جدول (۳-۲) مشخصات رکورد زلزلههای حوزه دور مورد استفاده در این تحقیق ۶۰
جدول (۳-۳) اطلاعات سختی و میرایی میراگر ویسکوالاستیک در قاب ۴ طبقه ۶۷
جدول (۳-۴) اطلاعات سختی و میرایی میراگر ویسکوالاستیک در قاب ۸ طبقه ۶۷
جدول (۳-۵) اطلاعات سختی و میرایی میراگر ویسکوالاستیک در قاب ۱۲ طبقه ۶۷
جدول (۳-۶) مشخصات مقاطع المانهای مورداستفاده ۶۸
جدول (۳-۷) ابعاد و اندازه میراگر ویسکوالاستیک ۶۹
جدول (۴-۱) جدول حالات مختلف بررسی قابها در این پژوهش ۷۳
جدول (۴-۲) مقادیر جابجایی بام برحسب سانتیمتر برای رکوردهای حوزه دور ۱۱۰
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
جدول (۴-۳) مقادیر جابجایی بام برحسب سانتیمتر برای رکوردهای حوزه نزدیک ۱۱۰
فهرست نمادها
انرژی ورودی
انرژی جنبشی
انرژی میرایی
انرژی کرنشی الاستیک
انرژی هیسترتیک
شاخص خسارت پارک انگ
میراگر ویسکوالاستیک VED
مدول ذخیره برشی
مدول اتلاف برشی
مدول مرکب برشی
سختی میراگر
میرایی میراگر
نسبت میرایی معادل
مدول اتلاف
مقدمه
مقدمه
سالانه در جهان، به‌طور متوسط ۱۰۰۰۰ نفر در اثر زلزله میمیرند (شکل (۱-۱)). بررسیهای سازمان یونسکو نشان میدهد که خسارت مالی ناشی از زلزله از سال ۱۹۲۶ تا ۱۹۵۰ میلادی، چیزی در حدود ۱۰ میلیارد دلار بوده است. در این فاصله زمانی در آسیای میانه دو شهر و ۲۰۰ روستا تخریب شدند. از آن موقع به بعد نیز چندین شهر ازجمله عشقآباد (۱۹۴۸)، اقادیر (۱۹۶۰)، اسکو پیه (۱۹۶۳)، ماناگوا (۱۹۷۲)، گمونا و تانگ شان (۱۹۷۶)، مکزیکوسیتی (۱۹۸۵)، اسپیتاکا (۱۹۸۸)، کوبه (۱۹۹۵)، شهرهایی در ترکیه و تایوان (۱۹۹۹) و صدها روستا در اثر زمینلرزه با خاک یکسان شدند. نوشته های تاریخی گواه نگرانی دیرینه بشر از خطرات ناشی از زمینلرزه میباشند[۱]. به همین دلیل است که انسان درصدد مقابله با این پدیده طبیعی میباشد که در این راه پیشرفتهای چشمگیری نیز کرده است. اما بااین‌وجود به دلیل پیچیدگی بیش‌ازحد این پدیده کماکان نتوانسته چه ازلحاظ جانی و چه ازلحاظ مادی به ایمنی و تضمین کامل برسد.
امروزه به‌خوبی مشخص‌شده است که سازههای طراحی شده بر اساس ضوابط آیین‌نامه‌های موجود، در برابر زلزلههای شدید، متحمل خسارات سنگین خواهند شد. ولی بااین‌وجود هنوز برخی ضوابط طراحی لرزهای ( خصوصاً در طراحی اولیه سازهها ) بر پایه تحلیلهای ارتجاعی و استفاده از یک نیروی استاتیکی معادل با زلزله بناشده‌اند[۲و۳].
بارهای لرزهای اصولاً ماهیتی قراردادی و اعتباری داشته و نیروهای طراحی لرزهای پیشنهادشده توسط آیین‌نامه‌ها عموماً به‌مراتب کوچک‌تر از نیروهایی میباشند که در هنگام زلزله به سازه وارد میگردند. نیروهای بکار گرفته‌شده به‌وسیله زلزله به ویژگیهای الاستیک و پلاستیک سازه بستگی دارند.
پژوهشهای مختلف نشان می دهند که در پاسخ لرزهای سازهها، پارامترهای دیگری نیز دخیل میباشند و صرف بحث نیرو - تغییر مکان در ارتجاعی یا حتی الاستوپلاستیک کامل دوخطی نمیتواند توجیه‌کننده تمامی رفتارهای لرزهای سازه باشد. درنتیجه پژوهشگران، به دنبال پیشنهاد روشی نوین در طرح لرزهای سازهها میباشند. در همین راستا و طی دو دهه اخیر بحث انرژی بسیار موردتوجه قرارگرفته است. زیرا با پیشرفتهای حاصل‌شده در این روش، بسیاری از پارامترها و رفتارهای مطرح در طرح لرزهای سازهها قابلیت توجیه و اعمال در فرایند طراحی را یافتهاند. بااین‌وجود، هنوز هم ناشناختهها و کاستیهای فراوانی درروش انرژی وجود دارد که مانع از ارائه آن به‌عنوان یک روش جامع در قالب آیین‌نامه‌ای مطمئن گشته است. با توجه به تحقیقات و پژوهشهای گسترده‌ای که در حال حاضر روی این موضوع در سطح جهان صورت میگیرد، آتیهای روشن برای آن پیش‌بینی میگردد و چه‌بسا در آیندهای نزدیک، اصول و ضوابط موجود فعلی در آیین‌نامه‌ها با اصول و ضوابط روش انرژی جایگزین گردند.
خسارت جانی ناشی از زمینلرزههای مهم[۱]
ضرورت و اهداف تحقیق
بامطالعه رفتار ساختمانهایی که به روش مقاومتی طراحی شده‌اند و تحت آنالیزهای دینامیکی غیرخطی قرار گرفته‌اند میتوان مشاهده کرد که در طراحی بر اساس مقاومت علیرغم توزیع یکنواخت مقاومت در طبقات، این روش دارای ضعفهایی است و نمیتواند روش کاملی برای طراحی ساختمانها باشد و همواره یک تمرکز انرژی و خسارت در یک یا دوطبقه مشاهده می شود. مطالعات نشان میدهد که بررسی سازهها بر اساس مفاهیم انرژی می تواند رفتار سازه را در هنگام زلزله بهتر نشان دهد، ازاین‌رو در این مطالعه سعی شده که سازه بر اساس مفاهیم انرژی موردبررسی قرار گیرد.
با وقوع زلزله انرژی زیادی به سازه وارد می شود، سازه باید این انرژی را به‌صورتهای مختلف جذب و یا تلف کند. اعضای سازه در برابر انرژی زلزله که مقدار قابل‌توجهی است، وارد محدوده غیر ارتجاعی میشوند تا با تغییرشکلهای خود بتوانند این انرژی را جذب کنند. با وارد شدن اعضای سازهها به محدوده غیر ارتجاعی، تغییرشکلهای ماندگاری در سازه به وجود می آید که برای ادامه بهره برداری از سازه، باید آن اعضایی که بیش‌ازحد تغییر شکل دادهاند یا دیگر قابلیت بهره برداری را ندارند را با اعضای جدید جایگزین و یا آنها را تقویت نمود که اجرای این کار دشوار و هزینه آن نیز بالا میباشد. لذا با قرار دادن میراگرها در سازه، این میراگرها با جذب انرژی زلزله از وارد شدن دیگر اجزای سازه به محدوده غیر ارتجاعی جلوگیری به عمل میآورند و درنتیجه بعد از زلزله اجزای مختلف سازه همچنان قابلیت بهره برداری خود را حفظ کرده اند و فقط میتوان با بازدید میراگرها در صورت لزوم آنها را تعویض و یا تعمیر نمود.
با توجه به مطالب بیان‌شده، در این پژوهش به بررسی سازه هایی که میراگر، به‌عنوان یک روش مقاومسازی، به آنها اضافه‌شده پرداخته می شود. بدین منظور با انتخاب تعدادی قاب فولادی با سیستم قاب خمشی متوسط که بر اساس ویرایش اول استاندارد ۲۸۰۰[۴] طراحی میشوند به بررسی آسیب‌پذیری لرزهای این قابها، تحت زمینلرزههای مختلف حوزه دور و نزدیک و بر اساس مفاهیم انرژی پرداخته و پارامترهایی همچون خسارت طبقات و قابها، جابجایی نسبی طبقات، برش پایه و جابجایی بام را موردبررسی قرار میدهیم سپس با کنترل مقادیر جابجایی نسبی بر اساس آیین‌نامه، لزوم به‌کارگیری روش مقاومسازی جهت کاهش این مقادیر شرح داده می شود. بدین منظور از میراگرهای ویسکوالاستیک جهت کاهش جابجایی نسبی و خسارت وارد برسازه استفاده می شود. یکی از مزایای استفاده از میراگرهای ویسکوالاستیک این است که برای فعال کردن این میراگرها نیاز به تحریک خارجی نیست و برخلاف میراگرهای اصطکاکی که برای کمتر از نیروی لغزش نمی توانند فعال شوند میراگرهای ویسکوالاستیک در هر زلزلهای عمل کرده و انرژی تلف می کنند و بدین ترتیب از خسارت وارد برسازه میکاهند.
ساختار پایان نامه
تحقیق حاضر در پنج فصل به‌صورت زیر تدوین‌شده است:
فصل اول شامل مقدمه، ضرورت و اهداف تحقیق و ساختار پایان نامه میباشد.
در فصل دوم، ابتدا به بررسی مفاهیم انرژی پرداخته و در ادامه شاخص های خسارت معرفی‌شده و با توجه به، به‌کارگیری میراگر بهمنظور مقاومسازی قابهای موردبررسی در این پژوهش، به‌مرور کنترلهای لرزهای، بخصوص انواع میراگرهای غیرفعال پرداخته شده است. با توجه به استفاده از میراگر ویسکوالاستیک در این پژوهش، مشخصات دینامیکی این نوع میراگر و روش طراحی آن به‌طور مفصل بیان می شود.
فصل سوم به معرفی قابهای فولادی و همچنین شتابنگاشتهای مختلف حوزه دور و نزدیک که بهمنظور تحلیل دینامیکی غیرخطی به روش استاندارد ۲۸۰۰ مقیاس شده اند، می پردازد. در ادامه نرمافزار Perform-3D معرفی و در انتهای فصل صحت مدلسازی میراگر ویسکوالاستیک در نرمافزار فوق موردبررسی قرار میگیرد.
فصل چهارم با توجه به نتایج به‌دست‌آمده از تحلیل دینامیکی غیرخطی قابها تحت زلزلههای حوزه دور و نزدیک، به بررسی انرژی، خسارت، جابجایی نسبی، برش پایه و جابجایی بام در طبقات و قابها، قبل و بعد از مقاومسازی با میراگر ویسکوالاستیک می پردازد.
فصل پنجم به ارائه خلاصهای از نتایج به‌دست‌آمده پرداخته و پیشنهاداتی برای تحقیقات آتی ارائه میگردد.
مروری بر منابع
مقدمه
مهندسی عمران پس از زلزله نورثریج در لس انجلس در سال ۱۹۹۴ و زلزله ای عظیم در کوبه ژاپن دچار تحول عظیم شد. تا آن زمان فلسفه کلی طراحی لرزهای بر پاسخ جلوگیری از واژگون شدن سازه و ممانعت از تلفات جانی بود. بنابراین برای اطمینان از عدم واژگونی سازه، مهندسین نیاز داشتند تا سازه‌هایی را طراحی کنند که منجر به کاهش خسارت بر اساس کاربری ساختمان گردد.
