%46تخفیف

دانلود پروژه:بررسی اثر اندرکنش خاک و سازه بر رفتار لرزه­ای قاب­های خمشی فولادی با روش زمان دوام

تعداد133 صفحه در فایل word

گروه مهندسی عمران

کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران (M.Sc)

گرایش: مهندسی زلزله

بررسی اثر اندرکنش خاک و سازه بر رفتار لرزه­ای قاب­های خمشی فولادی با روش زمان دوام

چکیده

اندرکنش خاک و سازه به عنوان یک پدیده­ی پیچیدهکه می­تواند اثرات متفاوتی بر روی رفتار لرزه­ای سازه­ها داشته باشد شناخته می­شود، ولی با توجه به اعتقاد عمومی به اثرات مثبت آن در رفتار لرزه­ای سازه­ها، معمولاً از آن صرفنظر می­شود. این در حالی است که اندرکنش خاک و سازه می­تواند رفتارهای دینامیکی سازه را تغییر داده و این تغییرات در بررسی رفتار سازه­ها می­تواند نقش تعیین کننده­ای داشته باشد. امروزه ضرورت لحاظ نمودن اثرات اندرکنش بیش از پیش نمایان شده است و نسل جدید آیین­نامه­ها بر در نظر گرفتن تمامی عوامل تأثیر­گذار بر رفتار لرزه­ای سازه­ها از جمله اندرکنش خاک و سازه تأکید دارند. برای در نظر گرفتن این اثرات بر روی رفتار سازه­ها روش­های متفاوتی موجود می­باشد که گستره­ی بزرگی از روش­های محیط پیوسته، اجزاء محدود و غیره را شامل می­شود. در مطالعه­ی پیش رو از روش تیر بر­­روی فونداسیون غیر­خطی وینکلر به دلیل سادگی و دقت بالا استفاده شده است. در این تحقیق قاب­های خمشی فولادی 3، 5، 10 و 15 طبقه با مشخصات یکسان، برای خاک­های سخت و نرم در قالب طبقات خاکB و Dطبق آیین­نامه­ی ASCE7-10 توسط نرم افزار  ETABSتحلیل و طراحی شده و سپس با استفاده از مدل­های غیر­خطی مدل­سازی شده است. در مدل­سازی سازه­ها از نرم افزارOpenseesاستفاده شده است. این نرم­افزار علاوه بر مدلسازی انواع مدل­های رفتاری برای سازه، قابلیت بالایی نیز در مدلسازی اندرکنش خاک و سازه به انواع روش­های مختلف را دارا می­باشد.پس از مدل­سازی با استفاده از دو روش آنالیز، به بررسی رفتار لرزه­ای قاب­های خمشی فولادی پرداخته شده است. در ابتدا از آنالیز زمان دوام جهت بررسی اولیه و در ادامه از آنالیز تاریخچه زمانی غیر­خطی برای بررسی صحت نتایج تحلیل زمان دوام برای دو حالت پایه صلب و پایه انعطاف پذیر استفاده شده است. بعد از انجام آنالیزهای زمان دوام و تاریخچه زمانی غیر­خطی به بررسی معیار­های خرابیچون برش طبقات، برش پایه و تغییر مکان نسبی طبقات در حالت تکیه­گاه انعطاف پذیر در مقابل قاب­های با تکیه­گاه صلب پرداخته شده است که ابتدا نتایج حاصل از این تحلیل­ها نشاندهنده­ی نزدیکی و انطباق مناسب نتایج روش زمان دوام به نتایج روش تحلیل تاریخچه زمانی می­باشد.همچنین با تأثیر اندرکنش خاک و سازه بر­روی رفتار لرزه­ای قاب­های خمشی فولادی افزایش پریود سازه، کاهش برش پایه و کاهش برش طبقات را در مقایسه­ی با قاب­های دارای تکیه­گاه صلب، می­توان به وضوح مشاهده کرد­ که این تأثیر در قاب­های با ارتفاع بالا مشهودتر می­باشد.

کلمات کلیدی: اندرکنش خاک وسازه، رفتار لرزه­ای، قاب­های خمشی فولادی، تحلیل زمان دوام، تحلیل تاریخچه زمانی غیر­خطی

 

 

فهرست مطالب                                            شماره صفحه

چکیده………………………………………………………………………………………………………………………………………1

فصل اول: مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………2

1-1- بیان مسأله………………………………………………………………………………………………………………………..3

1-2- اهمیت و ضرورت تحقیق………………………………………………………………………………………………..4

1-3- اهداف مشخص تحقیق……………………………………………………………………………………………………5

1-4- فرضیه تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………5

1-5- مروری بر فصل­های آینده………………………………………………………………………………………………..5

فصل دوم:مروریبرادبیاتوپیشینهتحقیق……………………………………………………………………………7

2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………8

2-2- تعریف اندرکنش خاک و سازه…………………………………………………………………………………………9

2-3- اثرات کلی اندرکنش خاک و سازه…………………………………………………………………………………….9

2-4- اثرات فونداسیون سطحی بر پاسخ سازه­ها………………………………………………………………………….10

2-5- اندرکنش خاک و سازه در آیین­نامه­ها………………………………………………………………………………..12

2-6- روش­های مختلف مدل­سازی اندرکنش خاک و سازه…………………………………………………………..13

2-7- انتخاب نحوه­ی مدل­سازی اندرکنش خاک و سازه……………………………………………………………..15

2-8- مروری بر مطالعات مبتنی بر روش­های وینکلری……………………………………………………………….16

2-9- روش­های آنالیز لرزه­ای…………………………………………………………………………………………………..20

2-10- ایده روش زمان دوام…………………………………………………………………………………………………..22

2-11- کاربرد روش زمان دوام در آنالیز لرزه­ای…………………………………………………………………………24

2-12- توابع شتاب روش زمان دوام………………………………………………………………………………………..26

2-13- توابع شتاب سری اول روش زمان دوام………………………………………………………………………….27

2-14- توابع شتاب سری دوم روش زمان دوام………………………………………………………………………….34

2-15- تصحیحات انجام شده روی توابع شتاب………………………………………………………………………..37

2-16- توابع شتاب زمان دوام سری e، f و تحلیل تاریخچه زمانی……………………………………………….37

2-17- تهیه توابع شتاب منطبق با طیف آیین نامهASCE-7……………………………………………………….39

2-18-پیشینه تحقیقات…………………………………………………………………………………………………………43

ز

2-19-  نرم افزارهای محاسباتی……………………………………………………………………………………………..47

فصل سوم: روش اجرای تحقیق……………………………………………………………………………………………..48

3-1-  مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………49

3-2-  مشخصات قاب­های خمشی فولادی………………………………………………………………………………..50

3-3-  مروری بر مدل­سازی غیر خطی سازه………………………………………………………………………………50

3-4-  انواع مدل­های غیر­خطی…………………………………………………………………………………………………51

       3-4-1-مدل فایبر…………………………………………………………………………………………………………52

       3-4-2- مدل مفصل متمرکز…………………………………………………………………………………………..53

       3-4-3-مدل مفصل متمرکز با چشمه اتصال…………………………………………………………………….54

3-5-  تشریح مدل تیر بر فونداسیون غیر­خطی وینکلر…………………………………………………………………55

3-6-  مزایای مدلBNWF …………………………………………………………………………………………………….56

3-7-  رفتار مصالح خاک………………………………………………………………………………………………………..57

3-8-  پارامترهای مورد نیاز برای مدلBNWF  ………………………………………………………………………..61

3-9-  تعیین نوع خاک…………………………………………………………………………………………………………..61

3-10-  تعیین ظرفیت باربری فونداسیون­ها………………………………………………………………………………63

3-11-  ابعاد فونداسیون………………………………………………………………………………………………………..64

3-12-  تعیین سختی قائم و جانبی فنر­های وینکلر……………………………………………………………………64

3-13-  فاصله و نحوه آرایش فنر­های قائم……………………………………………………………………………….67

3-14-  میرایی تشعشعی……………………………………………………………………………………………………….70

3-15-  ظرفیت کششی…………………………………………………………………………………………………………70

3-16-  مدل­سازی فونداسیون وینکلر در Opensees…………………………………………………………………71

3-17-  مجموعه شتابنگاشت­های مورد استفاده…………………………………………………………………………73

3-18-  نحوه مقیاس کردن شتابنگاشت­ها………………………………………………………………………………..73

3-19-  نحوه بدست آوردن زمان معادل آنالیز تاریخچه زمانی در آنالیز زمان دوام………………………..74

3-20-  نحوه ترسیم نمودارهای زمان دوام……………………………………………………………………………….75

3-21-  معیار­های خرابی مقیاس شده در این تحقیق………………………………………………………………….75

فصل چهارم: تجزیهوتحلیلداده­ها………………………………………………………………………………………76

4-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………77

ح

4-2- زمان تناوب قاب­ها در سه حالت پایه­ی گیردار، خاک نوع B و خاک نوع D……………………..78

4-3- قاب 3 طبقه 3 دهانه………………………………………………………………………………………………………79

4-4- قاب 5 طبقه 3 دهانه………………………………………………………………………………………………………86

4-5- قاب 10 طبقه 3 دهانه…………………………………………………………………………………………………….93

4-6- قاب 15 طبقه 3 دهانه…………………………………………………………………………………………………..100

فصل پنجم: نتیجه­گیریوپیشنهادات…………………………………………………………………………………….106

5-1-نتیجه­گیری………………………………………………………………………………………………………………..107

5-2- پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………108

منابع و مراجع…………………………………………………………………………………………………………………….109

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ط

 

فهرست اشکالشماره صفحه

شکل 2-1: مدهای متفاوت تغییر شکل فونداسیون……………………………………………………………………..11

شکل2-2: مدل بلوکی صلب دارای حرکت گهواره­ای………………………………………………………………..11

شکل 23: اثر سختی فونداسیون بر روی سازه­ها بر اساس گزارش ATC-40…………………………………12

شکل 2-4:نمایی شماتیک از مدل خاک وینکلر…………………………………………………………………………16

شکل 2-5: نمایی از مدل وینکلر……………………………………………………………………………………………..16

شکل 2-6: فونداسیون ساده سازی شده توسط Yim , chopra در سال 1985: a)فونداسیون

 صلب b)سیستم دو المانی(فنر و میراگر)c)مدل گسترده­ی وینکلر…………………………………………….17

شکل2-7: دیوار برشی غیر الاستیک مستقر بر فونداسیون وینکلر………………………………………………..18

شکل2–8: معرفی شماتیک آنالیز زمان دوام در تشخیص مقاومت لرزه­ایسیستم­های مختلف………………………………………………………………………………………………………………………………..23

شکل2–9: نمودار زمان در برابر برش پایه در طول آنالیز به برش پایه طراحی برای سه قاب…………………………………………………………………………………………………………………………………….24

شکل 2–10: نحوه ترسیم نمودارهای فزاینده روش زمان دوام برای یک سازه 3 طبقه……………………25

شکل 2–11: نحوه ترسیم نمودارهای فزاینده روش زمان دوام برای یک سازه 12 طبقه،

 میانگین گیری از نتایج تحلیل 3 تابع شتاب………………………………………………………………………………25

شکل2–12: نحوه هموار کردن نمودارهای فزاینده­های زمان دوام به روش حرکت متوسط…………………………………………………………………………………………………………………………………26

شکل 2–13: فرم­های افزایش تقاضا در توابع شتاب a) خطی b) نرخ صعودی c) نرخ نزولی………………………………………………………………………………………………………………………………….27

شکل 2–14: تابع شتاب با توزیع گوسی و 1PGA=…………………………………………………………………28

شکل 2–15: تابع چگالی f(t) برای ایجاد تابع غیرمانا…………………………………………………………………29

شکل 2–16: محتوای فرکانسی فیلتر شده………………………………………………………………………………..30

شکل 2-17: محتوای فرکانسی منطبق با طیف طراحی……………………………………………………………….31

شکل 2–18: طیف پاسخ تابع شتاب و طیف طرح…………………………………………………………………….31

شکل 2–19: توابع شتاب افزاینده سری اول……………………………………………………………………………..32

ي

شکل2–20:پاسخ سازه تک درجه آزادی با پریود 5/0 ثانیه برای توابع شتاب سری اول……………………………………………………………………………………………………………………………………..33

شکل 2–21: مقایسه طیف پاسخ توابع شتاب acc1 در بازه های زمانی 5، 10، 15, 20 ثانیه با طیف مقیاس شده آیین­نامه……………………………………………………………………………………………………………..33

شکل 2–22: توابع شتاب سری a……………………………………………………………………………………………36

شکل 2–23: مقایسه طیف پاسخ میانگین توابع شتاب سری b در بازه­های زمانی 5، 10، 15و20 ثانیهبا طیف مقیاس شده آیین­نامه……………………………………………………………………………………………………..36

شکل 2–24: طیف­های شتاب 7 شتابنگاشت مجموعه GM1 با اعمال ضریب مقیاس……………………..38

شکل 2–25: طیف طراحی آیین­نامهASCE7–05……………………………………………………………………..40

شکل 2–26: منحنی شتاب تابع شتابETA40g01…………………………………………………………………..41

شکل 2–27: طیف­های شتاب توابع سریg در محدوده خطی…………………………………………………….41

شکل 2–28: طیف­های شتاب توابع شتاب سری g در سطوح خطر مختلف………………………………….42

شکل 3-1: مقایسه انواع مدل­های غیر­خطی………………………………………………………………………………51

شکل 3-2: نمایی از المان­های غیر­خطی بکار رفته در قاب­های خمشی فولادی……………………………..53

شکل 3-3: نمایی از سیستم فونداسیون و رو سازه……………………………………………………………………..55

شکل 3-4: مدل­سازی سیستم فونداسیون و روسازه توسط مدل BNWF……………………………………….55

شکل3-5: منحنی­های مدل­سازی شده توسط مدل BNWF………………………………………………………..56

شکل3-6: منحنیپوش رفتاری مصالح خاکی QzSimple…………………………………………………………………………………………………………………………..58

شکل 3-7: شکل کلی مصالح QzSimple در قالب یک المان با طول صفر…………………………………….59

شکل 3-8: پاسخ چرخه ای المان تک محوری با طول صفر و با مصالح TzSimple , Qzsimple…………………………………………………………………………………………………………………………..60

شکل 3-9: توصیه ATC-40 برای در نظر گرفتن سختی قائم و چرخشی در هنگام وابسته بودن……………………………………………………………………………………………………………………………………68

شکل3-10: شکل بکارگیری فنرهای وینکلر در زیر یک فونداسیون به کمک المان­های ZeroLengthو مصالح QzSimple……………………………………………………………………………………………………………….73

شکل4-:1 تغییر مکان نسبی طبقات قاب3  طبقه تحت میانگین توابع شتابETA20e01-03 با میانگینمجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D…………………………………………………………………………80

ك

شکل4-:2 تغییر مکان نسبی طبقات قاب3  طبقه تحت میانگین توابع شتابETA20f01-03 با میانگینمجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D…………………………………………………………………………81

شکل4-:3 تغییر مکان نسبی طبقات قاب3  طبقه تحت میانگین توابع شتابETA40g01-03 با میانگینمجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D…………………………………………………………………………81

شکل4-4: برش طبقات قاب 10 طبقه تحت توابع شتاب میانگین مجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوعB وD………………………………………………………………………………………………………………………………………..82

شکل4-5: برش طبقات قاب 3 طبقه تحت میانگین توابع شتاب ETA20e01-03 در حالت پایه ثابتB و D……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..83

شکل4-6: برش طبقات قاب 3 طبقه تحت میانگین توابع شتاب ETA20f01-03 در حالت پایه ثابتB و D……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..84

شکل4-7: برش طبقات قاب 3 طبقه تحت میانگین توابع شتاب ETA40g01-03 در حالت پایه ثابتB و D……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..84

شکل4-8: برش پایه قاب 3 طبقه در حالت پایه گیردار، خاک نوع B و D تحت توابع میانگین شتاب سری e، f و g زمان دوام با میانگین مجموعه­یGM1…………………………………………………………………………….85

شکل4-9:تغییر مکان نسبی طبقات قاب5  طبقه تحت میانگین توابع شتابETA20e01-03 با میانگینمجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوع B…………………………………………………………………..87

شکل4-10:تغییر مکان نسبی طبقات قاب5  طبقه تحت میانگین توابع شتابETA20f01-03 با میانگینمجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوع Bو D……………………………………………………………88

شکل4-11:تغییر مکان نسبی طبقات قاب5  طبقه تحت میانگین توابع شتابETA40g01-03 با میانگینمجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوع B……………………………………………………………………88

شکل4-12:برش طبقات قاب 5 طبقه تحت توابع شتاب میانگین مجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوعB وD……………………………………………………………………………………………………………………………………….89

شکل4-13: برش طبقات قاب 5 طبقه تحت میانگین توابع شتاب ETA20e01-03در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D……………………………………………………………………………………………………………………………………….90

شکل4-14: برش طبقات قاب 5 طبقه تحت میانگین توابع شتاب ETA20f01-03در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D………………………………………………………………………………………………………………………………………91

شکل4-15: برش طبقات قاب 5 طبقه تحت میانگین توابع شتاب ETA40g01-03در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D……………………………………………………………………………………………………………………………………..91

ل

شکل4-16: برش پایه قاب5 طبقه در حالت پایه گیردار، خاک نوع B و D تحت توابع میانگین شتاب سری e، f و g زمان دوام با میانگین مجموعه­ی GM1…………………………………………………………….92

شکل4-17: تغییرمکان نسبی طبقات قاب10طبقه تحت میانگین توابع شتابETA20e01-03 با میانگین مجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D…………………………………………………………..94

شکل4-18: تغییر مکان نسبی طبقات قاب10طبقه تحت میانگین توابع شتابETA20f01-03 با میانگین مجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D…………………………………………………………..95

شکل4-19: تغییر مکان نسبی طبقات قاب10طبقه تحت میانگین توابع شتابETA40g01-03 با میانگین مجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D…………………………………………………………..95

شکل4-20: برش طبقات قاب 10 طبقه تحت توابع شتاب میانگین مجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوعB وD…………………………………………………………………………………………………………………………….97

شکل4-21: برش طبقات قاب 10 طبقه تحت توابع میانگین شتابETA20e01-03 در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D………………………………………………………………………………………………………………………………………..97

شکل4-22: برش طبقات قاب 10 طبقه تحت توابع میانگین شتابETA20f01-03 در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D………………………………………………………………………………………………………………………………………..98

شکل4-23: برش طبقات قاب 10 طبقه تحت توابع میانگین شتابETA40g01-03 در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D……………………………………………………………………………………………………………………………………….98

شکل4-24: برش پایه قاب10 طبقه در حالت پایه گیردار، خاک نوع B و D تحت توابع میانگین شتاب سری­های e ، f و g زمان دوام با میانگین مجموعه­ی GM1……………………………………………………….99

شکل4-25: تغییر مکان نسبی طبقات قاب15  طبقه تحت میانگین توابع شتابETA20e01-03 بامیانگینمجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D……………………………………………………………………….101

شکل4-26: تغییر مکان نسبی طبقات قاب15  طبقه تحت میانگین توابع شتابETA20f01-03 با میانگینمجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D………………………………………………………………………101

شکل4-27: تغییر مکان نسبی طبقات قاب15  طبقه تحت میانگین توابع شتابETA40g01-03 با میانگینمجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D…………………………………………………………102

شکل4-28: برش طبقات قاب 15 طبقه تحت توابع شتاب میانگین مجموعه­ی­GM1در حالت پایه ثابت، خاک نوعBوD……………………………………………………………………………………………………………………………103

شکل4-29: برش طبقات قاب 15 طبقه تحت توابع میانگین شتابETA20e01-03 در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D……………………………………………………………………………………………………………………………………..103

م

شکل4-30: برش طبقات قاب 15 طبقه تحت توابع میانگین شتابETA20f01-03 در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D…………………………………………………………………………………………………………………………………….104

شکل4-31: برش طبقات قاب 15 طبقه تحت توابع میانگین شتابETA40g01-03 در حالت پایه ثابت، خاک نوع B و D……………………………………………………………………………………………………………………………………..104

شکل4-32: برش پایه قاب15  طبقه در حالت پایه گیردار، خاک نوع B و D تحت توابع میانگین شتاب سری­های e ، fو g زمان دوام با میانگین مجموعه­ی GM1………………………………………………………………….105

ن

فهرست جداول                                                                                  شماره صفحه

جدول 2–1:مشخصات شتابنگاشت مجموعه GM1……………………………………………………………………………..38

جدول 3-1: تقسیم­بندی انواع خاک در آیین­نامه­ی ASCE…………………………………………………………….61

جدول 3-2: مشخصات انواع خاک­های در نظر گرفته شده…………………………………………………………….63

جدول 3-3: معادلات Gazetas برای تعیین سختی فونداسیون­های سطحی……………………………………..66

جدول 4-1: دوره­ی تناوب قاب­ها در حالت پایه­ی گیردار و خاک نوع B و D………………………………78

 

 

 

 

8 دیدگاه برای دانلود پروژه:بررسی اثر اندرکنش خاک و سازه بر رفتار لرزه­ای قاب­های خمشی فولادی با روش زمان دوام

  1. Clay

    Wow, this paragraph is good, my younger sister is analyzing these things, thus I am going to convey her.

    Here is my website :: acheter du cipro en France

  2. Jordan

    Hi, just wanted to say, I enjoyed this article. It was funny.
    Keep on posting!

    Also visit my website benzoyl peroxide disponible sin receta en farmacia de Perú

  3. Tim

    You are so awesome! I do not think I have read through something like this before.
    So great to find somebody with some original thoughts on this subject matter.
    Seriously.. thanks for starting this up. This web site is one
    thing that’s needed on the web, someone with a bit of
    originality!

    My webpage … Medikamente ohne Rezept in der Schweiz erhältlich

  4. Rrsenk

    antihistamine generic names do you need a prescription allergy pills on sale

  5. Eli

    My brother suggested I might like this blog. He was entirely right.
    This post actually made my day. You cann’t imagine just how much time I
    had spent for this information! Thanks!

    Here is my web blog – zamów ginette-35 w Krakowie

  6. pharmacie en ligne emsam Francer

    Many thanks, this site is really practical. precio del clorogen en Bolivia

  7. Connor

    Greetings! Very helpful advice within this article! It’s the little
    changes that make the most significant changes.
    Many thanks for sharing!

    Here is my website :: precio de bisacodyl sin receta

  8. Clair

    Asking questions are in fact fastidious thing if you are not understanding something
    entirely, but this post presents nice understanding even.

    my blog :: sigmaxin kaufen ohne Rezept

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo