پایان نامه ارزیابی آسیب پذیری ومقاوم سازی لرزه ای قابهای بتن مسلح دارای طبقه نرم

پایان نامه ارزیابی آسیب پذیری ومقاوم سازی لرزه ای قابهای بتن مسلح دارای طبقه نرم

چکیده

در این رساله بعد از بررسی رفتار اعضای بتن مسلح دارای طبقه نرم تحت بارهای سیکلی ، توابع آسیب پذیری مورد بررسی قرار می گیرند، سپس دوازده مورد قاب بتن مسلح تحت اثرشتاب نگاشت زلزله طبس و السنترو با استفاده از برنامه (٦.١ Ver)IDARC  آنالیز دینامیکی غیر خطی شده و شاخص خسارت در کل قابها، طبقات واعضای تیر وستون بررسی خواهد شد.

نتایج حاصل از تحلیل نشان می دهد که تشکیل طبقه نرم که به واسطه طول زیاد ستونهای طبقه اول نسبت به سایر طبقات و یا سختی میانقابها ی طبقات فوقانی ایجاد می گردد می تواند در خرابی زود هنگام سازه وتشکیل مفاصل پلاستیک در پای ستونهای طبقه همکف بسیار خطر آفرین باشد همچنان که در متن این رساله بدان خواهیم پرداخت ، بسیاری از سازه های بتن مسلح وحتی سازه های دیگر درزلزله های مختلف بعلت پدیده تشکیل طبقه نرم در سازه دچار خرابی های کلی شده اند. 

مقدمه

ارزیابی رفتار سازه ها در زمین لرزه های بزرگ نمایانگر ایجاد خسارات قابل توجه حتی در ساختمانهای طراحی شده بر پایه اصول مهندسی است و این به معنای نا کافی بودن تک پارامتر مقاومت به ویژه در زمین لرزه های بزرگ  ودر سطح فرو ریزش است .رفتار نا مطلوب سازه ها در برابر زمین لرزه محققان را بر آن داشت تا پارامترهای دیگری در طراحی سازه ای مد نظر قرار دهند.یکی از پارامترها که در نگرش نوین پژوهشگران به رفتار  سازه ها مد نظر قرار گرفته است ، مفهوم انرژی در سازه ها است .

در سال ١٩٨٤ پارک - انگ با استفاده از رابطه معروف شاخص خسارت پارک - انگ روشی در جهت طراحی سازه ها ارائه دادند در این روش عمده ترین پارامترهای اولیه طرح ،برش پایه و شاخص شدت زمین لرزه است که بر اساس آن شکل پذیری سازه بدست می آید. [١]

آکی یاما در کتاب خود (١٩٨٥) روشی را برای طراحی سازه ها ارائه داد که مبتنی بر طیف انرژی ورودی (از طریق طیف سرعت معادل )و توزیع بهینه خسارت در کل سازه است .[٢] 

روش ارزیابی آسیب پذیری سریع ( ٢١ ATC )

با وجود اینکه این روش تقریبی است ، در شناخت سریع وضعیت ساختمانها و آسیب پذیری آنها در مقابل زلزله موثر است در این روش کلیه عوامل موثر در آسیب پذیری ساختمان که در دسترس هستند از طریق اسناد و مدارک مثل دفترچه محاسبات ، نقشه های سازه ای ، نقشه های اجرایی ، تغییرات حین ساخت و بعد از ساخت باید جمع آوری شوند  برخی از مشخصات ساختمان که با میزان آسیب های وارده در هنگام زلزله مرتبط بوده و با بررسی عینی قابل تشخیص هستند در زیر آورده شده است .

١-شناخت سیستم سازه ای : تشخیص سیستم سازه ای در شناخت رفتار ساختمان در هنگام زلزله و همچنین برای ارزیابی ساختمان از لحاظ خطراتی که در بردارد موثر است که این شناخت از روی نقشه ها و یا بازدید دقیق از داخل و خارج ساختمان به دست می آید .

٢-ارتفاع یا تعداد طبقات ساختمان : آمار زلزله نشان داده است که ساختمانهای بلند بیشتر در معرض خطر آسیب دیدگی قرار دارند ساختمانهای بین ١ تا ٣ طبقه کوتاه ، ٤ تا ٧ طبقه متوسط و ٨ به بالا جزوه 

فهرست مطالب

چکیده ........................................................................................................................................................................س
مقدمه .......................................................................................................................................................................ص
فصل ۱ بررسی خسارات وارد از زلزله بر ساختمانهای بتن مسلح دارای طبقه نرم ....................................... ۱
۱ مقدمه ................................................................................................................................................................. ۲ -۱
۲ وضعیت ساختمانهای بتن آرمه در ایران و میزان آسیب پذیری آنها در برابر زلزله ............................................... ۳ -۱
۳- انواع مهم خسارات ناشی از زلزله ..................................................................................................................... ۳ -۱
۱- خسارت به اجزای سازه ای ......................................................................................................................... ۳ -۳-۱
۲- خسارت بر اجزای غیرسازه ای...................................................................................................................... ۳ -۳-۱
۴- انواع خسارات ناشی از زلزله در ساختمانهای بتن مسلح...................................................................................... ۴ -۱
۵- طبقه نرم ........................................................................................................................................................... ۵ -۱
۶- تصاویر خرابی های ساختمانهای بتن مسلح دارای طبقه نرم وتاثیر منفی میانقابها ............................................... ۵ -۱
فصل ۲ روشهای ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای ساختمان ها...................................................................... ۱۶
۱ مقدمه ............................................................................................................................................................... ۱۷ -۲
۲- روش های ارزیابی آسیب پذیری.................................................................................................................... ۱۸ -۲
۱- روشهای كیفی ........................................................................................................................................... ۱۸ -۲-۲
۱۹...................................................................................( ATC ۱- روش ارزیابی آسیب پذیری سریع ( 21 -۱-۲-۲
۲- روش ارزیابی آسیب پذیری و نزوئلا...................................................................................................... ۲۷ -۱-۲-۲
۳- روش ارزیابی آسیب پذیری كمیته مشترك كشورهای بالكان................................................................. ۲۸ -۱-۲-۲
۴- روش ارزیابی آسیب پذیری پیشنهادی سبا.............................................................................................. ۲۹ -۱-۲-۲
۵- روش ارزیابی آسیب پذیری آریا............................................................................................................ ۲۹ -۱-۲-۲
۲- روشهای كمی............................................................................................................................................ ۳۱ -۲-۲
۱- تابع خسارت بر مبنای برش پایه .............................................................................................................. ۳۳ -۲-۲-۲
۲- تابع خسارت بر مبنای منحنی لنگر انحناء ............................................................................................... ۳۴ -۲-۲-۲
خ
۳-تابع خسارت بر مبنای جذب انرژی زلزله................................................................................................. ۳۴ -۲-۲-۲
۴- تابع خسارت بر مبنای پارامترهای ارتعاشی سازه ..................................................................................... ۳۵ -۲-۲-۲
۵- تابع خسارت بر مبنای نرمی .................................................................................................................... ۴۱ -۲-۲-۲
۶- تابع خسارت بر مبنای تغییر شكل............................................................................................................ ۴۲ -۲-۲-۲
۷- تابع خسارت بر مبنای مدل پارك-انگ.................................................................................................. ۴۳ -۲-۲-۲
۸- تابع خسارت بر مبنای منحنی برش _ تغییر مکان طبقه............................................................................. ۴۳ -۲-۲-۲
فصل ۳ مدلسازی وآنالیزهای صورت گرفته ................................................................................................. ۴۵
۱-مقدمه.............................................................................................................................................................. ۴۶ -۳
۲-روند کار......................................................................................................................................................... ۴۶ -۳
۳- معرفی قابهای مورد مطالعه .............................................................................................................................. ۴۷ -۳
۴۸........................................................................................ETABS ۴- مراحل تحلیل وطراحی در برنامه 2000 -۳
۱- مشخصات مصالح بكار رفته ...................................................................................................................... ۴۸ -۴-۳
۲- بارگذاری .................................................................................................................................................. ۴۸ -۴-۳
۱- بارگذاری ثقلی .................................................................................................................................... ۴۸ -۲-۴-۳
۲- بارگذاری جانبی.................................................................................................................................... ۴۸ -۲-۴-۳
۳-خلاصه طراحی مقاطع وآرماتورها............................................................................................................... ۵۰ -۴-۳
۵- محاسبات وكنترل طبقه نرم.............................................................................................................................. ۵۴ -۳
۱- محاسبه سطح مقطع المان خر پایی معادل میانقاب........................................................................................ ۵۵ -۵-۳
۲- بررسی سختی جانبی طبقات قابها طبق ضوابط استاندارد ۲۸۰۰ ایران............................................................ ۵۸ -۵-۳
۶- آنالیز دینامیکی غیر خطی................................................................................................................................ ۶۳ -۳
فصل ۴ بررسی اندیس خسارت در قابهای بتن مسلح دارای طبقه نرم........................................................ ۶۶
۱-مقدمه.............................................................................................................................................................. ۶۷ -۴
۲- محاسبه انرژی هیسترتیك................................................................................................................................ ۶۸ -۴
۳- محاسبه شاخص خسارت................................................................................................................................. ۶۸ -۴
۷۰............................................................................................................................................... δ u ۱- محاسبه -۳-۴
۷۲................................................................................................................................................ β ۲- محاسبه -۳-۴
۷۳.......................................................................................................................................Qu ,Qy ۳- محاسبه -۳-۴
۷۳........................................................................................................................................ Ec (δ ) ۴- محاسبه -۳-۴
۴- شاخص خسارت کل در قابها.......................................................................................................................... ۷۷ -۴
د
۵- منحنی های هیسترتیک طبقه اول قاب ۳ طبقه تحت زلزله های طبس و السنترو ............................................... ۸۰ -۴
۶- تاریخچه پاسخ جابه جایی طبقه اول وآخر در قابهای ۳ طبقه تحت زلزله های طبس و السنترو ........................... ۸۱ -۴
۷- منحنی های هیسترتیک طبقه اول قاب ۵ طبقه تحت زلزله های طبس و السنترو................................................. ۸۲ -۴
۸- تاریخچه پاسخ جابه جایی طبقه اول وآخر در قابهای ۵ طبقه تحت زلزله های طبس و السنترو .......................... ۸۳ -۴
۹- منحنی های هیسترتیک طبقه اول قاب ۷ طبقه تحت زلزله های طبس و السنترو ............................................... ۸۴ -۴
۱۰ - تاریخچه پاسخ جابه جایی طبقه اول وآخر در قابهای ۷ طبقه تحت زلزله های طبس و السنترو......................... ۸۵ -۴
۱۱ - منحنی های هیسترتیک طبقه اول قاب ۱۰ طبقه تحت زلزله های طبس و السنترو ........................................... ۸۶ -۴
۱۲ - تاریخچه پاسخ جابه جایی طبقه اول وآخر در قابهای ۱۰ طبقه تحت زلزله های طبس و السنترو........................ ۸۷ -۴
۱۳ - شاخص خسارت تیرها وستونها در طبقات مختلف قابها تحت زلزله های طبس و السنترو................................ ۸۹ -۴
۱۴ - نتایج........................................................................................................................................................... ۱۰۴ -۴
فهرست منابع فارسی.................................................................................................................................................... ۱۰۶
فهرست منابع غیر فارسی.............................................................................................................................................. ۱۰۷
۱۰۸...................................................................................................................................................................... پیوست ۱
چکیده لاتین............................................................................................................................................................... ۱۲۰