دانلود پروژه:ارزیابی پارامترهای رفتاری ساختارهای خمشی با پلان نامنظم تحت اثر رکوردهای حوزه نزدیک

شماره صفحه        

فصل اول: کلیات

1–1. مقدمه  ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 1

1–2. تاریخچهتحقیقات …………………………………………………………………………………………………………………………………………….... 3

1–3. اهمیتموضوعوطرحمسئله ……………………………………………………………………………………………………………………………   7

1–4. اهدافموردنظر ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….... 9

1–5. روشوساختارانجامتحقيق …………………………………………………………………………………………………………………………….   9

فصل دوم: مبانی نظری

2–1. سازه‏هایسختونرمپیچشی ……………………………………………………………………………………………………………………….   10

2–2. سیستمقابمحیطی ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 10

2–3. ویژگی‏هایرکوردهایحوزهنزدیک ………………………………………………………………………………………………………………... 11

2–3–1. خصوصیاتذاتیرکوردهایحوزهنزدیک …………………………………………………………………………………………………. 11

2–3–2. اثراتجهت‏پذیریرکوردهایحوزهنزدیک ………………………………………………………………………………………………. 12

2–3–3. حرکاتپرتابیزمیندرنزدیکیگسل ………………………………………………………………………………………………………. 15

2–4. طراحیبرمبنایعملکرد ……………………………………………………………………………………………………………………………….   16

2–‏5‏‏.مفاهیمجهاتحرکاتزمین ………………………………………………………………………………………………………………………..   18

2–‏5–1‏‏. بردارجابجاییزمین ………………………………………………………………………………………………………………………………..   18

2–‏5–2‏‏. جهتحرکتزمین ………………………………………………………………………………………………………………………………….   19

2–‏5–3‏‏. سیستممختصاتحرکتزمین ………………………………………………………………………………………………………………… 19

2–‏5–4‏‏. زاویهبرخوردمولفهافقیحرکتزمین …………………………………………………………………………………………………….. 19

2–6.مروریبرتعاریفومفاهیمآیین‏نامه‏ها …………………………………………………………………………………………………………... 20

2–6–1. آیین‏نامه‏انجمنمهندسینعمرانآمریکا(ASCE7-05)………………………………………………………………………. 20

2–6–1– 1.نامنظمیافقی …………………………………………………………………………………………………………………………………….   20

2–6–1– 2. نامنظمیعمودی ……………………………………………………………………………………………………………………………….   21

2–6–1– 3. معیارجهتاعمالبار ………………………………………………………………………………………………………………………….   22

2–6–1– 4. پیچشاصلی(ذاتی) …………………………………………………………………………………………………………………………….   23

2–6–1– 5. پیچشتصادفی ……………………………………………………………………………………………………………………………………   23

2–6–1– 5. بزرگنماییگشتاورپیچشیتصادفی …………………………………………………………………………………………………..   23

2–6–2. آیین‏نامهیکپارچهساختمان(UBC97) ……………………………………………………………………………………………………. 24

2–6–2– 1.نامنظمیدرپلانسازه‏ها ……………………………………………………………………………………………………………………   24

2–6–2– 2.نامنظمیدرارتفاعسازه‏ها ………………………………………………………………………………………………………………….   25

2–6–2– 3. نحوهاعمالنیروهایجانبیبهسازه‏ها ………………………………………………………………………………………………   25

2–6–3. آیین‏نامهبین‏الملیساختمان(IBC2009) ……………………………………………………………………………………………….. 26

2–6–4. کمیتهاروپاییاستانداردسازی(EuroCode8) ………………………………………………………………………………………… 26

2–6–4– 1. معیارمنظمیدرپلان …………………………………………………………………………………………………………………………   26

2–6–4– 2. معیارمنظمیدرارتفاع ………………………………………………………………………………………………………………………   27

2–6–4– 3. نحوهاعمالنیروهایلرزه‏ایبهسازه‏ها ………………………………………………………………………………………………   29

2–6– 5.  آیین‏نامهطراحیساختمان‏هادربرابرزلزله(استاندارد2800،ویرایشسوم) …………………………………………. 30

2–6– 5– 1.منظمبودندرپلان …………………………………………………………………………………………………………………………..   30

2–6– 5– 2. منظمبودندرارتفاع …………………………………………………………………………………………………………………………   31

2–6– 5– 3. محاسبهساختمانهادربرابرنیرویزلزله ………………………………………………………………………………………..   31

2–6– 5– 4. توزیعنیرویبرشیزلزلهدرپلانساختمان …………………………………………………………………………………….   32

2–6– 5– 5. روشتحلیلدینامیکیتاریخچه‏زمانی ………………………………………………………………………………………………   33

2–6– 6. پیش‏نویسنهاییآیین‏نامهطراحیساختمان‏هادربرابرزلزله(استاندارد92-2800،ویرایشچهارم)……. 33

2–6–6–1. نامنظمیدرپلان ………………………………………………………………………………………………………………………………….   33

2–6–6–2. نامنظمیدرارتفاع ………………………………………………………………………………………………………………………………..   34

2–6–7. نتیجهحاصلازآیین‏نامه‏ها ……………………………………………………………………………………………………………………….   35

فصل سوم: نحوه طراحی و تحلیل مدل‏های ساختمانی

3–1. مشخصاتوساختارمدل‏هایمطالعاتی …………………………………………………………………………………………………………   36

3–1- 1. نحوهتحلیلوکنترلضوابطپیچشیمدل‏ها …………………………………………………………………………………………… 39

3–2. مدل‏سازیرفتارغیرخطیتیرهاوستون‏ها …………………………………………………………………………………………………….. 42

3–3. مجموعهرکوردهایانتخابیبرایتحلیلدینامیکیمدل‏هایساختمانی ……………………………………………………..   43

3–4. ویژگی‏هایزلزله‏هایانتخابی …………………………………………………………………………………………………………………………   44

3–5. تاریخچهزمانیرکوردهایزلزلهانتخابی ……………………………………………………………………………………………………….... 46

3– 6. طیف‏هایپاسخشتابوسرعت ……………………………………………………………………………………………………………………   49

3–7. طیففوریه‏رکوردهایانتخابشده ……………………………………………………………………………………………………………….. 51

3–8. نحوهمقیاسرکوردهایزلزلهانتخابشده …………………………………………………………………………………………………….. 53

3–9. نحوهاعمالزاویهبرخوردوضرایبمقیاسدرنرم‏افزار ………………………………………………………………………………….. 55

3–10. نحوهانجامتحلیلدینامیکیدرنرم‏افزار ……………………………………………………………………………………………………... 56

3–10–1. روشانتگرال‏گیری …………………………………………………………………………………………………………………………………   56

3–10–2. محاسبهانرژی‏هایمستهلک‏کنندهسازه …………………………………………………………………………………………………. 56

فصل چهارم: ارزیابی نتایج پارمترهای لرزه‏ای

4–1. دریفتماکزیممطبقات ………………………………………………………………………………………………………………………………….   58

4–1–1. نحوهانتخابنقاطپلان ……………………………………………………………………………………………………………………………..   61

4–2. جابجاییماکزیممطبقات ……………………………………………………………………………………………………………………………….   61

4–3. سرعتنسبیماکزیممطبقات ……………………………………………………………………………………………………………………….   64

4–3. شتابماکزیممطبقات …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 66

4–4. برشپایه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 69

4–5. استهلاکانرژی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 72

4– 6. طراحیبراساسعملکرد ………………………………………………………………………………………………………………………………   74

فصل پنجم:

5–1. نتیجه‏گیری ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 79

5–2. پیشنهادها ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………... 82

مراجع ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….   83

پیوست

پیوست1. نمودارهایتاریخچه‏زمانیشتاب،سرعتوانرژیمولفه‏هایافقیرکوردهایزلزلهانتخابی ………………….. 87

پیوست2. طیففوریهمولفه‏هایافقیرکوردهایزلزلهانتخابیدرنمونه‏های 1 و 2 …………………………………………….. 95

پیوست3. نمودارهایدریفتماکزیممطبقاتدرزوایایبرخوردمختلفمدل‏هایمطالعاتی …………………………….. 104

پیوست4. نمودارهایجابجاییماکزیممطبقاتدرزوایایبرخوردمختلفمدل‏هایمطالعاتی ……………………….... 128

پیوست 5. نمودارهایسرعتماکزیممطبقاتدرزوایایبرخوردمختلفمدل‏هایمطالعاتی …………………………….. 140

پیوست6. نمودارهایشتابماکزیممطبقاتدرزوایایبرخوردمختلفمدل‏هایمطالعاتی ……………………………….. 152

 

فهرست اشکال                                                                      شماره صفحه        

فصل اول

شکل 1-1.نقشهگسلشهرتهران ………………………………………………………………………………………………………………………….  2

فصل دوم

شکل 2- 1.تاریخچه‏زمانی سرعت و جابجایی رکورد‏های زلزله‏های KernCounty،NorthridgeوKocaeli………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 12   

شکل 2- 2. نحوه انتشار زلزله Landersاز مرکز وقوع و موقعیت ایستگاه‏های ثبت‏رکورد Lucerneو Joshua

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 13

شکل 2- 3. نمودارهای تاریخچه‏زمانی و طیف پاسخ جابجایی زلزله Landers..…………………………………………………. 14

شکل 2- 4. تاریخچه‏زمانی جابجایی 4 ایستگاه ثبت‏نگاشت زلزله LomaPrieta ……………………………………………… 14

شکل 2- 5. حرکت پرتابی و نحوه جهت‏پذیری پالس در گسل‏های امتداد لغز و شیب لغز …………………………………. 15

شکل 2- 6. نمودار مولفه‏های تاریخچه‏زمانی حرکت پرتابی و پالس جهت‏دار در گسلش شیب‏لغز و امتداد لغز …..16

شکل2- 7.سطوحعملکردلرزه‏ایسازه‏باتوجه به منحنی نیرو- تغییر مکان جانبی در سازه شکل‏پذیر ………….. 18

شکل2- 8. حرکت ذره افقی LomaPrietaو مثالی از زاویه برخورد حرکت افقی زمین ……………………………….. 19

شکل 2- 9.نحوه محاسبه ضریب بزرگنمایی پیچشی(A_x) …………………………………………………………………………………… 24

شکل 2-‌‏‏‏‏‏‏ 10.معیارمنظمیدر ارتفاع برایساختمان‏های دارای تورفتگی ………………………………………………………….. 28

فصل سوم

شکل3- 1.نمایجانبیوپلانقاب‏هایمحیطیخمشی …………………………………………………………………………………….. 37

شکل3- 2. نمودار مدل دو خطی تیر و ستون FEMA……………………………………………………………………………………….. 42

شکل3- 3.منطقه ایمپریال‏ولی و موقعیت ایستگاه‏ها……………………………………………………………………………………………. 43

شکل3- 4. تاریخچه‏زمانی شتاب، سرعت و انرژی مولفه‏های افقی زلزله‏ در رکوردهای ELC،E06و BAM….. 47

شکل3- 5. تاریخچه‏زمانی شتاب، سرعت و انرژی مولفه‏های افقی زلزله‏ در رکوردهای DLT،PETو TAB…… 48

شکل3- 6. طیف‏های پاسخ شتاب و سرعت مولفه‏های افقی زلزله‏های انتخابی نمونه1 ……………………………………….. 49

شکل3- 7. طیف‏های پاسخ شتاب و سرعت مولفه‏های افقی زلزله‏های انتخابی نمونه2 ……………………………………….. 50

شکل3- 8. طیف فوریه مولفه‏های افقی زلزله‏های انتخابی نمونه1 ………………………………………………………………………… 51

شکل3- 9. طیف فوریه مولفه‏های افقی زلزله‏های انتخابی نمونه2 ………………………………………………………………………… 52

شکل3- 10.نحوه مقیاس زلزله طبس(Tabas) و بم(Bam)…………………………………………………………………………….. 54

شکل3- 11. نحوه اعمال ضرایب مقیاس و زوایه برخورد 45درجه، زلزله طبس به سازه ……………………………………. 55

شکل3- 12. نحوهمحاسبهضریب 𝛃 در میراییرایلیدر مدل شماره1………………………………………………………………… 56

شکل3- 13. مقادیر ماکزیمم انرژی‏های موجود در سازه رکورد ELCدر حالت‏های طبیعی و مقیاس شده مدل 1  درزاویه˚0………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 57

فصل چهارم

شکل4-1. نمودار دریفت ماکزیممطبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطهF1 مدل شماره 1    (Free Field Record)………………………………………………………………………………………………………………………………………… 59

شکل4-2. نمودار دریفت ماکزیممطبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطهF1 مدل شماره 1    (Free Field Record)………………………………………………………………………………………………………………………………………… 59

شکل4- 3.نمودار دریفت ماکزیمم طبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطه F1مدل شماره 2 ……………………..60

شکل4- 3.نمودار دریفت ماکزیمم طبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطه F1مدل شماره 3 ……………………..60

شکل4-  5. نمودار جابجایی ماکزیممطبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطهF1 مدل شماره1 (Free Field Record)…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 62

شکل4- 6 . نمودار جابجایی ماکزیممطبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطهF1مدل شماره1(ScaledRecord)………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 62

شکل4- 7 .نمودار جابجایی ماکزیممطبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطه F1مدل شماره2………………..63

شکل4- 8.نمودار جابجایی ماکزیممطبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطهF1 مدل شماره 3 …………………63

شکل4- 9.نمودار سرعت نسبی ماکزیممطبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطهF1 مدل شماره 1(Free Field Record)………………………………………………………………………………………………………………………………………… 64

شکل4- 10. نمودار سرعت نسبی ماکزیممطبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطهF1مدل شماره 1    (Scaled Record)……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 65

شکل4- 11. نمودار سرعت نسبی ماکزیممطبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطهF1مدل شماره 2………..65

شکل4- 12. نمودار سرعت نسبی ماکزیممطبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطهF1 مدل شماره 3………..66

شکل4- 13. نمودار شتاب ماکزیممطبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطهF1 مدل شماره 1(Free Field Record)………………………………………………………………………………………………………………………………………… 67

شکل4- 14. نمودار شتاب ماکزیممطبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطهF1 مدل شماره 1(ScaledRecord)………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 67

شکل4- 15. نمودار شتاب ماکزیممطبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطهF1مدل شماره 2…………………..68

شکل4- 16. نمودار شتاب ماکزیممطبقات تحت زوایای 0 و 45 درجه در نقطهF1مدل شماره 3…………………..69

شکل4- 17.مقادیر برش پایه ماکزیمم بر حسب تن(ton)در زوایای 0 و 45 درجه در جهت X مدل شماره 1… 70

شکل4- 18.مقادیر برش پایه ماکزیمم بر حسب تن(ton)در زوایای 0 و 45 درجه در جهت Y مدل شماره 1… 70

شکل4- 19. مقادیر ماکزیمم انرژی‏های موجود در سازه در رکوردهای ‏CXOو TABدر حالت‏های طبیعیو مقیاس شده مدل شماره 1 در زاویه ˚0…………………………………………………………………………………………………………………… 73

شکل4- 20:  ساختار تشکیل مفاصل پلاستیک در مدل 1 تحت زلزله بم در زوایای 0 و 5/22 درجه در ثانیه30    رکورد……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 75

شکل4- 21:  ساختار تشکیل مفاصل پلاستیک در مدل 1 تحت زلزله بم در زوایای 45، 5/67و 90 درجه در ثانیه  30 رکورد………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 75

 

فهرست جداول                                                                  شماره صفحه        

جدول2- 1. چگونگی کاربرد بی‏نظمی سازه‏ای در آنالیز لرزه‏ای و طراحی ……………………………………………………………  29

جدول3- 1. مشخصات مصالح ………………………………………………………………………………………………………………………………..  37

جدول3- 2. مشخصات لرزه‏ای و بارگذاری ثقلی ……………………………………………………………………………………………………  37

جدول3- 3. مقاطع تیرها وستون‏های قاب محیطی خمشی …………………………………………………………………………………  38

جدول3- 4. مشخصات مودهای ارتعاشی سازه ………………………………………………………………………………………………………  38

جدول3- 5. مقادیر A_jدر جهات X و Y مدل‏ شماره 1 ………………………………………………………………………………………  39

جدول3- 6. مقادیر A_jدر جهات X و Y مدل‏ شماره 2 ………………………………………………………………………………………  40

جدول3- 7. مقادیر A_jدر جهات X و Y مدل‏ شماره 3 ………………………………………………………………………………………  40

جدول3- 8.مشخصاتفیزیکیمجموعه رکوردهایانتخابی شماره 1 …………………………………………………………………  45

جدول3- 9.مشخصاتفیزیکیمجموعه رکوردهایانتخابی شماره 2 …………………………………………………………………  46

جدول3- 10. ضرایب مقیاس شتاب‏نگاشت‏ زلزله‏های انتخابی ………………………………………………………………………………  54

جدول4-1. مقادیر برش پایه ماکزیمم بر حسب تن(ton)در زوایا و جهت‏های مختلفدر مدل1(Free Field Record)………………………………………………………………………………………………………………………………………..71

جدول4-2. مقادیر برش پایه ماکزیمم بر حسب تن(ton)در زوایا و جهت‏های مختلفدر مدل1(Scaled Record)……………………………………………………………………………………………………………………………………………….71

جدول4-3. مقادیر برش پایه ماکزیمم بر حسب تن(ton)در زوایا و جهت‏های مختلفدر مدل2                 (Scaled Record)……………………………………………………………………………………………………………………………………………….71

جدول4-4. مقادیر برش پایه ماکزیمم بر حسب تن(ton)در زوایا و جهت‏های مختلفدر مدل3                 (Scaled Record)……………………………………………………………………………………………………………………………………………….71

جدول4- 5. مقادیر انرژی کل ماکزیمم سازه در زوایای 0 و 45 درجه در دو حالت طبیعیو مقیاس شده شتاب‏نگاشت‏ها در مدل 1……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 74

جدول4- 6. مقادیر D/DY در زوایا و جهت‏های مختلفدر مدل1(Free Field Record)…………………………..  77

جدول4- 7. مقادیر مقادیر D/DY در زوایا و جهت‏های مختلفدر مدل1(Scaled Record)………………………  77

جدول4- 8. مقادیر D/DY در زوایا و جهت‏های مختلفدر مدل2(Scaled Record)………………………………….  77

جدول4- 9. مقادیر D/DYدر زوایا و جهت‏های مختلفدر مدل3(Scaled Record)………………………………….  78