دانلود پروژه:بررسی آنالیز های پوش اور مودال و جابه جایی محور جهت تخمین ظرفیت قاب‌های دوبعدی بتن مسلح

صفحه

فصل اول 1

نگاهی کلی به روش های آنالیز غیر خطی و مروری بر تحقیقات انجام شده 2

1-1-پیشگفتار 2

1-2-نگاه کلی به روشهای تحلیل غیر خطی سازه ها 4

1-2-1: مدل سازی 6

1-2-2:مشخصات زمین لرزه 8

1-2-3: گزینه های تحلیل غیر الاستیک 8

1-2-3-1: تحلیل دینامیکی غیر خطی 9

1-2-3-2: تحلیل دینامیکی مدل ساده شده به چند درجه آزادی معادل (MDOF) 10

1-2-3-3: تحلیل دینامیکی با مدل ساده شده به یک درجه آزادی معادل (SDOF) 10

1-2-3-4: تحلیل استاتیکی غیرخطی معادل(ENSP) 11

1-2-4: تاریخچه روش های استاتیکی غیر خطی و دینامیکی افزاینده 12

1-2-4-1:تحقیقات انجام شده بر روی روش مودال 13

1-2-4-2: تحقیقات انجام شده بر روی روش جا بجایی- محور 18

1-2-4-3:تحقیقات انجام شده بر روی روش آنالیز دینامیکی افزاینده 23

1-2-4-4:تحقیقات انجام شده بر روی آنالیز ظرفیت 34

1-2-4-5: روش طیف ظرفیت (Capacity Spectrum Method) 39

1-2-4-6: روش ضرايب 40

1-2-4-7: روش N2 40

1-2-4-8: شکل توزیع بار جانبی در ارتفاع ساختمان 41

1-2-5: بررسي کلی آيين نامه هاي مختلف 44

1-2-5-1: آيين نامه FEMA356 [10] 44

1-2-5-2: آيين نامه Eurocode 8 [12] 45

1-2-5-3: آيين نامه ATC 40 [4] 45

1-2-5-4: آيين نامه BSL 2000 [29] 45

1-3: بيان مسأله و هدف تحقيق 46

1-4: روند دستيابي به هدف تحقيق 47

1- 5 : خلاصه فصل 49

فصل دوم 51

تحليل استاتيكي غيرخطي معادل ودینامیکی افزاینده 52

2-1: پیشگفتار 52

2-2: شرح روش تحليل استاتيكي غيرخطي معادل 53

2-3: روش ترکیب مودها و مبانی تئوری مسئله[15] 57

2-3-1: مبانی تئوری مسئله 57

2-3-2: خلاصه روش تحلیل ترکیب مودها 58

2-4:روش بارافزون بر اساس جا بجایی 60

2-4-1:خلاصه روش جابجایی-محور 61

2-6:  IDA و آنالیز استاتیکی غیرخطی 69

2-7:روش انجام آنالیز های ظرفیت 71

2-8 : خلاصه فصل 76

فصل سوم 77

مشخصات قاب های انتخاب شده براي تحليلهای غيرخطي 78

3-1: پیشگفتار 78

3-2: رفتار قابهای خمشی 78

3-3: مفصل پلاستیک در قاب های خمشی 80

3-4: معرفی قابها 81

3-4-1: سیستمهای باربر 81

3-4-2: مشخصات فیزیکی و مکانیکی مصالح 81

3-5: بارگذاری 82

3-6: معرفی قاب ها 83

4-6-1: ابعاد قاب ها و درصد آرماتور استفاده شده در آن ها 83

3-7: معرفي زمین لرزه های انتخاب شده، مقیاس کردن آنها و طیف فرکانس شتابنگاشتها 84

3-7-1: تاريخچه زماني شتاب و شتابنگاشتها 84

3-8: نرم افزار مناسب جهت تحلیل غیر خطیِ قاب های بتن آرمه 83

3-8-1:آشنايي با نرم افزار OpenSees : 83

3-8-2 :امكانات نرم افزار OpenSees: 84

المان تیر ستون غیر خطی (Nonlinear Beam Column) 86

المان تیر با مفصل (Beam With Hinges Element) 86

مقطع Fiber (Fiber Section) 86

3-9 : خلاصه فصل 87

فصل چهارم 88

ارائه نتایج حاصل از آنالیز های مودال و جابجایی-محور و مقایسه با نتایج انالیز دینامیکی افزاینده 89

4-1: پيشگفتار 89

4-2: روند انجام تحليل‌ها و بدست آوردن نتایج 89

4-2-1: طریقه محاسبه جابجایی هدف در روش ترکیب مودها 90

4-3: بررسي نتايج جابجايي  بام 93

4-3-1: ضریب همبستگی نتایج 96

4-3-2: تعریف خطاها 98

4-4:بررسی نتایج نسبت جابجایی نسبی حداکثر 100

4-5: بررسی نتایج برش پایه: 105

4-6 : محل تشکیل مفصل های پلاستیک 110

4-7 : شاخص آسیب قاب 113

4-8 : خلاصه فصل 119

فصل پنجم 121

نوآوری تحقیق،خلاصه و نتیجه گیری 122

5-1: پیشگفتار 122

5-2 : نوآوری تحقیق 122

5-3: خلاصه مطالب 123

5-4 : نتیجه گیری 128

فهرست منابع و مآخذ 131

فهرست جدول‌ها

عنوان                                    صفحه

 

جدول 1-1:خطای نمودار های ظرفیت حاصل از روش های مختلف استاتیکی در مقایسه با روش دینامیکی افزاینده……………. 32

جدول 3-1: مشخصات فیزیکی مصالح در مدل ها…….. 75

جدول 3-2: بارگذاری ثقلی…………………… 76

جدول 3-3:قاب های شماره 1 تا 10…………….. 78

جدول 3-4:قاب های شماره 11 تا 20…………….. 78

جدول 3-5:قاب های شماره 21 تا 30…………….. 78

جدول 3-6: مشخصات زمین لرزه­های مورد استفاده در این پژوهش  80

جدول 4-1: محاسبه بار جانبی با استفاده از سه مود اول و جرم طبقات در مدل ………. 91

جدول 4-2: مقادير تغییر مکان هدف برای 3 مود اول با روش ترکیب مودها برای مدل 0 برای زمین لرزه1   92

جدول 4-3: تغییر مکان هدف با مشارکت 3 مود اول روش ترکیب مودها، SRSS تغییر مکان‌ها برای زمین لرزه 1 در مدل……….. 92

جدول 4-4:خلاصه نتایج آنالیز های مودال و جابجایی محور در پاسخ جابجایی بام……. 100

جدول 4-5:خلاصه نتایج ضریب همبستگی و میانه مقادیر خطا در آنالیز مودال و

جابجایی- محور………………………………………………………………………….. 104

جدول 4-6:خلاصه نتایج ضریب همبستگی و میانه مقادیر خطا در آنالیز مودال و

جابجایی- محور………………………………………………………………………….. 110

جدول 4 -7 :نتایج شاخص آسیب در آنالیز دینامیکی افزاینده در قاب شماره 1……….. 114

جدول 4-8 : نتایج میانه شاخص آسیب در آنالیز مودال و جابجایی – محور در قاب شماره 1    114

جدول 4-9:خلاصه مقادیر ضریب همبستگی و میانه مقدار خطا در روش مودال و جابجایی- محور      118

جدول 4-10: خلاصه نتایج پاسخ ها در دو روش مودال و جابجایی – محور…………. 120

جدول 5-1: خلاصه نتایج پاسخ ها در دو روش مودال و جابجایی – محور 129

جدول 5-2 :مقایسه دو روش مودال و جابجایی – محور در تمامی پاسخ ها……………………………………….. 129

فهرست شکل ها

عنوان                                    صفحه

شکل1-1: روش تحلیل غیر خطی برای تخمین نیروها وتغییر شکل های غیر الاستیک………………………………….. 5

شکل 1-2: جزییات شماتیک از مدل غیر الاستیک سه بعدی سازه    6

شکل1-3: انواع ساده سازی در مدل کردن سازه……. 7

شکل1-4: رفتار نیرو-تغییر شکل به صورت ایده آل(a , b & c)   7

شکل1-5: مؤلفه های موثر در ثبت زمین لرزه و روش نشان دادن زمین لرزه به صورت گرافیکی…………………………….. 8

شکل1-6: نمودار جریانی روند تحلیل دینامیکی غیر خطی.   9

شکل 1-7: نمودار جریانی روش تحلیل دینامیکی مدل یک درجه آزادی.  10

شکل 1-8: نمودار جریانی روش استاتیکی غیر خطی معادل(ENSP).   11

شکل1-9: ساختمان استفاده شده در تحقيق Chopra…… 14

شکل 1-10 : منحني­هاي ظرفيت  با توزيع­هاي بار FEMA-440 براي ساختمان

شكل )1-9)………………………………………………………………………………. 14

شکل1-11: مقدار تغييرمكان طبقه حاصل از تحليل­هاي MPA و تحليل استاتیکی

 غیر خطی بر اساس FEMA-440 و نتايج NL-THA……… 15

شکل 1-12-الف وب: مقايسه خطای حاصل از MPA و تحليل استاتیکی غیر خطی بر اساس  FEMA-440با NL-THA 16

شکل1-13: مقايسه خطای دوران مفصل­هاي پلاستيك حاصل از MPA و استاتیکی

 غیر خطی بر اساس FEMA-440 با NL-THA………….. 16

شکل 1-14 : محل تشكيل مفصل­هاي پلاستيك در روش های مختلف در

تحقيق Chopra………………………………. 17

شکل1-15:طیف خطی جا به جایی زلزله مورد نظر در تحقیق   19

شکل1-16:نتایج حاصل از تحلیل های تحقیق………. 20

شکل 1-17:جابه جایی نسبی طبقات در جابه جایی کلی مختلف در تحقیق 21

شکل 1-18:پروفایل های برش طبقه در جابه جایی طبقه مختلف در تحقیق    22

شکل 1-19:ساختمان بکار رفته در تحقیق………… 25

شکل 1-20:نمودار ظرفیت سازه در آنالیز دینامیکی در تحقیق   25

شکل 1-21:نمودار ظرفیت سازه زیر زلزله 11 در تحقیق 26

شکل  1-22:حالت های مختلف بوجود آمده در نمودار آنالیز دینامیکی افزاینده………………………………… 29

عنوان                                    صفحه

شکل 1-23:نمودار های آنالیز دینامیکی افزاینده برای پاسخ حداکثر جابجایی نسبی برای هر طبقه…………………. 31

شکل 1-24:پاسخ سیستم یک درجه آزادی با سختی الستیک-کاملا پلاستیک در مراحل مختلف لرزش…………………………. 32

شکل 1- 25:احیا سازه ای در یک نمودار آنالیز دینامیکی افزاینده ساختمانی با پریود 1.3 ثانیه………………… 33

شکل 1-26:نمودار های ظرفیت حاصل از 50 طیف جابه جایی و میانگین آنها

در روش استاتیکی جا به جایی محور …………… 35

شکل 1-27:مقادیر کم و زیاد ضرایب مقیاس،برش پایه و جابه جایی در طول زمان آنالیز

 در تحقیق……………………………….. 36

شکل 1-28:طیف های ظرفیت حاصل از روش آنالیز های مختلف و تابع فشردگی احتمال

برای پاسخ جابه جایی بام در روش دینامیکی و استاتیکی آماری 37

شکل 1-29:تعداد آنالیز های دینامیکی و استاتیکی که منجر به زوال شده اند در هر طبقه…………………………… 38

شكل 1-30 : روش طيف ظرفيت و نمودارهاي ظرفيت و تقاضا نمونه 39

شكل1-31: منحني نمونه طيف تقاضا براي شكل­پذيري­هاي ثابت در روشN2.    41

شكل1-32: شكل­هاي توزيع بار جانبي در تحليل بار فزآینده 44

شکل2-1: روش تحليل استاتيكي غيرخطي(شماتيك)…… 54

شكل2-2: رفتار غيرخطي مورد استفاده در مفصل­هاي پلاستيك. 54

شکل2-3: منحني ظرفيت( شماتیک)………………. 55

شکل2-4: مقايسه روش­هاي كنترل نيرو و کنترل جابجايي 56

شکل2-5: پریود های طبیعی ارتعاش و سه مود اول ساختمان 9 طبقه   58

شکل2-6: توزیع نیرو ، برای یک ساختمان 9 طبقه.   58

شکل2-7: منحنی ظرفیت مودال، بارگذاری مطابق مود اول و دوم 59

شکل2-8: ویژگی های سیستم یک درجه آزادی معادل مود nام از منحنی بار فزآینده…………………………………. 60

شکل2-9:نمونه ای از یک نمودار IDA و هم چنین توزیع حداکثر دوران در هر طبقه……………………………………. 66

شکل2-10:نمودار های کلی و خلاصه شده یک آنالیز دینامیکی افزاینده 68

شکل2-11:نمودار های آنالیز های افزاینده دینامیکی و استاتیکی   71

شکل2-12:سیکل بار گذاری تست چرخه ای در fema461…. 73

عنوان                                    صفحه

شکل2-13:نمودار انحنای نهایی –نیروی محوری برای یک مقطع بتنی 45*45 باآرماتور طولی 4%………………………… 74

شکل 3-1: رفتار قاب­های خمشی در برابر بارهای جانبی 79

شکل 3-2: زمین لرزه­های مورد استفاده در این پژوهش 80

شکل 3-3 : زمین لرزه مورد استفاده در این تحقیق و نحوه مقیاس کردن آن……………………………………….. 82

شکل 3-4 : زمین لرزه چهاردهم مورد استفاده در این تحقیق و روش مقیاس نمودن آن به شتاب واحد…………………….. 82

شکل 4-1: مقایسه مقادیر جا به جایی بام در حالت زوال در آنالیز مودال و جا به جایی محور تحت زلزله های مختلف در قاب شماره  1 …………………………………………………………………………… 93

شکل 4- 2: خلاصه نمودار های آنالیز دینامیکی افزاینده در پاسخ جابه جایی ظرفیت در قاب شماره 1  94

شکل 4-3: مقایسه مقادیر میانه ظرفیت جا به جایی بام تحت زلزله های مختلف در آنالیز مودال و جابه جایی-محور در تمام قاب ها    95

شکل 4-4: مقایسه نتایج تمامی قاب ها در تمامی زلزله ها در پاسخ جابه جایی ظرفیت بین روش های مودال و دینامیکی افزاینده… 96

شکل 4-5: مقایسه نتایج جا به جایی بام در تمام قاب ها تحت تمام زلزله ها بین جابه جایی – محور و دینامیکی افزاینده…. 97

شکل 4-6: مقایسه میزان خطای نسبی جابجایی بام در آنالیز مودال تحت تمام زلزله ها

 برای تمام قاب ها………………………… 99

شکل 4-7:مقایسه میزان خطای جابجایی بام در آنالیز جابجایی محور تحت تمام زلزله ها برای تمام قاب ها      99

شکل 4-8:مقایسه نتایج جابجایی نسبی حداکثر در قاب شماره 1 در تمام زلزله ها…….. 100

شکل 4-9:نتایج آنالیز دینامیکی افزاینده در قاب شماره 1 در تمام زلزله ها…………… 101

شکل 4-10: مقایسه نتایج جابجایی نسبی حداکثر در تمام قاب ها تحت تمام زلزله ها………………………………… 102

عنوان                                    صفحه

شکل 4-11 نتایج جابجایی نسبی حداکثر آنالیز مودال نسبت به دینامیکی افزانده در تمامی قاب‌ها تحت تمام زلزله ها……. 102

شکل 4-12:نتایج جابجایی نسبی حداکثر آنالیز جابجایی – محور نسبت به دینامیکی افزانده در تمامی قاب ها تحت تمام زلزله ها  103

شکل 4-13:مقایسه مقادیر خطا در آنالیز مودال در تمامی قاب ها در پاسخ حداکثر

جابجایی نسبی…………………………….. 103

شکل 4-14: مقایسه مقادیر خطا در آنالیز جابجایی – محور در تمامی قاب ها در پاسخ

حداکثر جابجایی نسبی…………………………………………………………………… 104

شکل 4-15: مقایسه نتایج برش پایه در آنالیز های مودال و جابجایی محور در قاب شماره 1    105

شکل 4-16: نتایج کلی آنالیز دینامیکی افزاینده برای مقادیر برش پایه………………… 106

شکل 4-17:نتایج کلی آنالیز های مودال و جابجایی – محور برای پاسخ برش پایه در تمام

 قاب ها…………………………………. 107

شکل 4-18:نتایج برش پایه در آنالیز های مودال و دینامیکی افزاینده تحت تمام زلزله ها

 در تمام قاب ها………………………………………………………………………….. 108

شکل 4-19: نتایج برش پایه در آنالیز های جابجایی – محور و دینامیکی افزاینده تحت

تمام زلزله ها در تمام قاب ها………………. 108

شکل 4-20:مقایسه میزان خطا در محاسبه برش پایه در روش مورال در تمامی قاب ها………………………………….. 109

شکل 4-21: مقایسه میزان خطا در محاسبه برش پایه در روش مورال در تمامی قاب ها………………………………….. 109

شکل 4-22 : نقاط تشکیل مفصل پلاستیک در آنالیز  استاتیکی مودال  111

شکل 4-23 : نقاط تشکیل مفصل پلاستیک د ر آنالیز استاتیکی جابجایی – محور……………………………………….. 112

شکل 4-24 : خطای میانه محل تشکیل مفصل پلاستیک در آنالیز مودال و جابجایی – محور در تمامی قاب ها…………….. 113

شکل 4-25 : پراکندگی پاسخ های شاخص آسیب در آنالیز مودال در مقایسه با دینامیکی افزاینده………………………… 115

شکل 4- 26: پراکندگی پاسخ های شاخص آسیب در آنالیز جابجایی – محور در مقایسه با دینامیکی افزاینده……………….. 116

شکل 4 -27 : خطای میانه پاسخ شاخص آسیب در روش مودال در تمامی قاب ها……………………………………….. 117

شکل 4- 28 : خطای میانه پاسخ شاخص آسیب در روش جابجایی – محور در

تمامی قاب ها…………………………….. 117