های ذاتی در پیش بینی بارگذاری­ها و پاسخ‌های احتمالی آینده تنها مختص رفتار لرزه‌ای نیست و به بسیاری از این موضوعات کم و بیش در آیین نامه‌های جاری از طریق استفاده از فاکتورهای بارگذاری و مقاومت اشاره شده است.

    در مهندسی زلزله براساس عملکرد برای ارزیابی عملکرد سازه لازم است ظرفیت و نیاز لرزه‌ای آن تعیین گردد. با توجه به پیشرفت‌های اخیر در زمینه تحلیل‌های کامپیوتری، امروزه امکان استفاده از آنالیزهای دینامیکی غیرخطی برای رسیدن به این منظور میسر است. در این روش پاسخ سازه با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی مصالح و رفتار غیرخطی هندسی سازه تحت اثر زلزله مشخص تعیین می‌شود. در سالهای اخیر روش طراحی بر اساس ظرفیت و تقاضا مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است که باتوجه به قابلیت بیان در قالب احتمالاتی می‌تواند برای تعیین سطح اطمینان و بهبود عملکرد سازه‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

    هدف از این پژوهش مقایسه سطح اطمینان قاب‌های فولادی مهار‌بندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم (سال‌های 1384 و 1387) می باشد. با توجه به تحقیقات گذشته سطح اطمینان برای تحلیل عملکرد سازه ، در ابتدا طراحی قاب های مورد مطالعه(5 ، 8 و11) با نرم افزارEtabs انجام و روی مقاطع طراحی شده، درنرم افزارOpenSees تحلیل دینامیکی غیر خطی فزاینده(IDA)صورت گرفته و سپس با استفاده از دستورات آیین نامه FEMA351 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان دهنده‌ی این مطلب است که سطح اطمینان در سیستم‌های مهاربندی شده هم محوری فولادی با ضوابط مبحث دهم سال 1384 بیش از سیستم‌های مهاربندی شده هم محوری فولادی با ضوابط مبحث دهم سال 1387 می‌باشد.

    کلمات کلیدی: عملکرد سازه  - سطح اطمینان -  مهار‌بندی همگرا  -  تحلیل دینامیکی غیر‌خطی فزاینده

    فصل اول

      مقدمه

     

     

    1-1- مقدمه

    امروزه سیستم مهاربندی همگرا، متداول‌ترین سیستم سازه‌ای برای مقابله با بار‌های لرزه‌ای در ساخت و سازهای فولادی می­باشد و استفاده از آن به دلیل صرفه اقتصادی، طرح و اجرای آسان روز به روز رواج بیشتری می­یابد. تمایل مهندسین به استفاده از این سیستم پس از زمین لرزه (1994) Northridge و خسارت­های غیر‌منتظره­ای که در جریان آن به قاب­های خمشی فولادی وارد آمد، به طور چشمگیری در سراسر دنیا افزایش یافته است. ضوابط طراحی لرزه­ای قاب­های مهاربندی­شده همگرا، در دهه گذشته تغییرات زیادی یافته است. آیین­نامه­های ساختمانی پیش از (1994) UBC، با قاب­های مهاربندی شده همگرا مانند خرپاهای الاستیک رفتار می­کردند. در این آیین نامه­ها، سعی می­گردید تا با محدود نمودن لاغری و کاهش مقاومت فشاری مهاربند از کمانش آن جلوگیری شود. در نتیجه سازه­هایی که با استفاده از این آیین­نامه­ها طراحی می­شد، از شکل پذیری محدودی برخوردار بودند. [1]

    در سال­های اخیر روش "مهندسی زلزله بر اساس سطح عملکرد" توسعه زیادی یافته و پیشرفت­های بزرگی در تحلیل خطر لرزه­ای، شبیه­سازی رفتار لرزه­ای و ارزیابی عملکرد لرزه­ای سازه­ها ایجاد شده است. بنابراین با توجه به کاربرد گسترده سیستم مهاربندی همگرا در ساخت و ساز­ها و نگرانی­های زیادی که درباره عملکرد این سیستم وجود دارد. ارزیابی عملکرد لرزه­ای سیستم مهاربندی همگرا با استفاده از روش­های نوین، ضروری به نظر می­آید.

     

    1-2- بیان مسئله و لزوم بررسی موضوع

    در مبحث دهم سال 1384 ضوابط مربوط به طراحی بادبندها مطابق1997 UBC می باشد[2]که در آن تنش مجاز فشاری بر اساس لاغری با ضریب B اصلاح می‌شود.در حالی‌که این ضریب در مبحث دهم سال 1387 وجود ندارد و تأثیر لاغری در ضوابط لرزه‌ای بادبندها وارد نشده است. همچنین، ترکیب بارهای تشدید یافته (ویژه) در دو نسخه سال‌های 1384 و 1387 مبحث دهم متفاوت می‌باشد که در مکانیزم مفصل شدن ستون‌های اطراف مهاربند و همچنین ترتیب مفصل‌ها تأثیر گذار است[3و4].

     در این آیین نامه‌ها سعی می‌گردید تا با محدود نمودن لاغری و کاهش تنش مجاز فشاری مهاربند، از کمانش در سیکل‌های رفت و برگشتی زلزله جلوگیری شود، در نتیجه این سازه‌ها از شکل‌پذیری محدودی برخوردار بودند که این امر در ضوابط لرزه‌ای آیین نامه‌های جدید رعایت نشده و باعث افزایش تنش مجاز فشاری بادبندها و تأثیر در مکانیزم مفصل شدن ستون‌های اطراف مهاربند شده که به نظر می‌رسد سطح اطمینان در حالت اول بیشتر از حالت دوم می‌باشد که این موضوع مستلزم به انجام تحقیق می‌باشد.

     

    1-3- هدف تحقیق

    در این تحقیق با عنوان "مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم" سعی گردیده با تعیین عملکرد سازه­ بر طبق ضوابط مبحث ششم مقررات ملی ساختمان (بارهای وارده بر ساختمان) [5]، مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (طراحی ساختمان­های فولادی) سال های 84و87 [3و4] طراحی وآنالیز دینامیکی فزاینده(IDA)[6]ودستورات آیین نامه FEMA351[7] تحلیل شده­اندرا مورد بررسی قرارداده وبا توجه به ضوابط آن‌ها ویرایشی که سطح اطمینان بیشتری را در ارزیابی لرزه‌ای بادبند مذکور دارا می­باشد، معرفی گردد.

     

    1-4- فرضیات تحقیق

    فرضیات مربوط به این تحقیق را می‌توان به دو بخش فرضیات مربوط به مدل‌سازی و رفتار سازه و بخش مربوط به مدل عدم اطمینان در نظر گرفته شده تقسیم‌بندی نمود لذا این فرضیات را می‌توان به صورت زیر بیان نمود:

    مهاربند به صورت مهاربند همگرای ضربدری در نظر گرفته شده است.

    بارگذاری به صورت یکطرفه در نظر گرفته شده است.

    ساختمان با پلان ومهاربندی منظم در نظر گرفته شده است.

    اتصال تیر و ستون در تمامی قاب ها مفصلی می باشد.

    تحلیل­ دینامیکی انجام شده از نوع غیرخطی فزاینده (IDA) می­باشد.

    مقایسه سطح اطمینان برابر مفهوم ودستورالعمل FEMA351 در نظر گرفته شده است.

    تحلیل غیرخطی قاب­ها به صورت دو بعدی انجام شده است.

    پاسخ سازه با در نظرگرفتن رفتار غیر‌خطی مصالح ورفتار غیرخطی هندسی تحت اثر زلزله‌ی مشخص تعیین می‌شود.

    سخت شوندگی کرنش در این مدل ها برابر 3% در نظر گرفته شده است[8].

     شدت حرکات خاک برای ساختمان­ها برابر با  g35/0 مد نظر قرار گرفت.

     

    1-5- روش انجام تحقیق

    این تحقیق بر اساس مراحل ذیل با استفاده از روش تحلیل دینامیکی فزاینده برای بدست آوردن سطح عملکرد و ارزیابی سطح اطمینان انجام گرفته است.         

    ساختمان­ مورد بررسی با کاربری مسکونی، در منطقه­ای با خطر لرزه‌ای زیاد و بر روی خاک نوع II در نظر گرفته شده است. در این پژوهش بارگذاری ثقلی بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان و بارگذاری لرزه‌ای بر اساس آئین نامه 2800 انجام می‌شود.

    طراحی سه قاب سه دهانه، پنج، هشت ویازده طبقه با ارتفاع طبقات 2/3 و طول دهانه 5 متر، براساس ضوابط مبحث دهم سال های 1384و 1387 با استفاده از نرم افزار Etabs[9].

    استخراج قاب های دوبعدب (براساس بحرانی بودن).

    تحلیل قاب هابر اساس آنالیز دینامیکی غیر‌خطی فزاینده با استفاده از نرم افزار OpenSees[10].

    محاسبه سطح اطمینان با توجه به مفهوم عملکردی سازه براساس دستور العمل Fema351 و منحنی IDA

    ارزیابی و مقایسه سطح اطمینان سیستم های قاب های مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم سال 84 و 87.

     

    1-6- سازمان­دهی مطالب پایان نامه

    این پایان­نامه در شش فصل تنظیم شده است:

    در فصل اول مقدمه بیان می گردد.

    در فصل دوم‌ سیستم‌­­­های مهاربندی همگرا (با بادبندی ضربدری)و ضوابط آیین‌نامه‌ای این نوع سیستم ­مورد بررسی قرار می‌گیرد.

    در فصل سوم مفاهیم طراحی بر مبنای سطح عملکرد و تحلیل دینامیکی فزاینده تشریح می‌گردد.

    در فصل چهارم عدم قطعیت و سطح اطمینان سازه‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد.

    در فصل پنجم مدل‌سازی و مقایسه سطح اطمینان قاب‌های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم (سال‌های 1384 و 1387) مورد بررسی قرار می­گیرد.

    در فصل ششم  نتیجه­گیری کلی از مباحث مطرح شده و پیشنهادات جهت تحقیقات آتی ارائه می­گردد.

    فصل دوم

     

    بررسی سیستم­های مهاربندی همگرا (با بادبندی ضربدری)وضوابط آیین نامه ای

    2-1- مقدمه

    با بررسی اجمالی، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی‌باشد که در مناطق لرزه­خیز ودر زلزله‌های معمولی، طراحی ساختمان‌ به گونه‌ای باشد که رفتار سازه‌، در محدوده الاستیک باقی بماند. در گذشته رفتار سازه‌ها در محدوده الاستیک و بسته به شدت لرزه‌خیزی منطقه و اهمیت سازه طرح می‌شدند ولی اکنون در طراحی لرزه‌ای و مقرون به صرفه بایستی از رفتار جذب کنندگی انرژی با تغییرشکل‌های غیر‌ارتجاعی در مقابل زلزله شدید استفاده شود. طراحی لرزه‌ای سازه‌ها معمولاً بر این اساس صورت می‌گیرد که اعضایی در سازه باشند که در زلزله‌های شدید، رفتار غیر‌ارتجاعی از خود نشان داده و انرژی لرزه‌ای را جذب نمایند[11].

     

    2-2- مرور تاریخچه طراحی بادبندهای CBF و فلسفه طراحی لرزه‌ای

    طراحی بر پایه اتلاف انرژی، مستلزم تعیین ضریب رفتار سازه‌ای (ضریب کاهش نیرویی زلزله) از طریق ایده‌ال­سازی طیف پاسخ الاستیک می‌باشد. در طراحی لرزه‌ای که مبتنی بر طرح ظرفیتی است، مودهای شکست برای اعضای سازه­ای کنترل می‌شود، طوری که سازه شامل مناطق شکل‌پذیر از پیش تعیین شده و ضریب افزایش مقاومت برای سایر اعضای سازه­ای می‌باشد.

    به خاطر هندسه بادبند های همگرا شکل2-1، این نوع سیستم عمل خرپایی را به طور کامل با اعضایی که در محدوده الاستیک و تحت بارهای محوری هستند، ایجاد کرده و با تأمین سختی و مقاومت جانبی زیاد و عملکرد مناسب آن در زلزله‌ها، از متداول‌ترین سیستم‌های باربر جانبی است. از مزیت‌های دیگر سیستم بادبندی همگرا، تشکیل یک سیستم باربر جانبی مکمل با عملکرد مناسب به صورت سیستم مختلط می‌توان نام برد[11].

    طبق فلسفه طراحی لرزه‌ای، انتظار می‌رود که سیستم مهاربندی همگرا تحت زلزله‌های شدید و کمیاب بتوانند پاسخ غیر‌ارتجاعی پایدار و مداومی از خود نشان دهند. بادبندهای همگرا با شکل پذیری ویژه می‌توانند تغییرشکل‌های پلاستیک را تحمل نموده و انرژی هیسترزیس را با رفتار پایدار و در طی سیکل‌های متوالی با تسلیم کششی و کمانش غیر‌ارتجاعی در فشار جذب نمایند. فلسفه این طراحی به گونه‌ای است که تغییر شکل‌های پلاستیک فقط و فقط در بادبندها اتفاق می­ افتد و سایر قسمت‌های سازه مثل ستون‌ها و تیرها و اتصالات بدون پذیرفتن خرابی، زلزله‌های شدید را تحمل کرده و باربری ثقلی سازه را حفظ نمایند[11].

    بدین مفهوم که بادبندها به عنوان عضو کنترل شونده توسط تغییر مکان (Displacement Controlled) و سایر اعضای سازه‌ای و اتصالات به عنوان عضو کنترل شونده توسط نیرو (Force Controlled) می‌شوند و در نتیجه رفتار شکل‌پذیر سازه تأمین می‌شود. در مقایسه با قاب‌های خمشی، در قاب‌های مهاربندی شده محدودیت‌هایی در تغییرشکل‌های غیر‌ارتجاعی برگشت‌پذیر وجود دارد و مطلوب‌ است که مکانیسم غیر‌ارتجاعی در نقاط خاصی از سازه باشد. مفصل پلاستیک تا حد امکان در سطوح مختلف سازه پخش شود تا اینکه مقدار تغییرشکل پلاستیک در مکان‌های خاص کاهش یابد. در اولین سطح، بادبندها با کمانش غیر‌ارتجاعی یا تسلیم خود انرژی را جذب می‌نمایند و سایر اعضای سازه تقاضاهای (Demand) ناشی از رفتار غیر‌ارتجاعی بادبندها را تحمل کرده، پایداری آن‌ها را تأمین می‌نمایند[11].

    طراحی موجود که بر اساس روش تنش مجاز است و از آنالیز استاتیکی بهره می‌گیرد، ابهاماتی در این زمینه دارد. همچنین وجود خسارت‌های زیاد در قاب‌های مهاربندی شده (در زلزله های شدید) سبب می‌شوند تا تحقیقات و مطالعات در زمینه رفتار غیر‌ارتجاعی بادبندها هم به صورت تجربی و هم تئوریک افزایش یابد.

    رفتار سیکلی بادبندها شامل پدیده‌های کمانش غیر‌ارتجاعی، تسلیم بادبند، کمانش موضعی، کاهش ظرفیت در رفتار پس از کمانش، اثرات بوشینگر و سخت شدگی کرنش در کشش می‌باشد. این پدیده‌ها تقاضای قابل توجهی در سایر اعضاء و اتصالات بادبندها به وجود می‌آورند.

    زلزله‌های شدید گذشته نشان داده‌اند که سیستم بادبندی همگرا، گرچه یک سیستم مناسب در مقابل بار جانبی و زلزله می‌باشد ولی ممکن است عملکرد خوبی نداشته باشند و رفتار ایده‌ال آن‌ها که قبلاً ذکر شد، حاصل نشود مگر اینکه سایر اعضای قاب و اتصالات آن‌ها مطابق الزامات لرزه‌ای طرح شده باشد و رفتار پایدار و ایمن آن‌ها را در برابر مکانیسم‌های شکست طراحی نشده، تثبیت گردد. نمونه‌هایی در زلزله‌های واقعی وجود داشته که در آن تیرها، ستون‌ها، اتصالات جوشی و پیچی دچار خرابی شده‌اند و یا یکی از مکانیسم‌های شکست ترد در خود بادبند اتفاق افتاده است، که در نهایت با چنین رفتار غیر‌الاستیک کنترل نشده بادبندها، شکست کلی سازه به وجود آمده است(شکل های 2-2 ، 2-3 ، 2-4 و2-5) [11].

    (تصاویر در فایل اصلی قابل مشاهده است )

        عملکرد غیرالاستیک قابل اطمینان بادبندها، نیازمند ایجاد مسیر مناسب و آزاد برای تغییرشکل‌های پس از الاستیک و قابل پیشگویی بودن رفتار کمانشی است. از آنجایی که استراتژی طرح لرزه‌ای در قاب‌های مهاربندی شده، اطمینان یافتن از رفتار غیر‌ارتجاعی فقط در بادبندهاست، زیرا که تغییرشکل غیر‌ارتجاعی پایدار بادبندها، منبع اصلی جذب انرژی زلزله است. برای این کار و برای محافظت سایر اعضای غیر‌شکل‌ پذیر و کنترل شونده به نیرو در سازه مهاربندی شده، باید تخمین واقعی و صحیح از رفتار غیر‌ارتجاعی بادبندها و نیروهای به وجود آمده در آن‌ها هنگام زلزله‌های شدید، ایجاد گردد.

     برای رسیدن به اهدافی که در بالا ذکر شد و نیز رسیدن به پاسخ شکل‌پذیر مورد نیاز باید بر رفتار هیسترزیس و غیر‌ارتجاعی بادبندها شناخت کاملی وجود داشته باشد زیرا با وجود آنکه تلاش‌هایی در جهت مشخص کردن رفتار هیسترزیس بادبندها صورت گرفته ولی در آیین نامه‌های لرزه‌ای نکات مبهم و ناسازگار وجود دارد، برخی از آن‌ها مطابق معیارهای طراحی اولیه می‌باشد و برخی نیز بر اساس روابط هندسی و محدودیت‌های ابعادی می‌باشد[11].

    بنا به دلایلی که ذکر شد و برای پیش بینی رفتار الاستوپلاستیک بادبندها، باید اطلاع دقیقی از روابط تغییر‌مکان- بار بادبندها تحت بارگذاری سیکلی داشت. هر چند که رفتار غیر‌الاستیک سیکلی بادبند کاملاً پیچیده است.

    استفاده از جذب انرژی بادبند فشاری در قاب‌های مهاربندی همگرا، مفهوم جدیدی است که علاوه بر مزیت‌های اقتصادی، می‌تواند عملکرد لرزه‌ای مطمئن‌تری را در زلزله‌های شدید تضمین نماید. با کمانش بادبند، خمش در آن ایجاد می‌شود و در نهایت منجر به تشکیل مفصل پلاستیک در محل لنگر ماکزیمم (در وسط عضو) می‌شود. به وجود آمدن کمانش غیر‌ارتجاعی باعث می‌شود که بادبند فشاری به منبع مهمی برای جذب انرژی لرزه‌ای تبدیل شود. به عبارت دیگر از مهم‌ترین عوامل و پارامترهایی که بر رفتار لرزه‌ای قاب‌های مهاربندی شده تأثیر می‌گذارد، اثر بادبند فشاری است که در بسیاری از موارد نادیده گرفته می‌شود، ولی تعیین منحنی هیسترزیس بادبند فشاری و مقدار جذب انرژی و نیز تأثیر آن بر عملکرد لرزه‌ای می‌تواند در شناخت بهتر و واقعی رفتار هیسترزیس مؤثر باشد[11].

    شاید متداول‌ترین نوع بادبندهای همگرا، شکل بادبندی ضربدری یا X شکل است. این نوع شکل بادبند که در حالت‌های مختلف طرح و اجرا می‌شود، نسبت به شکل بادبندی قطری، دارای مزیت‌ها و احتمالاً معایبی باشد که باید به دقت مورد مطالعه قرار گیرد. عمده مزیت بادبندهای X شکل از اتصال وسط دو بادبند به یکدیگر ناشی می‌شود، که بادبند کششی به صورت قید در وسط بادبند فشاری عمل می‌کند و اتکای جانبی قابل توجهی به وجود می‌آورد و در نتیجه رفتار غیر‌ارتجاعی بادبند فشاری و مکانیسم تشکیل مفصل پلاستیک را تحت تأثیر قرار می‌دهد. همچنین با کاهش طول آزاد بادبند در این حالت و افزایش بار بحرانی آن‌ها در فشار، مقاومت جانبی بادبندهای X شکل نسبت به بادبندهای قطری افزایش چشمگیری می‌کند.

    بنا به دلایل معماری و مقاومت جانبی زیاد، محبوبیت بادبندهای X شکل در استفاده بیشتر شده است ولی بیشتر تحقیقات و مطالعات در بررسی رفتار و مدل‌سازی بادبندهای قطری متمرکز شده است و فقط مطالعات تجربی اندکی در رابطه با بادبندهاX  شکل تحت بارگذاری سیکلی انجام گرفته است[11].

    اطلاعات فنی و مهندسی موجود در آیین نامه‌ها و ادبیات فنی، رفتار لرزه‌ای و پارامترهای غیر‌ارتجاعی (k ضریب کمانش، R ضریب رفتار، Cd ضریب تغییرشکل پلاستیک و ... ) بادبندهای X شکل را بر مبنای رفتار و عملکرد مهاربندی قطری قرار می‌دهد. در حالی که این رفتارها و معیارها برای هر دو نوع شکل بادبندی متفاوت از هم بوده و بسته به مقدار سختی انتقالی و سختی خمشی که بادبند مکمل (کششی) برای بادبند فشاری تأمین می‌کند منحنی هیسترزیس جذب انرژی کاملاً تغییر می‌یابد. رفتار سیکلی سیستم بادبندی  X شکل، علاوه بر اینکه به رفتار بادبندهای انفرادی بستگی دارد بلکه به طور جدی به اندر‌کنش میان دو عضو بادبندی که به هم متصل‌اند، وابسته است. نوع و مقدار سختی که توسط اتصال وسط فراهم می‌شود، تأثیر مستقیم در رفتار بادبند می‌گذارد.

    ABSTRCT

    Building performance during an earthquake depends on various factors, therefore predicting seismic performance of structures as a part of the design or evaluation, must be considered implicitly or explicitly. It is a complicated matter to predict the seismic response, that is, not only because of numerous factors participating in performance but also complication in physical behavior. In addition, inaccuracy in simulating physical behavior, lack of knowledge about exact definition of structure features and varying nature of future earthquakes are responsible for inherent uncertainties in predicting seismic performance. These inherent uncertainties in predicting loadings and probable future responses are not merely for seismic behaviors and are mentioned at current regulations whenever load and resistance factors are used.

    In PBEE, seismic demands and capacities must be defined when evaluating the performance of a structure. Evaluation process of nonlinear systems are complicated and appropriate analytical methods have to be applied to modeling behavior of structure against earthquake. Regarding to recent progresses at computer-based analyses, nowadays using nonlinear dynamic analyses to obtain this goal are possible. In this method, structure response is defined with regarding to nonlinear behavior of materials and nonlinear behavior of structure geometry when affected by earthquake. In recent years, the design method according to demand and capacity becomes favorite that  can be used to calculate confidence level and modify the performance of the structures.

    The purpose of this work is comparion of confidence level of provisions of 10th cod between 1384 and 1389 in design of concentrically braced steel frames.  According to previous investigations, , the confidence level to analyse the performance of structures with design frames consisting. At first, the design of studied frames(5, 8 and 11 stories) is done by software Etabs and on designed sections in software OpenSees, a nonliner incremental dynamic analysis(IDA) has been conducted and evaluated by using FEMA 351  regulation directions. The results showed that the confidence level in concentrically braced steel frames according to 10th subject of 1384 was higher than the 10th subject of 1389.

    Keywords: performance of structure – confidence level – concentrically bracing‌–‌nonlinear incremental dynamic analysis

    1 مراجع

    1- International Conference of Buiding Officials (ICBO), Uniform Building Code, Whittier, California, 1994.

    2- ''Uniform Building Code (UBC)'',  International Conference of  Building Officials, 1997.

    3. دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان، طرح و اجرای ساختمان­های فولادی مبحث دهم، نشر توسعه ایران، تهران، 1384.

    4. دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان، طرح و اجرای ساختمان­های فولادی مبحث دهم، نشر توسعه ایران، تهران، 1387.

    5. دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان، آیین نامه بارگذاری ایران مبحث ششم، مرکز تحقیقات مسکن و شهرسازی، 1385.

    6. Vamvatsikos, D., Cornell, C. A., The Incremental Dynamic Analysis and Its Application to Performance-Based Earthquake Engineering, 12th European Conference on Earthquake Engineering, 2005.

    7. FEMA-351. Recommended Seismic Evaluation and Upgrade Criteria for Existing Steel Frame Buildings. Federal Emergency Management Agency, Washington D.C., USA, 2000.

    8. مغنی نژاد، م، تحلیل احتمالاتی عملکرد قاب­های فولادی مهاربندی شده با مهاربند هم­محور (ضربدری)، پایان­نامه کارشناسی ارشد سازه، دانشگاه سیستان و بلوچستان، 1389.

    9. Computers & Structures, Inc., ''ETABS, Extended 3D Analysis Of Building Systems'', Berkeley, California.

    10. OpenSees Web site, http :// opensees.berkeley. edu/.

    11. Web site, WWW.icivil.ir

    12. تقی نژاد، ر. طراحی و بهسازی لرزه ای سازه‌ها بر اساس سطح عملکرد با استفاده از تحلیل پوش آور، نشر کتاب دانشگاهی، تهران، 1388.

    13. Structural Engineering Association of California, Recommended lateral force Requirements and commentary, seismology committee vision, California, 2000.

    14. حسینی، س. ع. بررسی سطح عملکرد ساختمان­های فلزی با بادبند برون محور به روش تحلیل غیر خطی بار افزون، پایان نامه کارشناسی ارشد سازه، دانشگاه سیستان و بلوچستان، 1388.

    15. مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، آیین نامه طراحی ساختمان­ها در برابر زلزله استاندارد 84-2800، ویرایش سوم، تهران، 1384.

    16. سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور، دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان­های موجود نشریه 360، دفتر امور فنی، تدوین معیارها و کاهش خطر پذیری ناشی از زلزله، تهران، 1385.

    17. Vamvatsikos, D., Cornell, C. A., Direct estimation of seismic demand and capacity of multidegree-of-freedom systems through incremental dynamic analysis of single degree of freedom approximation, Journal of Structural Engineering, No. 42,  pp. 589-599, 2005.

    18. Fajfar, P., Capacity spectrum method based on inelastic demand spectra, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, No. 28 ,  PP. 979-993, 1999.

    19. ظفرخواه الیار.، گسترش روش MIDA جهت بکار گیری آن بر سازه­های دارای میراگر و اعمال آن بر سازه­ دارای میراگر ترکیبی جدید SCVDs، پایان‌نامه کارشناسی ارشد گرایش سازه، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران ، 1390.

    20. Bertero, V., Strength and deformation capacities of buildings under extreme environments, Structural Engineering and Mechanics, No. 18,  pp. 715-731 ,1977.

    21. Chopra, A. K., Goel, R. K,. A modal pushover analysis procedure for estimating seismic demands for buildings, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, No. 31, pp.  561-582, 2002.

    22. ATC40, Seismic Evaluation and Retrofit of concrete Buildings,1996.

    23. John D. S., Structural Reliability Theory and Risk Analysis, Aalborg university,2004.

    24. خراشادی زاده، س. م. تعیین احتمالاتی عملکرد قاب خمشی بتن مسلح با شکل پذیری زیاد، پایان نامه کارشناسی ارشد سازه، دانشگاه سیستان و بلوچستان، 1389.

    25. رحمانیان، م. ارزیابی قابلیت اعتماد اعضای طراحی شده بر اساس آیین نامه فولاد ایران و آمریکا (AISC05)، پایان نامه کارشناسی ارشد سازه، دانشگاه علم و صنعت ایران، 1388.

    26. Choi, S. K, Grandhi, R.V, Canfield, R. A, Reliability- Based Structural Design, Department of Aeronautics And Astronautics, air force institute of technology wpaft, ohio45433 USA.

    27. William M. Bulleit, M.ASDE., Uncertainty in Structural Engineering, ASCE Journal of Structure Engineering, 2008.

    28. Armen Der Kiureghian, Ove Ditlevsen., Aleatory or epistemic? Dose it matter?, Journal of Structural Safety, 31, 105–112, 2009.

    29. همامی، پ، آقاکوچک، ع.ا. «مبانی تحلیل فازی قابلیت اعتماد سازه ها»، مجموعه مقالات هفتمین کنفرانس بین المللی مهندسی عمران، دانشگاه تربیت مدرس تهران ، 1385.

     30. Chopra, A.K., Dynamics of Structures -Theory and Applications to Earthquake Engineering, Prentice Hall, New Jersey, 1995.

    31. Sorensen J. D. "Notes in Structural Reliability Theory And Risk Analysis", Aalborg, February, 2004. 

    32. Madsen, H.O., S. Krenk& N.C. Lind, "Methods of Structural Safety". Prentice-Hall, 1986.

    33. Hasofer, A.M., and Lind, N.C."Exact and invariant second moment code format". Journal of Engineering Mechanics Division, ASCE, pp111-121,1974.

    34. Jalayer F., Corrnell C.A.,  A Technical Framework For Probability- Based Demand And Capacity Factor Design (DCFC) Seismic Formats, report to peer center, department of civil and environmental engineering, Stanford university, Stanford, California, 2003.

    35. Uriz, P. And Mahin, S.A. Seismic Performance Assessment of Concentrically Braced Steel Frames. 13th World Conference On Earthquake Engineering, Vancouver, B. C., Canada, August 1-6, Paper No. 1639, 2004.

    36. دیده بان، ر، ارزیابی و مقایسه سطوح اطمینان در قابهای مهاربندی شده هم محور فولادی ساده و دوگانه، چهارمین گنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران، اردیبهشت 1387.

    37. سلمان پور، ا،ح، قابلیت اعتماد لرزه ای سازه های مهاربندی شده ی همگرا، چهارمین گنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران، اردیبهشت 1387.

    38. Alimoradi, A. State-of-the-Art in performance-based design optimization-Inference to consequencebased engineering optimization. Technical report, University of Illinois at Urbana-champaign, USA, 2003.

    39. Easy Fit, Easy Fit Help Contents.

    40. Dimitrios Vamvastikos and C.A Cornell, " Sesmic Performance, Capacity and Reliability of Structures as Seen Through Incremental Dynamic Analysis "  Report No, 151, August, 2005.

    41. Vamvatsikos D,. Seismic Performance, Capacity and Reliability of Structures as Seen Through Incremental Dynamic Analysis , Dissertation for phD Degree in civil and environmental Engineering, Stanford University , Stanford , California, 2002.

    42. Federal Emergency Management Agency, State of The Art Report on Performance Prediction And Evaluation of Steel Moment – Frame Buildings , FEMA – 355 F , Washington , D.C. , 2000.

    43. Hamburger, Ronald O., Foutch Douglas A, And Cornell, Allin C., Translating Research to Practice: FEMA/SAC Performance-Based Design Procedures Earthquake Spectra, Special Issue: Welded Steel Moment – Frame Structures – Post- Northrideg; Vol. 19, No2, May 2003.

  • فهرست و منابع پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم

    فصل اول: مقدمه. 1

    1-1- مقدمه. 2

    1-2- بیان مسئله و لزوم بررسی موضوع. 2

    1-3- هدف تحقیق.. 3

    1-4- فرضیات تحقیق.. 3

    1-5- روش انجام تحقیق.. 4

    1-6- سازماندهی مطالب پایان نامه. 4

    فصل دوم: بررسی سیستمهای مهاربندی همگرا (با بادبندی ضربدری)وضوابط آیین نامه ای.. 6

    2-1- مقدمه. 7

    2-2- مرور تاریخچه طراحی بادبندهای CBF و فلسفه طراحی لرزه‌ای.. 7

    2-3- انواع بادبندهای  X شکل.. 14

    2-3-1- از نظر مقاومتی.. 15

    2-3-2- تقسیم بندی از نظر شکل پذیری.. 16

    2-3-3- رفتار هسیترزیس بادبندی‌های X شکل.. 17

    2-3-4- تشریح رفتار سیکلی غیر‌ارتجاعی.. 18

    2-3-5- اثر لاغری بر منحنی هسیترزیس بادبندهای  X شکل.. 20

    2-4- بررسی تفاوت ضوابط آیین نامه مبحث دهم در ویرایش سال 84 و 87 در بادبندها 23

    فصل سوم: مفاهیم روش طراحی بر مبنای عملکرد و روش تحلیل دینامیکی فزاینده (IDA) 26

    3-1- طراحی بر مبنای عملکرد. 27

    3-1-1- مفهوم طراحی لرزه‌ای بر اساس عملکرد. 27

    3-1-2- سطوح عملکرد. 29

    3-2- روش تحلیل دینامیکی فزاینده (IDA) 31

    3-2-1- معرفی روش تحلیل دینامیکی فزاینده 32

    3-2-2- مبانی روش IDA.. 33

    3-2-3- پارامتر مقیاس... 34

    3-2-4- شاخص شدت مقیاس حرکت زمین.. 34

    3-2-5- شاخص خسارت.. 35

    3-2-6- منحنی IDA یگانه. 35

    3-2-7- مفهوم ظرفیت و مقاومت نهایی در منحنی‌های IDA یگانه. 41

    3-2-8- منحنی IDA چندگانه 44

    3-2-9- تعریف شرایط حدی روی یک منحنی IDA.. 46

    3-2-10- خلاصه سازی IDAها  47

    3-3- سودبردن از داده ها 49

    فصل چهارم: کلیاتی در مورد عدم قطعیت و سطح اطمینان سازه‌ها 51

    4-1- مقدمه. 52

    4-2- عدم قطعیت.. 52

    4-3- عدم قطعیت‌های موجود در سازه و تاریخچه آن. 53

    4-4- منابع عدم قطعیت‌ها 54

    4-4-1- زمان. 55

    4-4-2- محدودیت آماری.. 55

    4-4-3- مدل سازی.. 55

    4-4-4- متغیرهای تصادفی.. 56

    4-4-5- خطاهای انسانی.. 56

    4-5- منابع عدم قطعیت در تعیین عملکرد سازه 57

    4-5-1- منابع عدم قطعیت در ظرفیت سازه 57

    4-5-2- منابع عدم قطعیت در تقاضا سازه 58

    4-6- قابلیت اطمینان و لزوم بررسی آن. 58

    4-6-1- خرابی و احتمال خرابی.. 60

    4-6-2- تابع شرایط حدی و شاخص قابلیت اطمینان. 61

    4-7- سطح اطمینان سازه وتاریخچه آن. 66

    4-8- محاسبه سطح اطمینان. 67

    4-8-1- پارامتر اعتماد . 67

    4-8-2- پارامتر خطرk. 68

    4-8-3- پارامترتقاضا γ و aγ. 68

    4-8-4- پارامتر ظرفیت φ. 71

    4-9-  ارزیابی اعتماد. 72

    فصل پنجم: مدل سازی و مقایسه­ی نتایج.. 74

    5-1- مقدمه. 75

    5-2- مدل سازی.. 76

    5-2-1- تشریح. 76

    5-2-2- کنترل ضوابط.. 78

    5-3- تحلیل مدل مورد مطالعه. 83

    5-3-1- تحلیل دینامیکی غیرخطی فزاینده (IDA) 84

    5-3-2- شتابنگاشت‌های موردبررسی.. 85

    5-3-3- مراحل انجام تحلیل.. 86

    5-3-4- نتایج حاصل از تحلیل IDA.. 86

    5-4- قابلیت اعتماد. 90

    5-4-1- محاسبه پارامتر‌های تقاضا 90

    5-4-2- محاسبه پارامترهای ظرفیت.. 91

    5-4-3- پارامترهای اعتماد سازه 93

    فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات.. 96

    6-1- مقدمه. 97

    6-2- نتیجه‌گیری.. 97

    6-3- پیشنهاداتی برای مطالعات آتی: 99

    مراجع  100



تحقیق در مورد پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم , مقاله در مورد پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم , پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم , پروپوزال در مورد پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم , تز دکترا در مورد پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم , تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم , مقالات دانشجویی درباره پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم , پروژه درباره پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم , گزارش سمینار در مورد پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم , پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم , تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم , مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم , رساله دکترا در مورد پایان نامه مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس