زمان تناوب سازه های مهاربندی شده
Fy(kg/cm2)
تنش حد تسلیم فولاد
W
بارمرده ساختمان به علاوه قسمتی از بار زنده مورد نظر
h
ارتفاع طبقه از روی تراز پایه
Es(kg/cm2)
ضریب مدول الاستیسیته فولاد
g(kg/cm2)
شتاب ثقل
Sd
جابجایی طیفی
H(m)
ارتفاع کل ساختمان
Fa(kg/cm2)
تنش فشاری مجاز
Fas(kg/cm2)
تنش فشاری مجاز مهار بند
فصل اول
مقدمه
مقدمه
امروزه سیستم مهاربندی همگرا، متداول‌ترین سیستم سازهای برای مقابله با بارهای لرزهای در ساخت و سازهای فولادی میباشد و استفاده از آن به دلیل صرفه اقتصادی، طرح و اجرای آسان روز به روز رواج بیشتری مییابد. تمایل مهندسین به استفاده از این سیستم پس از زمین لرزه (۱۹۹۴) Northridge و خسارتهای غیر‌منتظرهای که در جریان آن به قابهای خمشی فولادی وارد آمد، به طور چشمگیری در سراسر دنیا افزایش یافته است. ضوابط طراحی لرزهای قابهای مهاربندیشده همگرا، در دهه گذشته تغییرات زیادی یافته است. آییننامه های ساختمانی پیش از (۱۹۹۴) UBC، با قابهای مهاربندی شده همگرا مانند خرپاهای الاستیک رفتار میکردند. در این آیین نامهها، سعی میگردید تا با محدود نمودن لاغری و کاهش مقاومت فشاری مهاربند از کمانش آن جلوگیری شود. در نتیجه سازه هایی که با بهره گرفتن از این آییننامه ها طراحی میشد، از شکل پذیری محدودی برخوردار بودند. [۱]
در سالهای اخیر روش “مهندسی زلزله بر اساس سطح عملکرد” توسعه زیادی یافته و پیشرفتهای بزرگی در تحلیل خطر لرزهای، شبیهسازی رفتار لرزهای و ارزیابی عملکرد لرزهای سازهها ایجاد شده است. بنابراین با توجه به کاربرد گسترده سیستم مهاربندی همگرا در ساخت و سازها و نگرانیهای زیادی که درباره عملکرد این سیستم وجود دارد. ارزیابی عملکرد لرزهای سیستم مهاربندی همگرا با بهره گرفتن از روشهای نوین، ضروری به نظر میآید.
دانلود متن کامل پایان نامه در سایت fumi.ir
بیان مسئله و لزوم بررسی موضوع
در مبحث دهم سال ۱۳۸۴ ضوابط مربوط به طراحی بادبندها مطابق۱۹۹۷ UBC می باشد[۲]که در آن تنش مجاز فشاری بر اساس لاغری با ضریب B اصلاح می‌شود.در حالی‌که این ضریب در مبحث دهم سال ۱۳۸۷ وجود ندارد و تأثیر لاغری در ضوابط لرزهای بادبندها وارد نشده است. همچنین، ترکیب بارهای تشدید یافته (ویژه) در دو نسخه سالهای ۱۳۸۴ و ۱۳۸۷ مبحث دهم متفاوت میباشد که در مکانیزم مفصل شدن ستون‌های اطراف مهاربند و همچنین ترتیب مفصل‌ها تأثیر گذار است[۳و۴].
در این آیین نامهها سعی میگردید تا با محدود نمودن لاغری و کاهش تنش مجاز فشاری مهاربند، از کمانش در سیکل‌های رفت و برگشتی زلزله جلوگیری شود، در نتیجه این سازهها از شکل‌پذیری محدودی برخوردار بودند که این امر در ضوابط لرزهای آیین نامه‌های جدید رعایت نشده و باعث افزایش تنش مجاز فشاری بادبندها و تأثیر در مکانیزم مفصل شدن ستون‌های اطراف مهاربند شده که به نظر می‌رسد سطح اطمینان در حالت اول بیشتر از حالت دوم میباشد که این موضوع مستلزم به انجام تحقیق میباشد.
هدف تحقیق
در این تحقیق با عنوان “مقایسه سطح اطمینان قاب های فولادی مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم” سعی گردیده با تعیین عملکرد سازه بر طبق ضوابط مبحث ششم مقررات ملی ساختمان (بارهای وارده بر ساختمان) [۵]، مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (طراحی ساختمانهای فولادی) سال های ۸۴و۸۷ [۳و۴] طراحی وآنالیز دینامیکی فزاینده(IDA)[6]ودستورات آیین نامه FEMA351[7] تحلیل شده اندرا مورد بررسی قرارداده وبا توجه به ضوابط آن ها ویرایشی که سطح اطمینان بیشتری را در ارزیابی لرزهای بادبند مذکور دارا میباشد، معرفی گردد.
فرضیات تحقیق
فرضیات مربوط به این تحقیق را می‌توان به دو بخش فرضیات مربوط به مدل‌سازی و رفتار سازه و بخش مربوط به مدل عدم اطمینان در نظر گرفته شده تقسیم‌بندی نمود لذا این فرضیات را می‌توان به صورت زیر بیان نمود:
مهاربند به صورت مهاربند همگرای ضربدری در نظر گرفته شده است.
بارگذاری به صورت یکطرفه در نظر گرفته شده است.
ساختمان با پلان ومهاربندی منظم در نظر گرفته شده است.
اتصال تیر و ستون در تمامی قاب ها مفصلی می باشد.
تحلیل دینامیکی انجام شده از نوع غیرخطی فزاینده (IDA) میباشد.
مقایسه سطح اطمینان برابر مفهوم ودستورالعمل FEMA351 در نظر گرفته شده است.
تحلیل غیرخطی قابها به صورت دو بعدی انجام شده است.
پاسخ سازه با در نظرگرفتن رفتار غیرخطی مصالح ورفتار غیرخطی هندسی تحت اثر زلزله‌ی مشخص تعیین می‌شود.
سخت شوندگی کرنش در این مدل ها برابر ۳% در نظر گرفته شده است[۸].
شدت حرکات خاک برای ساختمانها برابر با g35/0 مد نظر قرار گرفت.
روش انجام تحقیق
این تحقیق بر اساس مراحل ذیل با بهره گرفتن از روش تحلیل دینامیکی فزاینده برای بدست آوردن سطح عملکرد و ارزیابی سطح اطمینان انجام گرفته است.
ساختمان مورد بررسی با کاربری مسکونی، در منطقهای با خطر لرزهای زیاد و بر روی خاک نوع II در نظر گرفته شده است. در این پژوهش بارگذاری ثقلی بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان و بارگذاری لرزهای بر اساس آئین نامه ۲۸۰۰ انجام می‌شود.
طراحی سه قاب سه دهانه، پنج، هشت ویازده طبقه با ارتفاع طبقات ۲/۳ و طول دهانه ۵ متر، براساس ضوابط مبحث دهم سال های ۱۳۸۴و ۱۳۸۷ با بهره گرفتن از نرم افزار Etabs[9].
استخراج قاب های دوبعدب (براساس بحرانی بودن).
تحلیل قاب هابر اساس آنالیز دینامیکی غیرخطی فزاینده با بهره گرفتن از نرم افزار OpenSees[10].
محاسبه سطح اطمینان با توجه به مفهوم عملکردی سازه براساس دستور العمل Fema351 و منحنی IDA
ارزیابی و مقایسه سطح اطمینان سیستم های قاب های مهاربندی همگرا طراحی شده با ضوابط مبحث دهم سال ۸۴ و ۸۷٫
سازماندهی مطالب پایان نامه
