کتاب آسیب‌پذیری سازه‌های نامنظم و مهاربند CBF

کتاب آسیب‌پذیری سازه‌های نامنظم و مهاربند CBF

149,000 تومان

تعداد صفحات

105

شابک

978-622-378-298-5

فهرست
عنوان صفحه
مقدمه 9
فصـل اول 15
تعریف مسئله 15
دیافراگم صلب (Rigid) 18
دیافراگم نیمه صلب 18
دیافراگم انعطاف‌پذیر 19
جنبهی نوآوري موضوع مورد مطالعه 19
هدف مطالعه 19
متغيرهاي مورد بررسي در قالب یک مدل مفهومی و شرح اندازه‌گیری متغیرها 21
روش گردآوري داده‏ها 21
روش‌ها و ابزار تجزيهوتحليل داده‏ها 21
ساختار کتاب 22
فصـل دوم 23
مبانی اساسی 23
شناخت اجزای دیافراگم 23
نیروی وارد بر دیافراگم 27
معرفی دیافراگم صلب و نیمه صلب 30
مطالعات 31
فصـل سوم 37
روش‌شناسی 37
آشنايي با روش اجزاء محدود 37
معرفی برنامه‌ی مدلسازی 38
قابلیتهای کلیدی نرمافزار SAP200 39
معرفی بادبند CBF 39
معرفی روش مطالعه 42
معرفی مشخصات مصالح مصرفی 44
معرفی مشخصات آییننامههای بارگذاری 44
معرفی مشخصات آیین‌نامههای طراحی 44
معرفی مشخصات بارگذاری 45
بارگذاری مرده و زنده‌ی طبقات 45
فصـل چهارم 47
تحلیل و ارائه‌ی خروجی مدل مورد مطالعه 47
معرفی روند مدلسازی 47
طراحی دیافراگم صلب سقف 56
طراحی اعضای جمعکننده 65
طراحی دیافراگم نیمه صلب 65
طراحی دیافراگم انعطافپذیر 65
معرفی رکورد زلزله 66
تحلیل دینامیکی تاریخچه‌ی زمانی (TIME-HISTORY) 67
روند انجام تحلیل تاریخچه‌ی زمانی 67
صحت‌سنجی 70
نتایج خروجی حاصل از تحلیل استاتیکی غیرخطی و دینامیکی تاریخچه‌ی زمانی خطی 72
پاسخ دینامیکی ناشی از تحلیل استاتیکی غیرخطی و تحلیل تاریخچه‌ی زمانی خطی نمونهی A (ساختمان منظم) 72
پاسخ دینامیکی ناشی از تحلیل استاتیکی غیرخطی و تحلیل تاریخچه‌ی زمانی خطی نمونه‌ی B (ساختمان نامنظم) 74
مقایسه‌ی نتایج تحلیل استاتیکی غیرخطی (NSP) و تحلیل دینامیکی تاریخچه‌ی زمانی مدل A و B 76
مقایسه‌ی نتایج تحلیل استاتیکی غیرخطی (NSP) مدل A و B 76
مقایسه‌ی نتایج تحلیل دینامیکی تاریخچه‌ی زمانی مدل A و B (ساختمان منظم و نامنظم) 77
نتایج حاصل از اثر صلبیت دیافراگم بر رفتار سازه‌ی نامنظم 79
نتایج حاصل از اثر بادبند CBF 82
تحلیل استاتیکی پوشآور (NSP) 84
فرآیند تحلیل استاتیکی غیرخطی (NSP) در نرمافزار 85
روش‌های تعیین نقطه‌ی عملکرد 86
روش اصلاح جابه‌جايي يا ضريب جابه‌جايي 86
روش خطي‌سازي معادل يا طيف ظرفيت 86
توزیع بار جانبی در تحلیل پوشآور 87
فرضیات روش تحلیل استاتیکی غیرخطی پوشآور (NSP) 90
مبانی نحوه‌ی دوخطی کردن منحنی پوشآور 92
روش پریستلی و پاولی 92
پارامترهای مؤثر بر مقدار ضریب رفتار 94
ضریب اضافه مقاومت 94
درجه‌ی نامعینی 94
مقاومت مصالح مصرفی 95
ضوابط آیین‌نامه‌ای 95
اثرات اجزای غیرسازه‌ای 95
فرضیات محافظه‌کارانه 96
فصـل پنجم 99
نتیجهگیری 99
پیشنهادات 101
منـابع و مآخـذ 103

 

 

در بین مراحل مختلفی که یک ساختمان برای پایداری در برابر زلزله مورد مطالعه قرار می گیرد، مرحله اتخاذ تصمیم درمورد تعیین پیکربندی و شکل مشخصات هندسی ساختمان، نظیر اندازه ها در نقشه، ارتفاعات و موقعیت و اهمیت عناصر نامنظم، نوع و وضعیت اجزاء سازه ها‌، نظیر دیوارها، ستون ها، قفسه های پله یا اسانسور و نیز طبیعت و طرز قرار گیری اجزاء غیر سازه ای است در این مرحله، آنچه که بیش از همه مد نظر است شناسایی پیکربندی هایی است که احتمالا بر واکنش ساختمان در برابر زلزله اثر می گذارند [1].
هرچه اشکال ساختمان منظم تر و توزیع جرم ها و سختی ها در سطح افق (پلان)، متقارن تر باشد، مقاومت احتمالی آن در برابر زلزله افزایش خواهد یافت. اغلب ساختمان هایی که دارای پیکربندی نامنظم اند، در مقابل زلزله خسارت بیشتری می بینند. بهترین روش ها، مشارکت تمام اجزا اسکلت در جذب و استهلاک نیروهایی است که در اثر زلزله به ساختمان وارد می شود. توجه به اینکه کشور ایران در روي کمربند الپ- هیمالیا قرار دارد، در طول سال زلزله هاي مختلفی در نقاط مختلف آن به وقوع می پیوندد و ائین نامه 2800 ایران اکثر شهرهاي پر جمعیت کشور را با خطر نسبی زیاد و بسیار زیاد معرفی کرده است. با گسترش تکنولوژی و شهرنشینی، ساختمان‌های با طرح های متنوع معماری طراحی و اجرا می‌شوند. بعضی از این ساختمان‌ها بدلیل پیچیدگی معماری آن دارای نامنظمی بوده و در طراحی لرزه‌ای این سازه‌ها باید به تبعات نامنظمی آن‌ها توجه ویژه داشت. بررسی میدانی زلزله‌های اخیر نشان داده‌اند که سازه‌های نامنظم خسارت بیشتری نسبت به سازه‌های منظم می‌بینند. نامنظمی‌های موجود در سازه به دو بخش نامنظمی در پلان و نامنظمی در ارتفاع تقسیم می‌شود. در این بین، نامنظمی پیچشی که از نوع نامنظمی در پلان می‌باشد، باعث خسارت سنگین به سازه‌ها می‌شود. در سازه‌هایی که نامنظم هستند، هنگامی ‌که مرکز جرم و مرکز سختی برهم منطبق نباشند و در معرض حرکت انتقالی زمین قرار گیرند، سیستم سازه ای علاوه بر حرکت جانبی دارای حرکت پیچشی نیز خواهد بود. نامنظمی پیچشی در ویرایش جدید آیین نامه 2800 زلزله ایران (ویرایش چهارم) در گروه بندی های ساختمان بر حسب نظم سازه ای، برای نامنظمی در پلان یکی از موارد مهم، نامنظمی پیچشی می باشد بدین صورت که در مواردی اگر حداکثر تغییر مکان نسبی در یک انتهای ساختمانی در هر طبقه با احتساب پیچش تصادفی، بیشتر از 20 درصد متوسط تغییر مکان نسبی در دو انتهای ساختمان در آن طبقه است نامنظم حساب می شوند ودر مواردی که این اختلاف از 40 درصد تجاوز کند، اثرش نسبتا زیاد بوده ونامنظمی پیچشی شدید نامیده می شود که نامنظمی پیچشی تنها در مواردی که دیافراگم کف صلب یا نیمه صلب هستند کاربرد دارد. این آیین نامه ضرایبی را برای افزایش بار جانبی زلزله بر اساس شدت نامنظمی پیچشی در نظر گرفته است که یکی از اهداف این مطالعه بررسی دقت این ضرایب می باشد.[2]
لازم به ذکر است که مقدار پیچش دینامیکی در سازه‌ها بیشتر از مقدار پیچشی استاتیکی می‌باشد که دلیل این موضوع، تاثیر پارامترهای دینامیکی در مقدار پیچشی می‌باشد. از طرفی دیگر رفتار غیرخطی مصالح می‌تواند در تشدید تاثیرات منفی ناشی از پیچش نقش بسزایی داشته باشد. از آنجایی که در اغلب طراحی‌ها صورت گرفته توسط آیین‌نامه‌ها، طراحی لرزه‌ای با فرض رفتار خطی مصالح و سازه صورت می‌گیرد، از این رو از تاثیرات غیرخطی شدگی مصالح صرفه‌نظر می‌شود. با توجه به اینکه سازه‌ها در فاز غیر حطی رفتار پیچیده‌ای از خود نشان می‌دهند، امکان ایجاد شرایط بحرانی‌تر برای پیچش ایجاد شده در سازه، با فرض رفتار الاستوپلاستیک مصالح سازه‌ای وجود دارد. از طرفی دیگر تحلیل‌های دینامیکی، با توجه به محتوای فرکانسی خود می‌توانند این تاثیرات را تشدید کنند. از این رو بررسی عملکرد سازه‌های با نامنظمی پیچشی و با فرض رفتار غیرخطی و مقایسه آن با تحلیل‌های خطی رایج می‌تواند ابهامات در این خصوص را برطرف کند .[3]
دال های تخت صرفا برای تحمل بارهای قائم طراحی می شوند و سیستم های باربر جانبی وظیفه تحمل نیروهای جانبی ناشی از زلزله را دارند، با این وجود برش های چشمگیری در محل اتصال دال به ستون به وجود می آید.
عمده ساختمانها در محدود نزدیک به گسل های فعال قرار دارند .[4]
در میان ویژگی های مختلف انواع سقف ها نظیر:
• مقدار دهانه مجاز قابل پوشش
• مقدار لرزش و ارتعاش
• بار مرده تحمیلی به سازه
• مقاومت در برابر حریق
• مقدار خیز
• و …
نحوه‌ی عملکرد آن در حین زلزله، یعنی توزیع نیروی زلزله بین عناصر باربر جانبی (که از آن به عنوان عملکرد دیافراگم کف سازه یاد می شود)، از اهمیّت ویژه ای برخوردار است؛ چرا که تامین رفتار پیش ­بینی شده در سازه به میزان بسیار زیادی به این بستگی دارد که صلبیت دیافراگم در ایتبس را چگونه در نظر بگیریم؟ صلب، نیمه صلب و یا منعطف؟ گرچه که در روال طراحی ساختمان در ایران، کنترل صلبیت سقف ها چندان مورد توجه نمی‌باشد و مهندسین بدون هیچ کنترلی، سقف های رایج نظیر تیرچه بلوک، دال بتنی، عرشه فولادی و … را به عنوان دیافراگم صلب در نظر گرفته و محاسبات را بر مبنای این فرض انجام می دهند. تعیین مقدار صلبیّت دیافراگم، به عنوان اولین جبهه ­ای که با نیروی زلزله درگیر است، از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است؛ چرا که پس از توزیع برش پایه در ارتفاع ساختمان و تعیین نیروی جانبی طبقات، برش هر طبقه بین عناصر باربر جانبی آن طبقه توزیع می گردد. این توزیع نیروی جانبی که کاملاً تابع صلبیت دیافراگم است، مقدار باربری لرزه ای هر المان باربر لرزه ای را مشخص خواهد کرد که توزیع صحیح آن برای طراحی المان های باربر قائم امری حیاتی است.

دیافراگم ها بر اساس میزان صلبیت خود به 3 دسته ی زیر قابل تقسیم اند :[5]
• دیافراگم صلب
• دیافراگم نیمه­ صلب
• دیافراگم انعطاف­ پذیر

دیافراگم صلب (Rigid)
در این نوع دیافراگم سختی داخل صفحه­ ی دیافراگم بسیار زیاد بوده و تغییر شکل های خمشی تحت بار زلزله بسیار جزئی (که در تحلیل و مدل سازی قابل صرف نظر کردن است) در دیافراگم ایجاد می شود. به عبارت ­دیگر سختی دیافراگم به قدری زیاد است که با بستن المان های متصل به دیافراگم به همدیگر، درجات آزادی درون صفحه ی دیافراگم را به 3 درجه (2 درجه انتقال افقی و یک درجه پیچشی) محدود می کند. از همین رو نیروی جانبی زلزله را به صورت یک بار متمرکز در مرکز جرم طبقه قابل اعمال خواهد بود. متمرکز کردن نیروی زلزله، سبب کاهش محاسبات (کوچک تر شدن ماتریس سختی) و سبک ­تر شدن محاسبات در حین تحلیل خواهد ­شد .[5]

دیافراگم نیمه صلب
در این نوع دیافراگم هر دو سیستم باربر جانبی افقی و قائم بر هم دیگر تاثیرگذار هستند. لذا باید به صورت دقیق و با جزئیات کامل مدل سازی شوند تا اندرکنش این دو قسمت به طور کامل دیده شود. به همین خاطر مدل سازی این نوع دیافراگم صرفاً در نرم افزار هایی مانند ایتبس قابل انجام است. هر چند وجود اثر متقابل این دو سیستم باربر جانبی و دیده شدن آن در مدل سازی، این نوع دیافراگم را به نزدیک ترین مدلی که با واقعیتِ اجرایی دیافراگم تطابق دارد، بدل کرده است ولی افزایش حجم محاسبات و نزدیکی زیاد نتایج حاصل از تحلیل آن به نتایج حاصل از تحلیل دیافراگم صلب، سبب شده است جز در موارد خاص، استفاده از این نوع دیافراگم چندان مورد توجه نباشد.

دیافراگم انعطاف‌پذیر
بر خلاف دیافراگم های صلب، سختی درون صفحه این دیافراگم بسیار کم بوده و دچار تغییر شکل های خمشی داخل صفحه¬ ی قابل ملاحظه ای می گردد. برای محاسبات نیروی های ایجاد شده در دیافراگم و توزیع بار جانبی بین المان های لرزه بر بایستی به مدل سازی دقیق نرم افزاری در ایتبس روی آورد .[6]
به نظر شما در گذشته که نرم افزار های دقیق تحلیل و طراحی سازه وجود نداشت، برای توزیع نیروی زلزله در دیافراگم انعطاف پذیر، از چه روشی استفاده می‌شد؟ در جواب می‌گوییم که در این موارد مهندسین به عنوان یک روش تقریبی دستی در محاسبات، سهم هر قاب باربر جانبی از برش طبقه را برابر سطح بارگیر آن قاب از بارهای ثقلی در نظر می‌گرفتند که امروزه نیز کاربرد دارد. لازم به ذکر است که این روش بیشتر برای پلان هایی مفید است که بازشو های بزرگ و نزدیک هم نداشته و پلان از منظمی نسبی برخوردار باشد [6].

جنبه‌ی نوآوري موضوع مورد مطالعه
از مهمترین جنبه‌های نوآوری مطالعه‌ی حاضر، بررسی و ارزیابی دقت توصیه‌های بحث نامنظمی پیچشی در ویرایش جدید آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله برای ساختمان‌ها بتنی مجهز به مهاربند CBF با استفاده از تحلیل دینامیکی غیر خطی و استفاده از شتابنگاشتهای زلزله میباشد. همچنین در این مطالعه تاثیر کف از نظر صلب یا انعطاف پذیر بودن بر رفتار لرزه ای و آسیب پذیری این ساختمان ها پرداخته می‌شود.

هدف مطالعه
• بررسی تاثیر صلیبت دیافراگم کف بر آسیب پذیری سازه های نامنظم بتنی مجهز به مهاربند CBF

بهره‏وران
• مراکز دانشگاهی و علمی
• سازمان های دولتی و شرکت هایی که در امر فعالیت های عمرانی مشغول به کار هستند نظیر وزارت نیرو، وزارت جهاد کشاورزی، وزارت راه و شهرسازی و شهرداری های کل کشور

فرضيه‏هاي مطالعه
• بتن را ماده همگن در نظر می گیریم و رفتار کششی و فشاری آن نیز متفاوت بوده.
• مقاومت فشاری بتن را 25 مگاپاسکال در نظر می گیریم.
• میلگرد را از نوع AIII مطابق با آیین نامه مبحث 9 بتن ایران در نظر می گیریم.

روش مطالعه
ابتدا با بررسی کتاب ها در کتابخانه ها و پایان نامه ها در دانشگاه ها و مقالات موجود در فضای مجازی منابع و روش های ارائه شده موجود را بررسی می کنیم و با الهام گرفتن از آنها مدل سازی نرم افزاری خود را با نرم افزارSAP2000 انجام می دهیم. روش مطالعه در این کتاب به این صورت می باشد که به منظور بررسی تاثیر صلیبت دیافراگم کف بر آسیب پذیری سازه های نامنظم بتنی مجهز به مهاربند CBF ابتدا دو مدل سازه ساختمانی¬که یکی منظم و دیگری نامنظم هندسی می باشد را در نرم افزار سپ 2000 مدلسازی می-کنیم. سپس رفتار هر یک از این مدل ها، در حالت منظم و نامنظم ¬توسط نرم افزار اجزای محدود مورد بررسی مقایسه قرار می دهیم.

متغيرهاي مورد بررسي در قالب یک مدل مفهومی و شرح اندازه‌گیری متغیرها
• بررسی اثر تاثیر مهاربند های CBF
• اثر تاثیر اثر پارمتر منظمی و نامنمی در پلان هندسی

روش گردآوري داده‏ها
• استفاده از کتابخانه ها
• مقالات موجود در اینترنت

جامعه آماري، روش نمونه‏گيري و حجم نمونه
• جداول و نمودارها

روش‌ها و ابزار تجزيه‌وتحليل داده‏ها
• برای مدل سازی از نرم افزار SAP2000 استفاده می شود
• برای تجزیه و تحلیل از نرم افزارExcel استفاده می شود.
برنامه SAP2000 یک نرم افزار عددی پیشرفته است که با استفاده از المان های متعدد و متنوعی که در آن موجود می باشد و با قابلیت های تحلیلی بسیار بالا قادر است انواع آنالیزهای مختلف در حالت خطی و غیر خطی را انجام دهد به طوری که می توان هم مصالح و هم هندسه سازه را بصورت خطی و غیر خطی مدل کرد. روش اساسی در این نرم افزار روش المان محدود استاندارد است.

فرضيه‏ها
• فولاد از جنس St 37 می¬باشد.
• رفتار فولاد به ورت دو خطی می باشد.
ساختار کتاب
مطالب این کتاب در پنج فصل تهیه و تنظیم شده است، فصل اول به تعریف و بیان مسله و اهداف مطالعه اختصاص داده شد. در فصل دوم به مفاهیم اساسی و پیشینه ی مطالعات انجام شده در زمینه بررسی تاثیر صلیبت دیافراگم کف بر آسیب پذیری سازه های نامنظم بتنی مجهز به مهاربند CBF اشاره شد. فصل سوم به تشریح کامل تحلیل نرم افزاری این مطالعه اختصاص یافته است. در این فصل نمونه های مورد تحلیل به طور کامل معرفی شدند و در مورد نحوه ساخت این مدل ها در نرم افزار توضیحات کامل داده شد. فصل چهارم به ارائه و تجزیه و تحلیل داده های به دست آمده از نرم افزار اختصاص داده شد که تحت اثر پارامترهای موثر مورد مطالعه قرار گرفتند. فصل پنجم به ارائه نتایج حاصل شده و پیشنهاداتی برای انجام مطالعات بعدی در راستای این مطالعه، اختصاص یافت و در انتها لیست مراجع آمده است.

تعداد صفحات

105

شابک

978-622-378-298-5

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

.فقط مشتریانی که این محصول را خریداری کرده اند و وارد سیستم شده اند میتوانند برای این محصول دیدگاه(نظر) ارسال کنند.