متن کامل: پایان نامه عمران زلزله:مطالعه عملکرد لرزه¬ای قاب¬های خمشی بتن مسلح دارای طبقه نرم و تاثیر آن در شکست¬های میان طبقه¬ای سازه¬های میان مرتبه

پایان نامه

دانشکده مهندسی آب و محیط زیست پردیس فنی و مهندسی عباسپور

 

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی عمران

گرایش مهندسی زلزله

 

 

عنوان

 

مطالعه پیرامون عملکرد لرزه­ای قاب­های خمشی بتن مسلح دارای طبقه نرم و تاثیر آن در شکست­های میان طبقه­ای سازه­های میان مرتبه

استاد راهنما:

دکتر نعمت حسنی

 

 

تابستان 93

 

 

 

 

بخش هایی از متن پایان نامه :

چکیده:

یکی از شایع­ترین معضلات حال حاضر ساختمان­های ساخته شده و یا در حال ساخت در ایران، افزایش ارتفاع یک طبقه نسبت به سایر طبقات بوده که پیش روی زلزله به شدت آسیب­پذیر می­باشند. در این پایان­نامه، دو قاب خمشی بتن مسلح با تعداد طبقات 7 و 9 که دارای طبقه­ی نرم (ایجاد شده در اثر افزایش ارتفاع) هستند، مدل گردید، که 48 مدل تحت تحلیل دینامیکی طیفی و 48 مدل تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی و کلاً 96 مدل مورد واکاوی قرار گرفتند. در نهایت این نتیجه حاصل گردید که قرارگیری طبقه نرم در طبقات پایینی تا ارتفاع میانی سازه بسیار خطرناک می باشد. کم خطر­ترین موقعیت برای طبقه نرم، قرارگیری در دو طبقه آخر می­باشد. اما زیرا نمی­توان برای مصارفی زیرا پارکینگ و یا تجاری، طبقه نرم را در طبقه آخر قرار داد، بایستی در صورت قرارگیری طبقه نرم در این طبقات، مقاوم­سازی طبقات نرم بسیار جدی گرفته شوند.

 

کلمات کلیدی

زلزله، طبقه نرم، قاب خمشی بتن مسلح، تحلیل دینامیکی خطی طیفی، تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش­آور)

 

 

 

 

 

 

فهرست مطالب

فصل اول: تئوری مساله

-11- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………2

1-2- اهمیت موضوع………………………………………………………………………………………………………………..5

1-3- تعریف طبقه نرم………………………………………………………………………………………………………………..6

1-4- سابقه طبقه نرم در آیین­نامه­های مختلف………………………………………………………………………………..6

1-5- مروری بر پیشینه تحقیقاتی…………………………………………………………………………………………………15

1-6- ویژگی­­های طبقه نرم………………………………………………………………………………………………………..18

1-7- عوامل موثر بر ایجاد طبقه نرم…………………………………………………………………………………………….19

1-7-1- اثر میانقاب­ها و دیوارهای جدا کننده………………………………………………………………………………20

1-7-2- اثر ارتفاع…………………………………………………………………………………………………………………..23

1-8- چگونگی طراحی برای جلوگیری از ایجاد طبقه نرم………………………………………………………………24

1-9- تجزیه و تحلیل نیروهای وارد به طبقه نرم…………………………………………………………………………….25

1-10- علت و مکانیسم خرابی…………………………………………………………………………………………………..27

1-11- عوامل موثر در تشدید خرابی…………………………………………………………………………………………..31

1-12- خرابی­های مشابه خرابی­های سازه­های دارای طبقه نرم………………………………………………………….32

1-13- فصل­های مختلف پژوهش………………………………………………………………………………………………36

 

فصل دوم: کلیات مدلسازی

2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………38

2-2- معرفی قاب­های مورد مطالعه……………………………………………………………………………………………38

2-3- محاسبه ضریب زلزله در قاب­های مورد مطالعه……………………………………………………………………..40

فصل سوم: تحلیل طیفی

3-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………44

3-2- محاسبه میزان سختی طبقه در قاب­های مدلسازی شده…………………………………………………………….44

3-3- واکاوی دینامیکی خطی طیفی………………………………………………………………………………………………46

3-4- اثر طبقه نرم بر جابجایی سازه…………………………………………………………………………………………….49

3-5- اثر طبقه نرم بر دریفت سازه……………………………………………………………………………………………….56

3-6- اثر طبقه نرم بر نيروهاي داخلي سازه…………………………………………………………………………………..62

3-7- اثر طبقه نرم بر زمان تناوب مودهای سازه…………………………………………………………………………….73

3-8- صحت­سنجی…………………………………………………………………………………………………………………77

 

فصل چهارم: تحلیل استاتیکی غیرخطی

4-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………80

4-2- واکاوی استاتیکی غیرخطی………………………………………………………………………………………………….80

4-3- روش ضرایب فما 356……………………………………………………………………………………………………..81

4-3-1- محاسبه ضرایب فما 356 و جابجایی هدف………………………………………………………………………86

4-3-2- مدول رفتار دوخطی نیرو-تغییر مکان در استاندارد فما 356………………………………………………….87

4-4- الگوی بار جانبی…………………………………………………………………………………………………………….87

4-5- سطوح عملکرد لرزه­ای سازه……………………………………………………………………………………………88

4-6- نحوه مدلسازی برای تحلیل استاتیکی غیرخطی (پوش­آور)……………………………………………………..89

4-7- تجزیه و تحلیل نمودارها…………………………………………………………………………………………………..90

4-7-1- تاثیر حرکت طبقه نرم به سمت بالا بر منحنی ظرفیت سازه…………………………………………………91

4-7-2- تاثیر افزایش ارتفاع طبقه نرم بر منحنی ظرفیت سازه…………………………………………………………98

4-7-3- چگونگی پخش مفاصل پلاستیک در سازه…………………………………………………………………….102

4-8- صحت سنجی……………………………………………………………………………………………………………….105

 

فصل پنجم: تاثیر خرابی طبقه نرم بر محیط زیست

5-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………….107

5-2- تاثیر سازه­های بتنی دارای طبقه نرم بر آلودگی هوا پس از زلزله……………………………………………..108

5-3- کاربرد نانوتکنولوژی برای کنترل ذرات معلق و جلوگیری از آلودگی هوا……………………………….111

 

فصل ششم: جمع­بندی و ارائه پیشنهاد

6-1- اختصار و جمع­بندی………………………………………………………………………………………………………115

6-2- نتایج…………………………………………………………………………………………………………………………..116

6-3- پیشنهادهایی جهت ادامه کار……………………………………………………………………………………………120

 

منابع…………………………………………………………………………………………………………………………121

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

فصل اول: تئوری مساله

شکل 1-1: نحوه انتقال انرژی زلزله به سازه…………………………………………………………………………………….3

شکل 1-2: ایجاد تغییر مکان جانبی ماندگار 6 درجه­ای در اثر پدیده نرم………………………………………………4

شکل 1-3: نمونه­ای از خرابی ناشی از پدیده طبقه نرم در ژاپن……………………………………………………………4

شکل 1-4: شکست طبقه نرم به علت حذف میانقاب­ها……………………………………………………………………..5

شکل 1-5: زلزله 1382 بم: مدفون شدن 3 طبقه از ساختمان در اثر پدیده طبقه نرم………………………………….8

شکل 1-6: زلزله 1382 بم؛ ایجاد تغییر شکل ماندگار به علت طبقه نرم……………………………………………….9

شکل1-7: زلزله 1994 نورتریج؛ خرابی ساختمان در اثر پدیده طبقه نرم……………………………………………..10

شکل 1-8: شکست طبقه پنجم از ساختمان 8 طبقه……………………………………………………………………….. 11

شکل 1-9: کوبه 1995 …………………………………………………………………………………………………………… 11

شکل 1-10: سطح آسیب وارده به سازه­های با طبقه همکف باز در زلزله 1995 کوبه…………………………….11

شکل 1-11: زلزله 1999 کوجائلی …………………………………………………………………………………………….13

شکل 1-12: زلزله 1999 دوزجه……………………………………………………………………………………………….13

شکل 1-13: زلزله 2003 بینگول؛ شکستن ستون­های طبقه همکف در اثر پدیده نرم……………………………..13

شکل 1-14: زلزله 2008 چین؛ ایجاد تغییر شکل ماندگار در ستون……………………………………………………14

شکل 1-15: زلزله 2002 بهوج؛ شکستن ستون­ها در اثر پدیده طبقه نرم………………………………………………15

شکل 1-16: انعطاف پذیری بیش از حد طبقه نرم در مقایسه با سایر طبقات…………………………………………18

شکل 1-17: ایجاد مکانیسم طبقه در ساختمان در حال ساخت در آستانه ریزش (ایتالیا، 1976)………………19

شکل 1-18: تغییر شکل ناشی از طبقه نرم……………………………………………………………………………………..20

شکل 1-19: مقایسه سازه واقعی و سازه طراحی شده در واقعیت……………………………………………………….22

شکل 1-20: چگونگی عملکرد سازه دارای طبقه نرم در زلزله………………………………………………………….23

شکل 1-21: چگونگی عملکرد سازه دارای طبقه نرم در زلزله………………………………………………………….24

شکل 1-22: منحنی ظرفیت سازه………………………………………………………………………………………………..26

شکل 1-23: مقایسه رفتار قاب­های مختلف…………………………………………………………………………………..26

شکل 1-24: فرآیند خرابی سازه دارای طبقه نرم…………………………………………………………………………….29

شکل 1-25: چیدمان نامتقارن دیوار در پلان………………………………………………………………………………….32

شکل 1-26: ترکیب طبقه نرم و پیچش………………………………………………………………………………………..32

شکل 1-27: ضوابط مربوط به خاموت­ها………………………………………………………………………………………33

شکل1-28: طراحی غلط بر اساس تیر قوی-ستون ضعیف……………………………………………………………….34

شکل1-29: مقایسه دو نوع طراحی متفاوت…………………………………………………………………………………..35

شکل 1-30: خرابی ناشی از طراحی غلط بر اساس تیر قوی-ستون ضعیف………………………………………….35

 

فصل دوم: کلیات مدلسازی

شکل 2-1: تصویر مدلسازی شده قاب 7 و 9 طبقه­ی دارای طبقه نرم، در حالی که طبقه نرم در طبقه اول قرار دارد………………………………………………………………………………………………………………………………………39

 

فصل سوم: تحلیل طیفی

شکل 3-1: تغییر شکل قاب 7 طبقه در اثر نیروی زلزله، در حالی که طبقه نرم در طبقات سازه جابجا می گردد………………………………………………………………………………………………………………………………….47

شکل 3-2: تغییر شکل قاب 9 طبقه در اثر نیروی زلزله، در حالی که طبقه نرم در طبقات سازه جابجا می گردد………………………………………………………………………………………………………………………………….48

شکل 3-3: مشخصات قاب مدل شده توسط یوسف دینار………………………………………………………………..81

 

فصل چهارم: تحلیل استاتیکی غیرخطی

شکل 4-1: روش ضرایب برای تعیین جابجایی هدف……………………………………………………………………..85

شکل 4-2: معادل­سازی منحنی پوش­آور با منحنی دو خطی……………………………………………………………..86

شکل 4-3: منحنی ساده شده نیرو-جابجایی………………………………………………………………………………….88

شکل 4-4: باند رنگی برای نمایش سطوح عملکردی در ایتبس………………………………………………………..92

شکل 4-5: نمایش سطوح عملکردی روی منحنی نیرو-تغییر مکان……………………………………………………92

شکل 4-6: نمایش توزیع بار متناسب با تحلیل استاتیکی خطی………………………………………………………….93

شکل 4-7: نمایش توزیع بار یکنواخت………………………………………………………………………………………..93

شکل 4-8:مطالعات انجام شده توسط یوسف دینار در مورد چگونگی پخش مفاصل پلاستیک در سازه……………………………………………………………………………………………………………………………………108

 

فصل پنجم: تاثیر خرابی طبقه نرم بر محیط زیست

شکل 5-1: آلودگی هوا توسط ذرات معلق بتنی حین تخریب و بازسازی ساختمان­ها پس از زلزله…………111

شکل 5-2: خرابی طبقه ششم ساختمان 8 طبقه شهرداری شهر کوبه در اثر زلزله 1995،که پس از بازسازی ساختمان جدید 5 طبقه گردید………………………………………………………………………………………………………113

شکل 5-3: خرابی طبقه اول مرکز خرید روکو در اثر زلزله، که پس از بازسازی ساختمان جدید تنها دارای طبقه همکف می­باشد…………………………………………………………………………………………………………….114

شکل 5-4: خرابی پارکینگ طبقه همکف یک ساختمان مسکونی در اثر زلزله، که برای بازسازی کل سازه تخریب و سازه جدید بنا گردید…………………………………………………………………………………………………….114

 

 

 

فهرست نمودارها

فصل اول: تئوری مساله

نمودار 1-1: افزایش سختی سازه به علت وجود دیوار……………………………………………………………………..21

نمودار 1-2: کاهش جابجایی جانبی سازه به علت وجود دیوار………………………………………………………….21

نمودار 1-3: منحنی ظرفیت سازه در دو حالت شکست طبقه نرم و طراحی طبقه نرم ……………………………..30

نمودار 1-4: مقایسه میزان انرژی جذب شده در دو حالت شکست معمولی و شکست طبقه نرم……………….31

نمودار 1-5: منحنی ظرفیت جانبی سازه در دو حالت با و بدون اثر ………………………………………..31

 

فصل سوم: تحلیل طیفی

نمودار 3-1: سختی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم……………………………………………………………………………..45

نمودار 3-2: سختی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم……………………………………………………………………………..46

نمودار 3-3: جابجایی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر……………………………………….53

نمودار 3-4: جابجایی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم- ارتفاع طبقه نرم 5 متر…………………………………………..53

نمودار 3-5: جابجایی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم- ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………………..54

نمودار 3-6: جابجایی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم- ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر………………………………………..54

نمودار 3-7: جابجایی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم- ارتفاع طبقه نرم 5 متر…………………………………………..55

نمودار 3-8: جابجایی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم- ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………………..55

نمودار 3-9: دریفت قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر…………………………………………59

نمودار 3-10: دریفت قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر………………………………………….59

نمودار 3-11: دریفت قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر……………………………………….60

نمودار 3-12: دریفت قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر……………………………………….60

نمودار 3-13: دریفت قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر………………………………………….61

نمودار 3-14: دریفت قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر……………………………………….61

نمودار 3-15: نیروی برشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر………………………………..67

نمودار 3-16: نیروی برشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر…………………………………..67

نمودار 3-17: نیروی برشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………..68

نمودار 3-18: نیروی برشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر………………………………..68

نمودار 3-19: نیروی برشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر…………………………………..69

نمودار 3-20: نیروی برشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………..69

نمودار 3-21: لنگر خمشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر………………………………..70

نمودار 3-22: لنگر خمشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر……………………………………70

نمودار 3-23: لنگر خمشی قاب 7 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………..71

نمودار 3-24: لنگر خمشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/4 متر………………………………..71

نمودار 3-25: لنگر خمشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5 متر……………………………………72

نمودار 3-26: لنگر خمشی قاب 9 طبقه دارای طبقه نرم – ارتفاع طبقه نرم 5/5 متر………………………………..72

نمودار 3-27: نمودار دریفت به مکان طبقه نرم مستخرج از تحقیقات یوسف دینار……………………………….78

 

فصل چهارم: تحلیل استاتیکی غیرخطی

نمودار 4-1: منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5/4 متر تحت بار استاتیکی خطی……………….92

نمودار 4-2: منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5 متر تحت بار استاتیکی خطی………………….92

نمودار 4-3: منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5/5 متر تحت بار استاتیکی خطی……………….93

نمودار 4-4: منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5/4 متر تحت بار استاتیکی خطی……………….93

نمودار 4-5: منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5 متر تحت بار استاتیکی خطی…………………..94

نمودار 4-6: منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5/5 متر تحت بار استاتیکی خطی……………….94

نمودار 4-7: منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5/4 متر تحت بار یکنواخت………………………95

نمودار 4-8: منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5 متر تحت بار یکنواخت………………………….95

نمودار 4-9: منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه نرم 5/5 متر تحت بار یکنواخت………………………96

نمودار 4-10: منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5/4 متر تحت بار یکنواخت…………………….96

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

نمودار 4-11: منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5 متر تحت بار یکنواخت……………………….97

نمودار 4-12: منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه نرم 5/5 متر تحت بار یکنواخت…………………….97

نمودار 4-13: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه اول نرم تحت بار یکنواخت………………..98

نمودار4-14: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه هفتم نرم تحت بار یکنواخت……………….99

نمودار4-15: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه اول نرم تحت بار استاتیکی………………….99

نمودار4-16: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 7 طبقه دارای طبقه هفتم نرم تحت بار استاتیکی………………100

نمودار4-17: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه سوم نرم تحت بار یکنواخت………………100

نمودار4-18: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه هشتم نرم تحت بار یکنواخت…………….101

نمودار4-19: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه سوم نرم تحت بار استاتیکی……………….101

نمودار 4-20: مقایسه منحنی­های ظرفیت سازه 9 طبقه دارای طبقه هشتم نرم تحت بار استاتیکی…………….102

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

فصل دوم: کلیات مدلسازی

جدول 2-1: جزئیات مقاطع قاب 7 طبقه……………………………………………………………………………………….40

جدول 2-2: جزئیات مقاطع قاب 9 طبقه……………………………………………………………………………………….40

 

فصل سوم: تحلیل طیفی

جدول 3-1: مقادیر جابجایی طبقات نسبت به مکان طبقه نرم در قاب 7 طبقه (متر)………………………………..51

جدول 3-2: مقادیر جابجایی طبقات نسبت به مکان طبقه نرم در قاب 9 طبقه (متر) ……………………………….52

جدول 3-3: مقادیر دریفت طبقات نسبت به مکان طبقه نرم در قاب 7 طبقه (متر) )……………………………….57

جدول 3-4: مقادیر دریفت طبقات نسبت به مکان طبقه نرم در قاب 9 طبقه (متر)………………………………….58

جدول 3-5: مقادیر نیروی برشی طبقات نسبت به مکان طبقه نرم در قاب 7 طبقه (نیوتن)………………………..63

جدول 3-6: مقادیر لنگر خمشی طبقات نسبت به مکان طبقه نرم در قاب 7 طبقه (نیوتن.متر)…………………..64

جدول 3-7: مقادیر نیروی برشی طبقات نسبت به مکان طبقه نرم در قاب 9 طبقه (نیوتن)………………………..65

جدول 3-8: مقادیر لنگر خمشی طبقات نسبت به مکان طبقه نرم در قاب 9 طبقه (نیوتن.متر)…………………..66

جدول 3-9: مقادیر پریود سازه نسبت به تغییر مکان طبقه نرم در قاب 7 طبقه……………………………………….74

جدول3-10: مقادیر پریود سازه نسبت به تغییر مکان طبقه نرم در قاب 9 طبقه………………………………………75

جدول 3-11: پریود تحلیلی و آیین­نامه­ای قاب 7 طبقه…………………………………………………………………….76

جدول 3-12: پریود تحلیلی و آیین­نامه­ای قاب 9 طبقه…………………………………………………………………….76

جدول 3-13: مقایسه نمودارها و جداول قاب 7 طبقه و 9 طبقه………………………………………………………….77

 

فصل چهارم: تحلیل استاتیکی غیرخطی

جدول 4-1: مقادیر ضریب ……………………………………………………………………………………………………83

جدول 4-2: مقادیر ضریب ………………………………………………………………………………………………….84

جدول 4-3: مقادیر ضریب ………………………………………………………………………………………………….84

جدول 4-4: نحوه پخش مفاصل پلاستیک در قاب 7 طبقه تحت بار استاتیکی……………………………………103

جدول 4-5: نحوه پخش مفاصل پلاستیک در قاب 9 طبقه تحت بار استاتیکی……………………………………104

جدول 4-6:مطالعات انجام شده توسط یوسف دینار در مورد چگونگی پخش مفاصل پلاستیک در سازه……………………………………………………………………………………………………………………………………105

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

 

 

 

 

 

 

 

فصل     1

تئوری مساله و

اهمیت موضوع

 

 

1-1- مقدمه

زلزله به عنوان یک پدیده مخرب در اکثر مناطق دنیا ایمنی سازه­ها و زندگی ساکنان آن را در معرض تهدید قرار داده می باشد، به طوری که کاهش خسارات جبران­ناپذیر پدیده زلزله همواره هدف نهایی محققین و دانشمندان علم مهندسی زلزله بوده می باشد. عامل زلزله موجب اهمیت طراحی سازه­ها در کشورهای لرزه­خیز می­باشد. اصولاً طرح لرزه­ای سازه­ها بدون داشتن درک درستی از نحوه­ی خرابی‌های ایجاد شده توسط زلزله، غیر ممکن می باشد. طرح لرزه­ای فقط عبارت از تحلیل، محاسبه و برآورده کردن شرایط آیین­نامه نیست بلکه پارامترهای متنوع دیگری نیز در آن دخالت دارند. آگاهی دقیق از رفتار ساختمان­ها در زلزله موضوع اساسی در علم مهندسی زلزله می باشد. مطالعه انواع خرابی‌های ایجاد شده بر اثر زلزله­های گذشته، همواره یکی از زمینه­های مهم در مهندسی زلزله بوده می باشد. علت های این امر عبارتند از روزآمد کردن آیین­نامه­های طراحی و نیز آموختن درس­هایی که مانع از خسارت­های مشابه در زلزله­های بعدی گردد. وقوع زمین لرزه آزمونی طبیعی برای رفتار سازه بوده و همواره به عنوان مهمترین رخداد در زمینه مهندسی زلزله مورد توجه مهندسان بوده می باشد. آشنایی و توجه دقیق به مکانیزم­های مختلف خرابی و شکست، یکی از ابزار عمده برای روزآمد کردن آیین­نامه­های طراحی می باشد. از این آزمایش طبیعی می­توان برای طراحی و ساخت بهینه سازه­ها بهره گیری نمود.

ایران نیز به دلیل قرارگیری بر روی کمربند زلزله آلپ-­هیمالیا جزء کشورهای لرزه­خیز محسوب می­گردد که هر چند سال یکبار زلزله­ای ویرانگر در نقاط مختلف کشور رخ می­دهد. در بین سال­های 1900 تا 2010 میلادی 13655 زلزله با بزرگای بیش از 4 ریشتر در ایران رخ داده که از این تعداد 117 زلزله با بزرگای بیشتر از 6 ریشتر بوده می باشد. ممکن می باشد گاهی این تصور پیش آید که زلزله قاتل جان بشر­هاست. اما واقعیت چیز دیگری می باشد: این زلزله نیست که جان بشر­ها را می­گیرد، بلکه سازه­های ضعیف مسبب آن هستند. پس بایستی رفتار سازه­ها را در زلزله بیشتر شناخت و آیین­نامه­ها و روش­های اجرایی را بهبود بخشید.

در اثر زلزله، انرژی زیادی از درون زمین آزاد شده که این انرژی باعث تکان خوردن صفحات پوسته می­گردد. لرزش و تکان زمین باعث به وجود آمدن پارامترهای زمین (جابجایی، سرعت و شتاب) می­گردد. در مورد زلزله آن چیز که که باعث حرکت سازه می­گردد تکان­های زمین بوده و هیچ نیروی خارجی به سازه وارد نمی­گردد. پس از تکان زمین، آغاز پی و سپس ستون­ها و در نهایت سقف­ها تکان می­خورند پس انرژی زلزله به صورت جابجایی به پی سازه وارد می­گردد و زیرا سازه­ دارای جرم قابل ملاحظه­ای می­باشد، این جرم سازه می باشد که منجر به ایجاد شتاب، حرکت سازه و نیروی اینرسی در سازه می­گردد. با تکان پی، جابجایی به اندازه Δ در سازه ایجاد می­گردد که آغاز ستون­ها و سپس سقف­ها دچار این جابجایی می­شوند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 1-1: نحوه انتقال انرژی زلزله به سازه [22]

 

حال با در نظر داشتن این که زلزله­ها همواره در هنگام وقوع، به دنبال نقاط ضعف ساختمان هستند و اثر آنها بر روي این قسمت­ها می­تواند مشکل ساز گردد، بایستی این نقاط ضعیف که معمولاً در اثر تغییرات سریع در سختی، مقاومت و یا شکل­پذیري به وجود می­آیند به گونه کامل شناسایی شوند. آن چیز که که در این پایان­نامه به مطالعه اثر آن پرداخته شده می باشد تغییرات سریع در سختی یک طبقه می باشد. مطابق تعریف ویرایش چهارم آیین­نامه 2800 مقصود از سختی طبقه جمع سختی جانبی اعضای قائم باربر جانبی می باشد. برای محاسبه این سختی­ها می­توان تغییر مکان جانبی واحدی را در سقف طبقه مورد نظر وارد نمود در حالتی که کلیه طبقات زیرین بدون حرکت باقی بمانند. اگر پس از جابجایی پی به اندازه Δ درستون­های یک طبقه، سختی طبقات دیگر آن قدر زیاد باشد که ستون­ها نتوانند سقف­های بالا و پایین را با خود همراه سازند، آنگاه در آغاز و انتهای محل اتصال ستون­ها به طبقه یا طبقه­های سخت در اثر جابجایی­های رفت و برگشتی ناشی از زلزله، مفصل پلاستیک ایجاد شده و به علت ایجاد لنگرهای خمشی بزرگ در این مفاصل، طبقه یا دچار تغییر شکل ماندگار و یا دچار ریزش می­گردد که در بعضی مواقع ریزش طبقه منجر به پیچش سازه و ریزش کامل سازه نیز می­گردد.

 
شکل 1-2: ایجاد تغییر مکان جانبی ماندگار 6 درجه­ای در اثر پدیده نرم.[6]
شکل 1-3: نمونه­ای از خرابی ناشی از پدیده طبقه نرم در ژاپن. [4]

 

شناخت و درك رفتار سازه­هاي مختلف تحت اثر بارگذاری­هاي

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

تعداد صفحه :172