نوع فایل: pdf
تعداد صفحات: 180 صفحه
نکته مهم: برای دریافت فایل پایان نامه به صورت word «قابل ویرایش» با ما تماس بگیرید.
پایان نامه برای دریافت درجه ی کارشناسی ارشد «M.SC»
چکیده:
از ضریب شکل پذیری برای محاسبه ضریب مقاومت شکل پذیری و سپس ضریب تعدیل پاسخ Rاستفاده می شود.
از ضریب تعدیل پاسخ R در استانداردهای بارگذاری لرزه ای , برای کاهش مقدار نیروها که ناشی از رفتار غیر خطی سازه¬ها در زلزله می باشد استفاده می گردد.از سوی دیگر بکارگیری سیستمهای جاذب انرژی مانند میراگرهای الحاقی بویژه میراگرهای ویسکو الاستیک به تدریج به جزئی تفکیک ناپذیر در طراحی لرزه ای تبدیل شده اند.چرا که بکارگیری و عملکرد مناسبی تحت اثر نیروی زلزله را دارا می باشند.
در چند دهۀ اخیر به منظور کاهش مشکلات ناشی از روش های متداول، مطالعاتی در زمینه سیستم های مستهلک کننده انرژی در آیین نامه های معتبر دنیا از جمله آیین نامه های FEMA , ASCE انجام گرفته است که یکی از این سیستم های مستهلک کننده، میراگر های ویسکو الاستیک است که در زمرۀ سیستم های کنترل غیر فعال می باشند.
در این تحقیق ضمن آشنائی با میراگرها ی ویسکو الاستیک، به منظور بررسی تاثیر میراگرهای ویسکو الاستیک بر پاسخ ارتعاشات لرزه ای و ضریب کاهش شکل پذیری ،مدل سازه ای 6 طبقه دردو حالت بدون میراگر و با میراگر بصورت 2 بعدی با قاب خمشی بتنی در نرم افزار SeismoStruct مدل سازی شده اندکه نتایج بدست آمده از این بررسی نشان می دهند که الحاق میراگر ویسکو الاستیک منجر به کاهش در تغییر مکان طبقه بام و برش پایه سازه های مورد بررسی گردید که بیانگر کارایی مناسب این سیستم ها در کاهش پاسخ ارتعاشات لرز ه¬ای سازه ها می باشد.
کلمات کلیدی: شکل پذیری، میراگر ویسکو الاستیک، قاب خمشی بتنی، نرم افزار SeismoStruct ، ارتعاشات لرزه ای
مقدمه :
در این فصل به منظور بررسی تاثیر میراگرها بر ضریب کاهش شکل پذیری سازه ها از مدل سازه ای 6 طبقه به صورت دو بعدی با قاب خمشی بتنی و با پلان مطابق شکل (7-1) و ارتفاع 3 متر استفاده شده است.کاربری سازه ها مسکونی و در زمین نوع 3 می باشد.از نرم افزار Etabs جهت طراحی مدل های سازه ای مورد استفاده قرار گرفته است،همچنین جهت انجام تحلیل های تاریخچه زمانی غیر خطی از نرم افزار SeismoStruct استفاده شده است.(معرفی نرم افزار و نحوه مدل کردن المانها و المان میراگر در نرم افزار بطور کلی در پیوست الف شرح داده شده است)و همچنین به منظور تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی از هفت شتاب نگاشت افقی زلزله استفاده شده است.
فهرست مطالب:
چکیده
مقدمه
فصل اول: روش های محاسبه ضریب رفتار و اجزای آن
مقدمه
1-1 روش های آمریکایی جهت محاسبه ضریب رفتار
1-1-1 روش طیف ظرفیت فریمن
1-1-2 روش ضریب شکل پذیری یوانگ
1-1-2-1 ضریب شکل پذیری کلی سازه
1-1-2-2 ضریب کاهش بر اثر شکل پذیری
1-1-2-3 ضریب مقاومت افزون
1-1-2-4 ضریب تنش مجاز
1-1-2-5 فرمول بندی ضریب رفتار
1-2روش های اروپایی جهت محاسبه ضریب رفتار
1-2-1روش تیوری شکل پذیری
1-2-2روش انرژی
1-3 مقایسه روش های محاسبه ضریب رفتار
1-4 اجزای ضریب رفتار
1-4-1 شکل پذیری
1-4-1-1 ضریب شکل پذیری کلی سازه
1-4-1-2 ضریب کاهش بر اثر شکل پذیری
1-4-2 مقاومت افزون
1-4-3 درجه نامعینی
فصل دوم: ضوابط سازه ای قاب های خمشی با شکل پذیری های مختلف همراه با مثال مورد ی
چکیده
2-1 مقدمه
2-1-1 سختی
2-1-2 شکل پذیری
2-1-3 مقاومت:
2-1-4 اهمیت شکل پذیری در سازه های بتن آرمه
2-2 ضوابط سازه های باشکل پذیری متوسط
2-2-1 محدودیت هندسی
2-2-2 آرماتورهای طولی و عرضی
2-2-3 شرایط خاموتها
2-2-4 اعضای تحت خمش وفشار در قابها
2-2-4-1 محدودیت هندسی
2-2-4-2 آرماتورهای طولی وعرضی
2-2-4-3 ویژگی آرماتورهای عرضی
2-2-5 اتصالات تیر به ستون ها در قابها
2-2-6 ضوابط طراحی برای برش در اعضای قابها
2-3 ضوابط سازه های با شکل پذیری زیاد اعضاء خمشی
2-3-1 محدودیت هندسی
2-3-2 آرماتور طولی
2-3-3 آرماتور عرضی
2-3-4 شرایط خاموتها
2-3-5 اعضاء تحت خمش وفشار
2-3-5-1 محدودیت هندسی
2-3-5-2 آرماتورهای طولی
2-3-5-3 آرماتور عرضی
2-3-5-4- شرایط تنگ های ویژه
2-3-6 کنترل ضابطه تیرضعیف – ستون قوی
2-3-7 دلایل مربوط به ضرورت ارضای این روابط
2-4 دیوارهای سازه ای
2-4-1 محدودیت های هندسی
2-4-2 آرماتورهای افقی وقائم
2-4-3 اتصالات تیر به ستون در قابها
2-4-4 طراحی برای برش
2-5 مثال
فصل سوم: ارزیابی اقتصادی قاب های خمشی با شکل پذیری های متعارف
چکیده
3-1 مقدمه
3-2 نیاز به طرح مناسب
3-3 شکل پذیری در طراحی لرزه ای
3-4 مطالعات موردی
3-5 خلاصه و نتیجه گیری
فصل چهارم: میرایی وانواع میراگرها
چکیده
4-1 مقدمه
4-2 تاریخچه
4-3 انواع میراگرها
4-3-1 میراگر ویسکوز
4-3-1-1 روابط میرایی ویسکوز
4-3-1-2 مزایا و معایب میراگرهای ویسکوز
4-3-1-3 کاربرد میراگرهای ویسکوز
4-3-2 میراگرهای ویسکو الاستیک
4-3-2-1 مزایا و معایب میراگرهای ویسکو الاستیک
4-3-2-2 کاربرد میراگرهای ویسکو الاستیک
4-3-3 میراگرهای اصطحکاکی
4-3-3-1 مزایا و معایب میراگرهای اصطحکاکی
4-3-3-2 کاربرد میراگرهای اصطحکاکی
4-3-4 میراگرهای تسلیمی (یا جاری شونده)
4-3-4-1 اشکال خاص مثلثی یا Xشکل
4-3-4-2 المان حلقوی
4-3-4-3 قابهای تسلیمی مرکزی
4-3-4-4 مزایا و معایب میراگرهای تسلیمی
4-3-4-5 کاربرد میراگرهای تسلیمی
4-3-5 آلیاژهای تغییر شکل ماندگار (SMAs)
4-4 نتیجه گیری
فصل پنچم: مشخصات تحلیلی مدل ها
5-1 مقدمه
5-2 مقاطع انتخابی
5-3 شتاب نگاشت های مورد استفاده در تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی
5-3-1 طیف طرح استاندارد
5-3-2 مقایسه طیف طرح استاندارد منطقه مورد بررسی و میانگین طیف پاسخ شتاب رکوردهای انتخابی
5-4 تعیین ضریب شکل پذیری سازه ها
5-5 تغییرات ضریب کاهش شکل پذیری ناشی از الحاق میراگر
فصل ششم: نتایج و بحث
6-1 مقدمه
6-2 بررسی تاثیر میراگر بر پاسخ ارتعاشی سازه های مورد مطالعه
6-3 بررسی تاثیر میراگر بر ضریب کاهش شکل پذیری سازه مورد مطالعه
6-4 نتیجه گیری
6-5 پیشنهاد
فصل هفتم: خلاصه پایان نامه
چکیده
7-1 مقدمه
7-2روش های کنترل
7-3 روشهای کنترل غیر فعال
7-4 تحلیل و طراحی میراگرها در سازههای یک درجه آزادی
7-5 تحلیل خطی و غیر خطی
7-6 انرژی جذب شده توسط سازه
7-7 مقایسه نمودار انرژی تغییر شکل های پلاستیک
7-8 مقایسه نمودار تغییر مکان و برش پایه
7-9 نتیجه گیری
پیوست: توضیحی از نرم افزار
چکیده
5-1 مقدمه
5-2روش های کنترل
5-2-1 روشهای کنترل غیر فعال
5-3 تحلیل و طراحی میراگرها در سازههای یک درجه آزادی
5-4 تحلیل خطی و غیر خطی
5-5 انرژی جذب شده توسط سازه
5-6 مقایسه نمودار انرژی تغییر شکل های پلاستیک
5-7 مقایسه نمودار تغییر مکان و برش پایه
5-8 نتیجه گیری
فهرست جداول
فصل اول:
جدول 1-1: ضرایب پیشنهادی کراوینکر و ناصاربرای محاسبه R_μ
فصل دوم:
جدول 2-1: مقادیر لنگر در ستونها ناشی از بار مرده، زنده و زلزله
فصل پنچم:
جدول 5-1: مقاطع بکار رفته در مدل سازه ای 6 طبقه
جدول 5-2: مشخصات رکوردهای زلزله های انتخابی
جدول 5-3: بازه زمانی T 1.5- T 0.2
فصل ششم:
جدول 6-1: مقادیر پاسخ های بدست آمده از آنالیز تاریخچه زمانی غیر خطی سازه 6 طبقه
جدول 6-2: نتایج تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی سازه 6 طبقه
جدول 6-3: محاسبه ضریب ∅ برای مدل ها
جدول 6-4: محاسبه ضریب تناوب برای مدل سازه 6 طبقه
جدول 6-5: نسبت تغییرات ضریب کاهش شکل پذیری ناشی از الحاق میراگر
فصل هفتم:
جدول 7-1: مقاطع بکار رفته در مدل سازه ای 6 طبقه
جدول 7-2: مشخصات رکوردهای زلزله های انتخابی
جدول 7-3: بازه زمانی T 1.5- T 0.2
جدول 7-4: مقادیر پاسخ های بدست آمده از آنالیز تاریخچه زمانی غیر خطی سازه 6 طبقه
جدول 7-5: نتایج تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی سازه 6 طبقه
جدول 7-6: محاسبه ضریب ∅ برای رکوردها
جدول 7-7: محاسبه ضریب تناوب برای مدل سازه 6 طبقه
جدول 7-7: نسبت تغییرات ضریب کاهش شکل پذیری ناشی از الحاق میراگر
فهرست اشکال:
فصل اول:
شکل1-1: طیف نیروهای وارد بر سازه در دو حالت ارتجاعی و غیر ارتجاعی
شکل1-2: رفتار کلی یک سازه متعارف
شکل1-3: مدل رفتاری ساده شده برای سیستم یک درجه آزاد
شکل1-4: تغییرات نیاز شکل پذیری تغییر مکانی با تغییر در مقاومت جانبی سیستم
شکل1-5: طیف ارتجاعی و غیر ارتجاعی با شکل پذیری ثابت
شکل1-6: مقایسه ضریب کاهش بر اثر شکل پذیری
شکل1-7: تغییرات ضریب مقاومت افزون برای سیستم های با زمان تناوب مختلف
فصل دوم:
شکل2-1: ضوابط لازم در صورت امکان تشکیل مفضل پلاستیک در اثر تغییر مکان جانبی غیر لاستیک
شکل2-2: شرایط قرارگیری خاموت ویژه
شکل2-3: نحوه قرارگیری میلگردها در بالا و پایین در سرتاسر تیر
شکل2-4: آرماتور طولی ستون در محل اتصال ستون به شالوده
شکل2-5: آرماتور عرضی در ناحیه
شکل2-6: تنگ ویزه که به قلاب ویژه ختم شده
شکل2-7: آرماتور طولی ستون در محل اتصال ستون شالوده
شکل2-8: تشکیل مفصل پلاستیک در ستون
شکل2-9: قرارگیری دو شبکه آرماتور در دیوار
شکل2-10: ضوابط آرماتورهای افقی و قائم
شکل2-11: اتصال محصور شده در سه سمت
شکل2-12: اتصال محصور شده در چهار سمت
شکل2-13: اتصال محصور شده در دو سمت
شکل2-14: قاب مطرح شده در مثال
فصل سوم:
شکل 3-1: تاثیر ضریب شکل پذیری در نیروی جانبی و انرژی کرنشی
شکل 3-2: ترک ایجاد شده در اثر بار رو به پایین
شکل 3-3: ترک ایجاد شده در اثر بار رو به بالا
شکل 3-4: پلان تیپ طبقات
شکل 3-5: آرماتور مصرفی سازه های6 طبقه بر حسب شکل پذیری های مختلف
شکل 3-6: هزینه مصالح سازه های6 طبقه بر حسب شکل پذیری های مختلف
شکل 3-7: آرماتور مصرفی سازه های12 طبقه بر حسب شکل پذیر یهای مختلف
شکل3-8: هزینه مصالح سازه های 12 طبقه بر حسب شکل پذیری های مختلف شکل
شکل 3-9: تغییرات هزینه مصالح مصرفی با ارتفاع ساختمان برای شکل پذیریهای متوسط و زیاد
فصل چهارم:
شکل 4-1: میراگر ویسکوز به همراه جزییات آن
شکل 4-2: میرایی ویسکوز خطی a)نیرو- جابجایی و b)نیرو- سرعت برای تحریکات تناوبی
شکل 4-3: میراگر ویسکوالاستیک
شکل 4-4: نمودار نیرو- جابجایی میراگر ویسکوالاستیک
شکل 4-5 منحنی نیرو- جابجایی میراگر اصطکاکی کلمب
شکل 4-6: استفاده از اتصال خطی و دورانی در بادبندیها
شکل 4-7: نحوه ی قرارگیری میراگر اصطکاکی pall, جزییات اتصال و حلقه پسماند
شکل4-8: مکانیزم کارمیراگر اصطحکاکی دورانی جدید
شکل4-9: میراگر تسلیمی مثلثی شکل و X شکل
شکل4-10: المان شکل پذیر جدید
شکل4-11: میراگرهای تسلیمی در بادبندهای هم محور
شکل4-12: منحنی پسماند درمیراگر SMA
فصل پنچم:
شکل 5-1: پلان طبقات
شکل 5-2: قاب سازه 6 طبقه
شکل 5-3: طیف شتاب زلزله های انتخابی
شکل 5-4: طیف شتاب زلزله های انتخابی همپایه شده
شکل 5-5 : مقایسه نمودار میانگین طیف پاسخ رکوردهای انتخابی مقیاس شده با طیف طرح استاندارد
شکل 5-6: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Cape Mendocino با الحاق میراگر
شکل5-7: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Cape Mendocino بدون الحاق میراگر
شکل 5-8: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Chi-Chi با الحاق میراگر
شکل5-9: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Chi-Chi بدون الحاق میراگر
شکل5-10: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Erzincan با الحاق میراگر
شکل 5-11: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Erzincan بدون الحاق میراگر
شکل5-12: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Imperial Valley با الحاق میراگر
شکل5-13: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Imperial Valley بدون الحاق میراگر
شکل5-14: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Loma Prieta با الحاق میراگر
شکل 5-15: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Loma Prieta بدون الحاق میراگر
شکل5-16: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Morgan Hill با الحاق میراگر
شکل5-17: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Morgan Hill بدون الحاق میراگر
شکل 5-18: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Northridge با الحاق میراگر
شکل5-19: منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Northridge با الحاق میراگر
شکل5-20: تعیین ضریب شکل پذیری از روی منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Cape Mendocino با الحاق میراگر
شکل5-21: تعیین ضریب شکل پذیری از روی منحنی هیسترزیس سازه 6 طبقه تحت رکورد Cape Mendocino بدون الحاق میراگر
فصل هفتم:
شکل 7-1: پلان طبقات
شکل 7-2: طیف شتاب زلزله های انتخابی
شکل 7-3: طیف شتاب زلزله های انتخابی همپایه شده
شکل 7-4 : مقایسه نمودار میانگین طیف پاسخ رکوردهای انتخابی مقیاس شده با طیف طرح استاندارد
منابع و مأخذ:
[1] نشریه شماره120،سازمان مدیریت وبرنامه ریزی کشور (1380)،آیین نامه بتن ایران آبا.
[2] فهرست بهای واحدپایه رشته ابنیه، (1388)،سازمان مدیریت وبرنامه ریزی کشور.
[3]مقصودی،علی اکبر،شکل پذیری سازه های بتن آرمه،ویژه مناطق زلزله خیز،انتشارات دانشگاه شهیدباهنرکرمان)1375)
[4]فریبرز ناطقی الهی، میراگرهای انرژی در مقاوم سازی لرزه ای ساختمان ها انتشارات پژوهشکده بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، چاپ اول 1378
[5]رضا عباس نیا، محمدعلی کافی، بررسی عملکرد المان شکل پذیر در بادبندهای هم محور قاب های فولادی، هفتمین کنفرانس بین المللی عمران.
[6] فریبرز ناطقی الهی، میراگرهای انرژی در مقاوم سازی لرزه ای ساختمان ها انتشارات پژوهشکده بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، چاپ اول 1378
[7]رضا عباس نیا، محمدعلی کافی، بررسی عملکرد المان شکل پذیر در بادبندهای هم محور قاب های فولادی، هفتمین کنفرانس بین المللی عمران.
[8] MacGregor J. G. (1997) Reinforced Concrete, Mechanics and Design. 3rd Edition.
[9] Sheikh, S.A. and Uzumeri, S.M. Analytical Model for Concrete Confinement in Tied Columnes, Journal of Structural Division, ASCE, Vol. 108, No. 12, PP. 2703-2722, 1982.
[10] Cohn, M.Z. and Ghosh, S.K., "The Flextural Ductility of Reinforced Concrete Sectio ns", S.M. Report No.100. Solid Mech. Dir., Univ of Waterloo
[11]ATC 17-1. (1993) Proceedings on seismic isolation, passive energy dissipation, and active control. Redwood City (CA): Appl. Tech. Council, 1993.
[12]Soong TT, Dargush GF.(1997) Passive energy dissipation systems in structural engineering. London: Wiley, 1997.
[13]Dyke SJ, Spencer BF Jr, Quast P, Sain MK.(1995) The role of control– structure interaction in protective system design. JEngng Mech, ASCE 1995;121(2):322–38.
[14]Lai ML, Chang KC, Soong TT, Hao DS, Yeh YC.(1995) Full-scale viscoelastically damped steel frame. ASCE J StructEngng 1995;121(1):1443–7
[15]Soong, T.T. and Constantinou, M.C. ( 1994). Passive and Active Structural Vibration Control in Civil Engineering. Springer, New York
[16]Vader, A. S. "The influence of signature tower passive energy dissipating devices onseismic response of long span cable-supported bridges" thesis, Washingtonstateuniversity, 2004
[17] Weber, Feltrin and Hath "Guidelines for structural control" SAMCO final report,Switzerland, 2006
[18] Kareem, Kijewski, Tamura "Mitigation of motion of tall building withspecificexamples of recent application" 1999
[19]Chang. k.c, soong, T.1. "Viscoelastic dampers as energy dissipation devices forseismic applications" Earthquake Spectra, Vol 9, No.3, 1993, PP. 371-387.
[20]Samoand, L. D. and Elnashai, A. S. "Seismic retrofitting of steel and compositebuilding structures" report, University of Illinois, September 2002.
[21]Butterworth, J.W, "Seismic damage limitation in steel frames using friction energydissipators" 13th International conference on Steel & Space Structures, 2-3 september1999, Singapore
[22]Avtor PALL and Tina pall "Performance - based design using pall friction dampers –An economical design solution" 13th word conference on earthquake engineering, August2004, paper no 1955
[23]Cherry s. and filliatrault, A. "seismic respons control of buildings using frictiondampers" Earthquake Spectra, Vol 9, No.3, 1993, PP. 447-466.
[24]Mualla and Bellev " Performance of steel frames with a new friction damper deviceunder earthquake excitation" Engineering Structures,2002 PP.365-371
[25]Pall. A. Vezina. S & Proulx. p, "Friction-Dampers for seismic control of Canadianspace agency headquarters" Earthquake Spectra, Vol 9, No.3, 1993, PP. 547-557.
[26]Aiken, Nims, Whitker, Kelly "Testing of passive energy dissipation system"earthquake spectra,vol 9, no.3, august, 1993 1)Seismo Struct
[27]ATC 17-1. (1993) Proceedings on seismic isolation, passive energy dissipation, and active control. Redwood City (CA): Appl. Tech. Council, 1993.
[28]Soong TT, Dargush GF.(1997) Passive energy dissipation systems in structural engineering. London: Wiley, 1997.
[29]Dyke SJ, Spencer BF Jr, Quast P, Sain MK.(1995) The role of control– structure interaction in protective system design. JEngng Mech, ASCE 1995;121(2):322–38.
[30]Lai ML, Chang KC, Soong TT, Hao DS, Yeh YC.(1995) Full-scale viscoelastically damped steel frame. ASCE J StructEngng 1995;121(1):1443–7
[31]Soong, T.T. and Constantinou, M.C. ( 1994). Passive and Active Structural Vibration Control in Civil Engineering. Springer, New York
[32] خانم کلثوم جعفرزاده، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شبستر، زمستان 89
پایان نامه ی بررسی ضریب شکل پذیری قاب های خمشی بتن آرمه با الحاق میراگر ویسکوالاستیک به روش تاریخچه زمانی. pdf