فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:165
پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران - زلزله
فهرست مطالب:
فصل اول : کلیات
1
1-1 روش های متداول ارزیابی آسیب¬پذیری سازه¬ها 2
1-1-1 روش طیف ظرفیت 3
1-1-2 روش¬های مکانیکی 4
1-1-3 روش¬های تغییرمکانی 5
1-1-4 روش ضرایب تغییر مکان 7
1-2 روش¬های ساده شده در ارزیابی آسیب¬پذیری سازه¬ها 8
1-2-1 کلیات 8
1-2-2 تحلیل مکانیزم جانبی ساده شده (SLaMA) 8
1-3 تحقیقات انجام شده در این پایان¬نامه 9
فصل دوم : روش های متداول برآورد خسارت
11
2-1 تاریخچه ارزیابی آسیب پذیری لرزه¬ای ساختمان ها 11
2- 2 ارزیابی آسیب پذیری ساختمان ها به روش کیفی 12
2-3 ارزیابی آسیب پذیری ساختمان ها به روش کمی 14
2-3-1 شاخص های آسیب پذیری محلی سازه 15
2-3-2 شاخص های تجمعی براساس تغییرشکل 15
2-3-3 شاخص های آسیب پذیری بر مبنای خستگی 17
2-3-4 شاخص¬های آسیب¬پذیری تجمعی بر مبنای انرژی 18
2-3-5 شاخص های آسیب پذیری مرکب 18
2-4 اصول و مفاهیم کلی روش طراحی بر اساس عملکرد 22
2-5 روش های مختلف طراحی براساس عملکرد 24
2-6 تعیین ظرفیت در سازه 25
2-6-1 تحلیل استاتیکی غیرخطی 26
2-7 تعیین تقاضا در سازه 27
2-8 روش ارزیابی عملکرد N2 27
2-9 دستورالعمل ارزیابی ¬لرزه¬ای ساختمان¬ها در نیوزلند (دستور العمل NZSEE ) 31
2-9-1 اهداف عملکردی 31
2-9-2 معیارهای عملکردی 32
2-9-3 حالت حدی نهایی، معیاری برای عملکرد قابل قبول 33
فصل سوم جزئیات روش¬های تحلیل آسیب¬پذیری سازه¬های فولادی
34
3-1 روش تحلیل آسیب¬پذیری در FEMA356 34
3-1-1 سطوح عملکرد 34
3-1-2 سطوح خطر زلزله 36
3-2 تحلیل استاتیکی غیرخطی در FEMA 356 37
3-2-1 توزیع بار جانبی 38
3-2-2 مدل رفتار دو خطی نیرو– تغییرمکان سازه 39
3-2-3 زمان تناوب اصلی موثر 40
3-3 پیشنهادات مطرح شده درFEMA440 برای اصلاح روش‌های تحلیل استاتیکی غیرخطی 43
3-3-1 بردار بار منفرد 44
3-3-2 محدودیت بر روی مقاومت به دلیل کاهش مقاومت ناشی از اثرات P-Δ در یک سیکل 45
3-3-3 حداکثر نسبت تغییر مکان (ضریب C1) 48
3-3-4 اصلاح برای در نظر گرفتن کاهش سختی و مقاومت سیکلی(ضریب C2) 48
3-4 تحلیل دینامیکی افزاینده (IDA) 50
3-4-1 جزییات مربوط به انجام آنالیز 51
3-4-1-1 معیار فروریزش در سازه 51
3-5 دستورالعمل ارزیابی لرزه¬ایی ساختمان¬ها در نیوزلند (دستورالعمل NZSEE ) 54
3-5-1 طیف پاسخ شتاب 56
3-5-2 روش مبتنی بر تغییر مکان 57
3-5-3 روش مبتنی بر نیرو 60
3-5-4 تشریح روش ارزیابی لرزه¬ایی ساختمان¬ها 62
3-5-4-1 مقاومت¬های خمشی و برشی محتمل 62
3-5-4-2 مکانیزم¬های غیرارتجاعی قاب و ظرفیت نیروی جانبی ناشی از زلزله 52
3-5-4-2-1 روش تحلیل مکانیزم¬های جانبی ساده شده (SLaMA) 65
3-5-4-2-2 استفاده از تحلیل پوش آور 74
3-5-5 تعیین زمان تناوب سازه 75
3-5-6 تعیین ضریب مقیاس طیف غیرالاستیک در روش نیرویی 76
3-5-7 تقاضای تغییرمکان سازه در روش ارزیابی لرز¬ه¬ایی تغییر مکانی 77
فصل چهارم : مدل سازی و تحلیل آسیب-پذیری سازه ها
80
4-1 مشخصات سازه¬های طراحی شده 80
4-2 معرفی نرم افزارOpenSees 81
4-2-1 مزیت¬های نرم¬افزار OPENSEES 86
4-2-2 تقسیم بندی مدل¬ها در OpenSees 87
4-2-3 روش های تحلیل موجود در OpenSees 88
4-2-4 بخش های مختلف مدل سازی در OpenSees 88
4-3 ارزیابی لرزه¬ای قاب 3 طبقه 89
4-3-1 ارزیابی لرزه¬ای قاب 3 طبقه به روش آیین نامه نیوزلند 91
4-3-1-1 محاسبه ظرفیت سازه به روش SLaMA 91
4-3-1-2 محاسبه تقاضا به روش ارزیابی تغییرمکانی قاب 3 طبقه 91
4-3-1-3 محاسبه تقاضا قاب 3 طبقه به روش نیرویی 98
4-3-2 روش ارزیابی عملکرد FEMA 356 قاب 3 طبقه 100
4-3-3 تحلیل دینامیکی غیرخطی 101
4-3-3-1 انتخاب شتاب¬نگاشت¬ها 103
4-3-4 تحلیل دینامیکی افزاینده(IDA) 107
4-4 ارزیابی لرزه¬ایی قاب 5 طبقه 111
4-4-1 ارزیابی لرزه¬ای قاب 5 طبقه به روش آیین نامه نیوزلند 111
4-4-1-1 محاسبه ظرفیت قاب 5 طبقه به روش SLaMA 111
4-4-1-2 برآورد تقاضا قاب 5 طبقه به روش تغییرمکانی 117
4-4-1-3 محاسبه تقاضا قاب 5 طبقه به روش نیرویی 118
4-4-2 روش ارزیابی عملکرد FEMA 356 قاب 5 طبقه 119
4-4-3 تحلیل دینامیکی غیرخطی قاب 5 طبقه 121
4-4-4 تحلیل دینامیکی افزاینده(IDA) قاب 5 طبقه 122
4-5 ارزیابی لرزه¬ایی قاب 8 طبقه 127
4-5-1 ارزیابی لرزه¬ای قاب 8 طبقه به روش آیین نامه نیوزلند 127
4-5-1-1 محاسبه ظرفیت قاب 8 طبقه به روش SLaMA 127
4-5-1-2 برآورد تقاضا قاب 8 طبقه به روش تغییرمکانی 131
4-5-1-3 محاسبه تقاضا قاب 8 طبقه به روش نیرویی 133
4-5-2 روش ارزیابی عملکرد FEMA 356 قاب 8 طبقه 134
4-5-3 تحلیل دینامیکی غیرخطی قاب 8 طبقه 135
4-5-4 تحلیل دینامیکی افزاینده(IDA) قاب 8 طبقه
137
فصل پنجم نتایج و پیشنهادات
141
5-1 نتایج 141
5-2 پیشنهادات برای ادامه کار 146
پیوست 147
مراجع 155
چکیده:
یکی از گام¬های مؤثر در فرآیند بهسازی و مقاوم¬سازی لرزه¬ای ساختمان¬ها، تعیین میزان آسیب¬پذیری سازه¬ها به شمار می¬رود. از آن¬جا که روش¬های موجود برای تحلیل آسیب¬پذیری سازه¬ها اغلب پیچیده بوده و هیچ محدودیتی برای ساختمان¬های کوتاه مرتبه، میان مرتبه و بلند مرتبه در آن¬ها در نظر گرفته نشده¬است، از این رو در این تحقیق سعی بر آن است که روش¬های موجود به نحوی ساده¬سازی گردند که برای تحلیل آسیب¬پذیری ساختمان¬های متداول فولادی کاربرد داشته باشد. از طرفی این ساده¬سازی باید به گونه¬ای باشد که بتواند آسیب¬پذیری سازه را براساس ظرفیت واقعی آن تعیین کند. برای این منظور، در این تحقیق از روش تحلیل مکانیزم¬های جانبی ساده¬شده (SLaMA) که در دستورالعمل NZSEE (نشریه جامعه مهندسین زلزله نیوزلند) ارائه شده¬است، استفاده می¬گردد.
در این تحقیق 3 ساختمان قاب خمشی فولادی که براساس آئین¬نامه¬های موجود در کشور طراحی شده¬اند، مورد بررسی قرار گرفته¬است. سپس این ساختمان¬ها با روش¬های پوش¬آور و براساس معیارهای عملکردی که در دستورالعمل¬های FEMA-356 آمده¬است مورد ارزیابی قرار می¬گیرند. پس از آن، قاب¬های مورد نظر را به کمک روش SLaMA که یک روش حل دستی است، مورد بررسی قرار می¬دهیم. در ادامه، سازه¬های مورد نظر تحت آنالیزهای تاریخچه زمانی تحلیل می¬شوند تا در آنها شاخص خسارت پارک و انگ محاسبه گردد. در تمامی این تحلیل¬ها معیار بررسی خرابی سازه¬ها شکست اولین مفصل در اعضای سازه¬ای براساس سطح عملکرد آنها (که در دستورالعمل FEMA-356 سطح CP مدنظر است) می¬باشد. سپس قاب¬ها تحت آنالیز دینامکی غیرخطی افزاینده (IDA) قرار می¬گیرند تا بتوان سطح عملکرد فروریزش را در سطح شکست کلی سازه مورد ارزیابی قرار داد.
در نهایت روش¬های موجود و از جمله روش SLaMA را به کمک پارامتری به نام که حداکثر شتاب زمین¬لرزه را که منجر به خرابی مورد نظر در سازه می¬شود، با یکدیگر مقایسه می¬نماییم. مقایسه نتایج بدست آمده نشان می¬دهد که علاوه بر این که این روش کارایی لازم را دارد ، پیچیدگی های روش های متداول به خصوص تحلیل های استاتیکی و دینامیکی غیر خطی را نیز ندارد. همچنین از دقت مناسبی برای ارزیابی آسیب پذیری برخوردار است.
کلمات کلیدی: تحلیل آسیب¬پذیری لرزه¬ای، ساختمان قاب خمشی فولادی، تحلیل مکانیزم¬های جانبی ساده¬شده،FEMA356 .
