مقاله مهندسی زلزله


دنلود مقاله و پروژه و پایان نامه دانشجوئی

مقاله مهندسی زلزله مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۱۶۰  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود مقاله مهندسی زلزله نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

فهرست مطالب

فصل اول   ۰
۱-۱) مقدمه   ۰
۱-۲) اهداف مجموعه حاضر   ۰
۱-۱) مقدمه   ۱
۱-۲) اهداف مجموعه حاضر   ۳
۱-۳) ساختار مجموعه حاضر   ۵
فصل یکم: پیش گفتار و ساختار   ۵
فصل دوم: تئوری های حاکم بر رفتار لرزه ای سازه   ۵
فصل سوم: بررسی رفتار ارتجاعی و غیر ارتجاعی قابهای فولادی با بادبند واگرا   ۶
فصل چهارم: بررسی تأثیرمشخصات تیرپیوند در ضریب رفتار قاب های فولادی با بادبند واگرا   ۷
فصل پنجم: جمع بندی، نتایج و پیشنهادات   ۷
فصل دوم   ۸
تئوری های حاکم بر رفتار لرزه ای سازه ها   ۸
۲-۱) مقدمه ای بر طراحی لرزه ای و اهداف آن   ۹
۲-۲) رفتار نیرو – تغییر شکل   ۱۲
۲-۳) شکل پذیری   ۱۶
۲-۳-۱) عملکرد شکل پذیری   ۱۷
۲-۳-۶) شکل پذیری نیاز   ۲۵
۲-۳-۹)جذب و استهلاک انرژی   ۳۳
۲-۴) ضریب کاهش نیروی زلزله در اثر شکل پذیری   ۳۴
۲-۴-۱) دورنما   ۳۴
۲-۴-۲) فرضیه برابری تغییر مکان ها   ۳۶
۲-۴-۳) فرضیه برابری انرژی جذب شده   ۳۷
۲-۵)مبانی نظری رفتار و عوامل مؤثر در آن   ۴۵
۲-۵-۱)کلیات   ۴۵
۲-۵-۲) روش های محاسبه ضرایب رفتار   ۵۰
۲-۵-۲-۱) روش های آمریکایی   ۵۰
۲-۵-۲-۱-۱) روش طیف ظرفیت فریمن   ۵۱
۲-۵-۲-۱-۲) روش ضریب شکل پذیری یوانگ   ۵۳
۲-۵-۱ -۲)روش های اروپایی   ۶۰
۲-۵-۱-۲-۱) روش تئوری شکل پذیری   ۶۰
۲-۵-۲-۲) روش انرژی   ۶۱
۲-۵-۳) مقایسه روشهای محاسبه ضریب رفتار   ۶۲
۲-۵-۴)روش محاسبه ضریب رفتار در این پژوهش   ۶۳
۲-۵-۵)مقاومت افزون   ۶۳
۲-۵-۵-۱) عوامل مؤثر در مقاومت افزون   ۶۶
۲-۵-۵-۲) تعیین ضریب رفتار ناشی از مقاومت افزون   ۶۷
۲-۵-۵-۴) استفاده از ضریب مقاومت افزون در ترکیبهای بارگذاری IBC , UBC ,  NEHRP   ۷۰
۲-۵-۶)کاهش نیروی زلزله توسط ضرایب تنش مجازه سازه   ۷۱
۲-۵-۷) درجه نامعینی   ۷۳
۲-۵-۷-۳) آثار درجه نامعینی بر پاسخ لرزه ای سازه ها   ۸۰
فصل سوم   ۸۲
بررسی رفتار ارتجاعی و غیر ارتجاعی قابهای فولادی با مهاربندی واگرا(EBF)   ۸۲
۳-۱)کلیات   ۸۲
۳-۲) مشخصات سیستم های لرزه بر فولادی و مقایسه آنها   ۸۳
۳-۲-۱) سیستم قاب خمشی (MRF )   ۸۳
۳-۲-۳) سیستم قاب با مهاربندی واگرا ( EBF )   ۸۷
۳-۳-۲)آزمایشات تیر پیوند با لنگرهای انتهایی نا مساوی   ۹۳
۳- ۴)رفتار قابهای با مهاربندی خارج از مرکز   ۹۵
۳-۴-۱)  رفتار ارتجاعی قاب های مهار بندی شده خارج از مرکز ( EBF )   ۹۶
۳-۴-۱-۱) عوامل مؤثر بر سختی جانبی قابهای EBF   ۹۶
۳-۴-۱-۲ عوامل مؤثر بر پریود قابهایEBF   ۹۷
۳-۴-۱-۳ )عوامل مؤثر بر مقاومت جانبی قابهای EBF   ۹۸
فصل چهارم   ۱۰۵
بررسی تأثیرمشخصات تیرپیوند در ضریب رفتار قاب های فولادی با بادبند واگرا   ۱۰۵
۴-۱) مقدمه   ۱۰۶
۴-۲) انتخاب مدل   ۱۰۷
۴-۳) تحلیل استاتیکی معادل وطراحی سیستمEBF بالینک وسط   ۱۰۸
۴-۴) ملاحظات تحلیل غیرخطی سیستم سازه ای EBF لینک وسط   ۱۰۹
۴-۵) تعیین و کنترل ضریب رفتار سیستم های EBF لینک وسط با استفاده از منحنی ظرفیت سازه   ۱۱۰
۴-۵-۱) قاب های با نسبت ۱۵/۰=   (لینک برشی)   ۱۱۱
۴-۵-۱-۱) قاب سه طبقه EBF با نسبت   برابر ۱۵/۰   ۱۱۲
۴-۵-۱-۳) قاب نه طبقه با نسبت با   برابر ۱۵/۰   ۱۱۸
۴-۵-۲) قابهای با نسبت ۳/۰=    ۱۲۲
۴-۵-۳) قابهای با نسبت ۴۵/۰= (لینک خمشی)   ۱۳۰
۴-۶) بررسی تحلیلی عوامل مؤثر بر ضریب رفتار در سیستم های EBF   ۱۳۷
فصل پنجم   ۱۴۶
جمع بندی نتایج و پیشنهادات   ۱۴۶
۵-۱) مقدمه   ۱۴۷
۵-۲)بررسی ضریب رفتار قابهای EBF با نسبت e/L های مختلف   ۱۴۷
۵-۳) بررسی ضریب شکل پذیری قابهای EBF با نسبت e/L های مختلف   ۱۴۹
۵-۴) بررسی ضریب تنش مجاز قابهای EBF با نسبت e/L های مختلف   ۱۵۰
ارائه  پیشنهاد برای ادامه تحقیقات   ۱۵۴

۱-۱) مقدمه

میلیون ها سال است که زلزله در جهان به وقوع پیوسته و در آینده نیز به همانگونه که در گذشته بوده است، اتفاق خواهد افتاد. این پدیده طبیعی هنگامی به یک مصیبت بزرگ انسانی تبدیل می گردد که در منطقه ای شهری با بافت متراکم اتفاق بیافتد. نمونه آثار این سانحه مرگ آور، در زلزله های بزرگ ایران همچون زلزله سال ۱۳۸۲ بم و زلزله ۱۳۶۹ منجیل بر هیچکس پنهان نیست. با وجود آگاهی از بسیاری از عوامل وقوع این پدیده، جلوگیری از وقوع این پدیده، با علم کنونی بشر امکان پذیر نمی باشد؛ لیکن کاهش اثر ارتعاشات نیرومند زلزله در قالب تقلیل خسارات، صدمات و مخصوصاً تلفات جانی ناشی از آن امکان پذیر می باشد.

علم مهندسی زلزله به اثرات زلزله بر انسان ها و محیط آن ها و همچنین روش های کاهش این آثار می پردازد. مطالعه زلزله و اثرات ناشی از آن با توجه به مدارک مکتوب متعلق به زلزله های ژاپن و نواحی شرق مدیترانه به تقریباً ۱۶۰۰ سال قبل برمی گردد. سوابق مطالعات زلزله در نواحی فعال لرزه ای آمریکا تنها به ۲۰۰ الی ۳۵۰ سال قبل برمی گردد. ولی بشر میلیون ها سال است که از وقوع این پدیده مطلع است ولی تجربه و دانش او از علم زلزله خیلی کمتر از عمر این پدیده است. مهندسی زلزله در ابتدای قرن بیستم زاده و در انتهای آن به کمال خود رسید. از سال ۱۹۰۸ در ایتالیا ضوابط بارگذاری لرزه ای براساس قضاوت مهندسی آغاز و در بسیاری کشورهای جهان پذیرفته و اجرا شد. با تولد رایانه ها و افزایش استفاده از آن ها در انجام عملیات های زمان بر و تکراری دستی، علم دینامیک سازه به طور جدی به عرصه مهندسی زلزله وارد شد. اما ۴۰ سال طول کشید تا طراحی لرزه ای متکی بر تحلیل های دینامیکی سازه گردد. در فاصله دهه ۶۰میلادی تا اواخر دهه ۷۰، تلاش ها، عمدتاً صرف آشتی دادن ضوابط قبلی و یافته های جدید شد و معرفی ضریب رفتار حاصل این تلاش های آشتی جویانه است. در کنار شناخت ماهیت زلزله و نحوه وارد آوردن نیرو به ساختمان ها همواره آنچه نیروی زلزله بر آن وارد می شود یعنی خود ساختمان و سیستمی که مقاومت لازم در برابر قدرت ارتعاشات را داشته باشد مورد توجه مهندسین سازه بوده است. رشد و توسعه انواع سیستم های سازه ای از ساختمان های خشتی تا آسمان خراش ها، از مصرف خشت و چوب تا طراحی قالب های لرزه بر با استفاده از بتن و فولاد و امروز مصالح ترکیبی (کامپوزیت) و …، همگی گواه این مسئله می باشند. اما آنچه مهم است، طراحی لرزه ای این سیستم ها و اهداف آن ها که پایه و اساس روابط حاکم بر آن را تشکیل می دهد، می باشد. اهداف طراحی لرزه ای و روابط معادلات موجود حال در مسیر تکامل، به طراحی براساس عملکرد لرزه ای سازه رسیده است. چیزی که عرصه جدیدی از طراحی لرزه ای و لزوم تحقیق و جستجو در این زمینه را پیش رو مهندسین سازه نهاده است. مطالعه لرزه ای سیستم های معمول سازه ای یا به عبارتی یافتن یک تعادل بین مقاومت سازه و اثرات ناشی از زلزله مانند تغییر مکان ها، کاهش و افت  مقاومت و سختی و نهایتاً شکست و فروپاشی مصالح و کل سازه، می رود تا شکل تازه ای به خود بگیرد. لذا در راستای طراحی سازه براساس عملکرد، که در آن در سطح کاربردی معمول به دنبال از بین بردن تلفات جانی و استقرار سازه در محدوده های ایمنی هستیم، بازنگری مجدد سیستم های سازه ای و خصوصیات سختی و شکل هندسی و محدودیت های شکل پذیری و تغییر مکان های آن ها، از جمله فعالیت های مؤثر تا دستیابی به روش های طراحی براساس عملکرد می باشند.

یکی از این سیستم های سازه ای که تولد آن نشانه تیزبینی پروفسور پوپوف و همکارانش بوده است و در سازه های بزرگ بسیاری در سطح جهان مورد استفاده قرار گرفته است، سیستم قاب های لرزه بر فولادی با مهاربندی واگرا می باشد. رفتار این سیستم ها که دارای شکل پذیری بالایی می باشند و از لحاظ عملکرد هندسی و معماری بسیاری از محدودیت ها را از میان برمی دارند، حداقل در کشور ما آنچنان معرفی نشده است.

 

1-2) اهداف مجموعه حاضر

با پیش رو بودن عصر نوین در طراحی لرزه ای و توجه به خصوصیات و پاسخ های متفاوت سیستم های لرزه بر در برابر زلزله استفاده از  سیستم های بادبندی برون محور  بسیار گسترش یافته است. با توجه به اینکه کشور ایران در مجموعه کشورهای لرزه خیز می باشد و همچنین توجه به این مسأله که این کشور در حال توسعه اقتصادی است، احداث بناهای با کاربردی های متفاوت و با درجات اهمیت بالا و متوسط، بسیار حیاتی می باشد، لذا لزوم یک آیین نامه قدرتمند که بتواند با اعمال قوانین روشن و واضح در عرصه طراحی و اجرای  همگام با توسعه ساخت و ساز در کشور، حافظ منافع و منابع ملی این مرز و بوم باشد، شدیداً احساس می شود. آنگونه که مشاهده میشود، استاندارد ۲۸۰۰ ایران توانسته به گوشه ای از این اهداف دست یابد. خوشبختانه ا ستاندارد مذکور در حال توسعه و بازنگری دائمی بوده و امید آن می رود که روزی به یک مجموعه مستقل در بخش طراحی لرزه ای و مهندسی زلزله از لحاظ مبانی، تبدیل گردد. در ویرایش سوم استاندارد ۲۸۰۰ (۱۳۸۴)، که آخرین ویرایش آن تا این تاریخ می باشد، بسیاری تفاوت ها و تغییرات بنیادی در ارقام کنترل و طراحی در مقایسه با ویرایش های قبلی به چشم می خورد. لیکن به جهت مطالعه تحقیقی بخش کوچکی از این آیین نامه به مطالعه قاب های ساده با بادبندهای برون محور و عوامل مؤثر بر ضرایب رفتار خطی و غیرخطی آن پرداخته شده.  در این  ویرایش همچنین این قاب ها جز معدود مواردی هستند که عدد جدیدی برای آن اعلام نشده است. لذا ما در این مجموعه با مطالعه و تحلیل پارامترهای ضریب رفتار سیستم مذکور همچون شکل پذیری، ضرایب اضافه مقاومت و ضرایب تنش مجاز متأثر از مشخصات هندسی مرسوم این سازه ها که در بخش های آتی بدان ها پرداخته خواهد شد، به دنبال تعیین ضریب رفتار سیستم های قاب های ساختمانی فولادی ساده با بادبندهای برون محور هستیم. تا بتوان نقص این آیین نامه را در این مورد در حدامکان نشان دهیم، امید است این تحقیق باعث صرفه جویی در مصرف و کاربرد غیرلازم فولاد، این سرمایه ملی و گران قیمت گردد.

 


1-3) ساختار مجموعه حاضر

پایان نامه حاضر با اهدافی که در بخش های پیشین عنوان گردید، در پنج فصل نگاشته و تنظیم شده است:

فصل یکم: پیش گفتار و ساختار

این فصل شامل پیشگفتار و مقدمه ای بر مهندسی زلزله و لزوم انجام تحقیق درباره ضریب رفتار سازه ها با سیستم های باربری لرزه ای متفاوت من جمله سیستم قاب ساده فولادی با بادبند واگرا می باشد.

فصل دوم: تئوری های حاکم بر رفتار لرزه ای سازه

در این فصل پس از بیان مقدمه ای بر طراحی لرزه ای و اهداف آن در آیین نامه های زلزله ایران،SEAOC ، ATC40 و UBC97 به رفتار نیرو – تغییر شکل سازه ها تحت بارهای چرخه ای و صعودی می پردازیم. مفهوم شکل پذیری و عملکرد انواع مختلف آن در این فصل توضیح داده خواهد شد. با معرفی شکل پذیری نیاز و مقدمه ای بر طراحی سازه براساس شکل پذیری به دنبال یافتن تأثیر شکل پذیری در کاهش نیروی طراحی خواهیم بود. در ادامه با مروری بر طیف ظرفیت و تعریف ضریب رفتار سازه به تعیین عوامل مؤثر بر آن با توجه به طیف ظرفیت پرداخته و مفاهیم اضافه مقاومت و ضرایب تنش مجاز و در نهایت خود ضریب رفتار بازگو خواهد شد. در بخش های دیگری  با معرفی روش آنالیز غیر خطی استاتیکی یا روش بارافزون (pushover) و ترازهای عملکرد لرزه ای سازه در تحلیل های غیرخطی به تعیین نقطه عملکرد سازه خواهیم پرداخت. مفاهیم تبدیل منحنی ظرفیت و نیاز به فرمت یکسان ADRS  و میرایی و انواع رفتار سازه ای از دیگر مباحث فصل دوم می باشد. پس از مروری بر انواع مفاصل پلاستیک در این بخش و ملاک های پذیرش و کنترل عملکرد سازه به تعیین ضریب رفتار سازه با استفاده از طیف های ظرفیت – نیاز سازه پرداخته می شود. با ارائه مفاهیم کاهش تأثیر زلزله به علت افزایش پریود، اتلاف انرژی و میرایی، اضافه مقاومت و کنترل ضریب رفتار و مبانی مفروض در این تحقیق مباحث فصل دوم به سرانجام می رسد.

 

فصل سوم: بررسی رفتار ارتجاعی و غیر ارتجاعی قابهای فولادی با بادبند واگرا

در این فصل ابتدا به معرفی عمومی سیستم های قاب فولادی مهاربندی شده با بادبند واگرا EBF و ذکر محاسن و لزوم استفاده از این نوع سیستم باربر سازه ای پس از ذکر تاریخچه تولد این نوع آرایش سازه ای پرداخته و با معرفی انواع اشکال هندسی این نوع سازه ها به پردازش سختی، زمان تناوب و مقاومت و رابطه آن ها با خصوصیات هندسی سازه خواهیم پرداخت. پس از مطالعه رفتار هیسترزیس این سیستم به بحث ملاحظات طراحی این گونه قاب ها می رسیم. در این بخش به صورت خلاصه عمده مباحث موجود در مورد طراحی این نوع سیستم ها و علی الخصوص مشخصات تیر پیوند در این قاب ها و انواع رفتارهای مکانیکی مربوطه پرداخته خواهد شد.

 

فصل چهارم: بررسی تأثیرمشخصات تیرپیوند در ضریب رفتار قاب های فولادی با بادبند واگرا

در این فصل پس از انتخاب مدل و شرح ملاحظات تحلیل خطی و غیرخطی استاتیکی به ارائه نتایج تحلیل غیرخطی و محاسبه پارامترهای رفتار غیرخطی استاتیکی به ارائه نتایج تحلیل غیرخطی و محاسبه پارامترهای رفتار غیرخطی سازه براساس طیف های ظرفیت سازه پرداخته خواهد شد. در این راستا قاب های EBF با ترازهای ارتفاعی و خصوصیات هندسی متفاوت مورد تحلیل قرار می گیرد. از دیگر مواردی که در این فصل به آن پرداخته شده تحلیل و تعیین پارامترهای مؤثر بر ضریب رفتار سازه و تعیین ضریب رفتار سازه های طراحی شده براساس عملکرد مناسب لرزه ای می باشد. در ادامه با بررسی تحلیلی ارقام به دست آمده، نتایج مدل سازی ها ارائه می شود.

 

فصل پنجم: جمع بندی، نتایج و پیشنهادات

این فصل شامل جمع بندی تحلیلی نتایج بدست آمده در فصل چهار می باشد. در ادامه این فصل به ارائه پیشنهاد جهت توسعه و ادامه مطالعه و تحقیق در پروژه های تحقیقاتی آتی پرداخته خواهد شد.

در پایان فهرستی از منابع، مراجع و جداول آیین نامه ای استفاده شده جهت انجام این تحقیق در بخش مراجع این مجموعه آمده است.

 

فصل دوم

تئوری های حاکم بر رفتار لرزه ای سازه ها

 ۲-۱) مقدمه ای بر طراحی لرزه ای و اهداف آن

طرح ساختمان های مقاوم در برابر بار زلزله، همچون طرح سازه ای برای سایر حالات بار، اساساً به معنی مشخص نمودن  نیروها و تغییر شکل های متناظر و همچنین تعیین اندازه و جزئیات اعضاء برای تحمل این نیروها و تغییر شکل ها است. در برخی ساختمان های خاص مثل راکتورهای اتمی، طرح سازه در مقابل زلزله عمدتاً بر رفتار ارتجاعی استوار بوده و تنش های بحرانی در سازه باید کمتر از تنش های حد تسلیم باشد. اما در طراحی ساختمان های متداول، مخصوصاً قاب ها، یک طرح اقتصادی با مجاز دانستن تسلیم بعضی اعضاء طی زلزله های شدید به دست می آید. ضوابط موجود در آیین نامه های زلزله، به طور ضمنی هدف از طراحی لرزه ای برای ساختمان ها را بصورت های زیر بیان می دارند:

الف) آیین نامه زلزله ایران (استاندارد ۲۸۰۰)

زلزله های با شدت کم را بدون ایجاد خسارت تحمل کنند. از یک سازه انتظار می رود که این تحریک های کوچک را که در طول عمر سازه به دفعات اتفاق می افتد، بصورت ارتجاعی و بدون ایجاد تسلیم تحمل کند.

زلزله های با شدت متوسط را با ایجاد خسارات بسیار جزئی سازه ای و مقداری خسارات غیرسازه ای تحمل نمایند که با طرح و اجرای مناسب، انتظار می رود که خسارات سازه ای در این محدوده قابل تعمیر باشد.

زلزله های شدید را بدون فروریزی تحمل کنند و تلفات جانی نداشته باشند، که ساختمان های با اهمیت زیاد باید علاوه بر ایستایی در سطح بهره برداری خود نیز قرار داشته باشند.

لازم به ذکر است که زلزله های شدید یا زلزله طرح به زلزله ای اطلاق می گردد که احتمال وقوع آن در طی مدت ۵۰ سال عمر مفید ساختمان، کمتر از ۱۰% باشد و زلزله خفیف یا متوسط زلزله ای است که در طی این مدت احتمال وقوع بیش از ۵/۹۹ درصد را دارا می باشد.

ب) آیین نامه انجمن مهندسین سازه کالیفرنیا (SEAOC) [1]

1) در زلزله های با شدت کم که به دفعات اتفاق می افتند از خسارت غیرسازه ای جلوگیری شود.

۲) در زلزله های متوسط که گهگاه ممکن است اتفاق بیافتد از خسارت سازه ای جلوگیری شود و خسارت غیرسازه ای هم به حداقل برسد.

۳) در زلزله های شدید هم که به ندرت اتفاق می افتد، از فروریزی ساختمان جلوگیری شود.

ج) آیین نامه ATC-40

این آیین نامه با معرفی سه سطح نیرو زلزله یعنی بهره برداری (SE)، و شدید (ME) و با تعریف سطوح عملکرد مختلف شامل قابل بهره برداری، خسارات جزیی، ایمنی جانی و پایداری سازه که توسط کارفرما تعیین می شود!، سازه را مورد تحلیل لرزه ای قرار می دهد.

د) آیین نامه UBC97

در این آیین نامه با آنالیز سازه ها براساس کفایت سازه ها، اثرات پاسخ غیرخطی ساختمان همچون اضافه مقاومت ها و شکل پذیری عناصر مختلف مدنظر قرار می گیرد.

بر طبق معیارهای فوق، توجه اصلی در مقاوم سازی در برابر زلزله به ایمنی جانی معطوف است؛ یعنی جلوگیری از فروریزی تحت شدید ترین زلزله ای که در طول عمر سازه محتمل است. سازه ای که براساس چنین فلسفه ای طراحی شده باشد، تحت نیروهای زلزله شدید که قرار می گیرد آن را به محدوده غیرخطی سوق می دهد. چرا که طرح سازه ها برای رفتار خطی تحت لرزش های ناشی از زلزله های بزرگ اساساً اقتصادی نیست. لذا اکثر ساختمان ها برای نیروی برشی به مراتب کوچکتر از نیروی برشی حد تسلیم نظیر قوی ترین زمین لرزه ای که احتمال وقوع آن می رود، طراحی می شوند. بنابراین صدمه دیدن ساختمان ها تحت تحریکات بزرگ زمین، چندان تعجب آور نیست و تلاش مهندسین در این جهت است که طراحی طوری صورت گیرد که خسارت به درجه قابل قبولی محدود گردد. ساختمان هایی که براساس روش های این آیین نامه ساختمانی طراحی شده اند، قادر به مقاومت در برابر نیروهایی هستند که به میزان قابل توجهی بزرگتر از نیروهای مبنای طراحی می باشند و همچنین تغییر شکل ها و تنش های توزیع یافته در طی یک زمین لرزه بزرگ، از حدود ارتجاعی مصالح سازه ای تجاوز خواهد کرد. از این رو نمی توان فرض کرد که پاسخ سازه ای، به طور کامل خطی باشد. و در نتیجه، نتایج پیش بینی شده، بوسیله تحلیل های خطی معتبر نیستند. ضوابط آیین نامه ای، از این جهت مطلوب هستند که طرح های اقتصادیی را ایجاد می کنند، به این طریق که بگونه ای مطلوب، در برابر زمین لرزه های شدید مقاومت داشته باشند. حتی یک مقدار قابل ملاحظه میرایی و مقاومت های ذخیره ای محاسبه نشده، نمی تواند این مغایرت و تناقض را جبران کند. این اختلاف معمولاً بواسطه جذب انرژی در سازه، از طریق تغییر شکل های غیرارتجاعی اعضای سازه ای و اجزای غیرسازه ای که ممکن است بوسیله یک زمین لرزه با شدت ملایم تولید شوند توجیه می گردد. در حالت کلی تلاش می شود که نیل به اهداف فوق با فراهم آوردن مقاومت، سختی، شکل پذیری، قابلیت اتلاف انرژی و …به مقدار لازم صورت گیرد [۲].

۲-۲) رفتار نیرو – تغییر شکل

همانطور که عنوان شد، در بیشتر ساختمان ها یک طرح اقتصادی با پذیرش تسلیم در برخی اعضاء تحت نیروهای ناشی از زلزله ای متوسط تا شدید به دست می آید. بنابراین پاسخ تغییر شکلی سازه در هر دو محدوده ارتجاعی و غیرارتجاعی، دارای اهمیت است و آزمون های آزمایشگاهی متعددی نیز برای تعیین این پاسخ تحت شرایط زلزله انجام شده است.

۲-۲-۱) رفتار هیسترزیس

به هنگام زلزله، سازه تحت حرکت نوسانی قرار گرفته و تغییر شکل های رفت و برگشتی تجربه می کند. آزمایش های چرخه ای که چنین شرایطی را مشابه سازی می کنند، بر روی اعضاء، اتصالات، مدل های با مقیاس کوچک و حتی مدل های تمام مقیاس انجام شده است. نتایج مبین این است که نمودار نیرو- تغییر شکل تحت بارهای رفت و برگشتی تشکیل منحنی های حلقه ای شکل می دهد که منحنی هیسترزیس نامیده می شود.

در شکل (۲-۱) یک حلقه هیسترزیس نیرو- تغییر مکان نشان داده شده است[۳]، القاء انرژی از نقطه D  تا نقطه A برابر مساحت زیر نمودار نیرو تغییر مکان بوده و با سطح AED مشخص می شود. هنگامی که سازه از نقطه A تا نقطه B حرکت می کند، انرژی معادل سطح BAE باز پس گرفته می شود. این رابطه در بین نقاط B و C و بین نقاط C و D نیز صادق است. نتیجتاً، در هر سیکل بارگذاری و باربرداری، انرژی نظیر سطح داخل منحنی ABCD اتلاف می گردد. در واقع سطح داخلی منحنی هیسترزیس عبارت است از مقدار انرژی تلف شده بصورت حرارت، مقدار این میرایی با بالا رفتن مقدار تغییر شکل و افزایش سطح محصور شده منحنی افزایش می یابد. لذا هر چه حلقه های هیسترزیس باریک تر و کم حجم تر باشد، اتلاف انرژی زلزله کمتر و بالعکس اگر دوکی شکل و حجیم تر باشند، رفتار لرزه ای مناسب تر خواهد بود. نکته قابل توجه در بارهای لرزه ای اینست که سازه های ساختمانی تحت اثر حرکات زمین، تعداد زیادی رفت و برگشت بار را متحمل می شوند و دربعضی از انواع سازه ها، ممکن است مقاومت و یا سختی سیستم بعد از هر

چرخه، تنزل، یابد. شکل(۲-۲). مسلماً این سازه ها در مقایسه با سازه هایی که فاقد چنین کاهشی هستند، نامناسب تر بوده و قابلیت کمتری از خود نشان می دهند.

شکل (۲-۳) نشان دهنده رابطه بار افقی جابجایی برای دو قاب مختلف است. شکل (۲-۳-الف) رفتار نامناسب مقاومت در برابر زلزله را نشان می دهد؛ حلقه های هیسترزیس باریک و له شده هستند، مقاومت تحت اثر تکرار بارگذاری کاهش پیدا می کند و مساحت محاط شده توسط یک حلقه که نمایانگر ظرفیت اتلاف انرژی است، کوچک می باشد. این مشخصه معمولاً مربوط به قاب های بتنی می باشد در قاب های فولادی هم که ناپایداری های موضعی و کلی، گسیختگی اتصالات و جوش ها رخ دهد حلقه های هیسترزیس بدین شکل خواهد شد. از طرف دیگر، قاب شکل (۲-۳- ب) بیانگر رفتار مناسب در برابر زلزله است؛ حلقه های هیسترزیس پایدار و بدون کاهش مقاومت هستند و ظرفیت اتلاف انرژی زیاد است. این نوع رفتار را برای یک قاب EBF با طراحی صحیح می توان انتظار داشت.

بطور کلی یک رفتار هیسترزیس خوب دارای شرایط زیر است[۴]:

الف- عدم کاهش مقاومت در اثر بارگذاری.

ب- عدم کاهش مقاومت در اثر جابجایی های زیاد.

ج- عدم کاهش سختی در اثر تناوب بارگذاری و جابجایی های زیاد.

بطور کلی رفتار هیسترزیس یک سازه بستگی به نوع سیستم  سازه ای، اجزاء و مصالح بکار رفته در آن دارد.

 

2-2-2) رابطه نیرو تغییر شکل تحت بار صعودی

شکل (۲-۴) نمودار نیرو – تغییر مکان سازه ای را تحت بارگذاری صعودی نشان می دهد. به منظور سهولت در محاسبات، این نمودار را می توان با یک نمودار الاستوپلاستیک دو خطی جایگزین نمود. عموماً ایده آل سازی طوری انجام می شود که مساحت زیر نمودار واقعی و نمودار ایده آل تا تغییر شکل نهایی یکسان گردند. در نمودار ایده آل در بارگذاری تا نقطه تسلیم، رفتار، الاستیک خطی با سختی K می باشد. در نقطه تسلیم، نیروی   و تغییر شکل نظیر  می باشد. از این نقطه به بعد تغییر شکل با نیروی ثابت صورت می گیرد و در تغییر شکل نهایی  سازه گسیخته می شود.


۲-۳) شکل پذیری

 

100,000 ریال – خرید

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید. 

 

 

مطالب پیشنهادی:
  • پاورپوینت تاثیر نیروی زلزله بر پی سد ها
  • مقاله اثر بلایای طبیعی بر محیط زیست
  • مقاله زلزله
  • مقاله زلزله
  • مقاله زلزله
  • برچسب ها : , , , , , , ,
    برای ثبت نظر خود کلیک کنید ...

    براي قرار دادن بنر خود در اين مکان کليک کنيد
    به راهنمایی نیاز دارید؟ کلیک کنید
    

    جستجو پیشرفته مقالات و پروژه

    سبد خرید

    • سبد خریدتان خالی است.

    دسته ها

    آخرین بروز رسانی

      چهارشنبه, ۲۲ آذر , ۱۳۹۶
    
    اولین پایگاه اینترنتی اشتراک و فروش فایلهای دیجیتال ایران
    wpdesign Group طراحی و پشتیبانی سایت توسط دیجیتال ایران digitaliran.ir صورت گرفته است
    تمامی حقوق برایbankmaghale.irمحفوظ می باشد.