پایان‌نامه برای دریافت درجهی کارشناسی ارشد
در رشتهی مهندسی عمران گرایش زلزله
توزیع خسارت لرزه ای در اجزاء ساختمانهای فولادی با میراگر ویسکوالاستیک
استاد راهنما:
دکتر غلامرضا عبداله زاده
زمستان 1393
چکیده
وارد آمدن خسارت سازهای با مفهوم رفتار غیر ارتجاعی و درنتیجه انرژی هیسترزیس نزدیکی بسیاری دارند. لذا میتوان گفت که انرژی هیسترزیس در این سطوح، معیاری قابل‌توجه جهت طراحی و یا کنترل سازه میتواند باشد. بستگی زیاد انرژی هیسترزیس به خسارت سازهای موجب شده تا این مفهوم و روشهای نوین طراحی سازهای موردتوجه محققان و مهندسان قرار گیرد.
در این پژوهش، ابتدا سه قاب 4، 8 و 12 طبقه فولادی با سیستم قاب خمشی متوسط به روش استاتیکی معادل بر اساس ویرایش اول استاندارد2800 و به‌وسیله نرمافزار ETABS(Ver. 9.5.0) طراحی‌شده‌اند، سپس تمام قابها تحت اثر هفت شتاب‌نگاشت حوزه نزدیک و هفت شتاب‌نگاشت حوزه دور به‌وسیله نرمافزار PERFORM3D(Ver.5) مورد آنالیز دینامیکی غیرخطی قرارگرفته‌اند. هدف از این مطالعه بررسی نحوه توزیع خسارت، انرژی، جابجایی نسبی، جابجایی بام و برش پایه در قابهای موردبررسی است. در ادامه لزوم به‌کارگیری روش مقاومسازی جهت کاهش جابجایی نسبی، بر مبنای آیین‌نامه شرح داده‌شده است، سپس از میراگرهای ویسکوالاستیک جهت مقاومسازی و کاهش خسارت در قابهای موردبررسی، استفاده‌شده است.
نتایج به‌دست‌آمده حاکی از آن است که علیرغم توزیع یکنواخت مقاومت در ارتفاع طبقات، نمودارهای توزیع انرژی هیسترزیس و خسارت از این توزیع پیروی نمیکنند و تمرکز انرژی و خسارت در یک یا چندطبقه مشاهده میشود. لذا برای استفاده بهینه از حداکثر ظرفیت سیستم، طراحی سازهها صرفاً بر اساس مقاومت، منطقی به نظر نمیرسد و باید پارامترهای دیگری مانند انرژی هیسترزیس که نقش عمدهای در خسارت اعضای سازه دارند، درروند طراحی لحاظ شود که در این تحقیق از میراگرهای ویسکوالاستیک جهت مقاومسازی استفاده‌شده است، نتایج نشان میدهد که این نوع از میراگر نقش زیادی در جذب انرژی و کاهش خسارت در ساختمانها دارد. همچنین تأثیر استفاده از میراگرهای ویسکوالاستیک بر کاهش خسارت قابهای با ارتفاع زیاد، بیشتر بوده است و تحت زلزلههای حوزه نزدیک عملکرد خوبی در کاهش خسارت نشان میدهد.
واژه‌های کلیدی: انرژی هیسترزیس، خسارت، تحلیل دینامیکی، مقاومسازی، میراگر ویسکوالاستیک
فهرست مطالب
فصل 1 مقدمه 1
1-1 مقدمه 2
1-2 ضرورت و اهداف تحقیق 3
1-3 ساختار پایان‌نامه 4
فصل 2 مروری بر منابع 5
2-1 مقدمه 6
2-2 مفاهیم اولیه انرژی 6
2-2-1 معادلات انرژی در سیستم یک درجه آزادی 7
2-2-2 معادله انرژی مطلق 8
2-2-3 معادله انرژی نسبی 9
2-2-4معادلات انرژی در سیستم چند درجه آزادی با رفتار غیرخطی……………………………..9
2-2-5 تجزیه انرژی ورودی به عبارتهای مختلف انرژی 10
2-2-5-1 انرژی ورودی ) 11
2-2-5-2 انرژی هیسترتیک( ) 11
2-2-5-3 انرژی میرایی لزج یا ویسکوز( ) 12
2-2-5-4 انرژی جنبشی ( ) 12
2-2-5-5انرژی الاستیک( ) 13
2-2-6 تأثیر پارامترهای سازهای بر انرژی ورودی 13
2-2-6-1 تأثیر دوره تناوب سازه 13
2-2-6-2 تأثیر نسبت شکل‌پذیری و مدل هیسترتیک در انرژی ورودی 14
2-2-6-3 تأثیر نسبت میرایی در انرژی ورودی 14
2-3 شاخص‌های خسارت 14
2-3-1 شاخص‌های خسارتی بیشینه تغییرشکل 15
2-3-1-1 نسبت شکل‌پذیری 15
2-3-1-2 تغییر مکان نسبی بین طبقه‌ای 16
2-3-1-3 نسبت خسارت خمشی 16
2-3-2 شاخص‌های خسارتی تجمعی 16
2-3-2-1 تغییر شکل‌های تجمعی نرمال شده 17
2-3-2-2 انرژی تلف‌شده تجمعی نرمال شده 17
2-3-2-3 خستگی سیکل کوتاه 17
2-3-3 شاخص‌های ترکیبی 18
2-3-3-1 تغییر مکان حداکثر و اتلاف انرژی 18
2-3-3-2 منحنی لنگر – انحنا 19
2-3-4 شاخص‌های خسارت بیشینه شکل‌پذیری 19
2-3-5 میانگین وزنی شاخص‌های خسارت 20
2-3-6 تاریخچه شاخص خسارت 20
2-4 کنترل‌های لرزهای 24
2-4-1 انواع سیستم های کنترل‌کننده لرزهای 24
2-4-1-1 سیستم کنترل‌کننده غیرفعال 25
2-4-1-2 سیستم کنترل‌کننده فعال 26
2-4-1-3 سیستم کنترل‌کننده پیوندی 27
2-4-1-4 سیستم کنترل‌کننده نیمه فعال 28
2-5 میراگرها 28
2-5-1 میراگرهای جرمی تنظیم شده 29
2-5-2 میراگر مایع تنظیم شده 31
2-5-3 میراگر ویسکوز 42
2-5-4 میراگرهای تسلیمی (فلزی) 35
2-5-5 میراگرهای آلیاژ فلزی با تغییرشکل حافظه ای 38
2-5-6 میراگرهای اصطکاکی 40
2-5-7 میراگرهای ویسکوالاستیک 42
2-5-7-1 ساختار مواد ویسکوالاستیک 42
2-5-7-2 مشخصات دینامیکی میراگرهای ویسکوالاستیک 43
2-5-7-3 مدلسازی سازه‌های دارای میراگر ویسکوالاستیک 46
2-5-7-4 روش انرژی کرنشی مودال 48
2-5-7-5 روش طراحی 49
2-5-7-6 پیشینه کاربردی میراگرهای ویسکوالاستیک 51
فصل 3 معرفی و مدلسازی سازه‌های موردمطالعه 54
3-1 مقدمه 55
3-2 قابهای موردبررسی در این مطالعه 55
3-3 بارگذاری و طراحی قابها در نرمافزار ETABS ver9.5.0 56
3-4 چگونگی انجام تحلیل دینامیکی غیرخطی 59
3-5 انتخاب شتاب‌نگاشت‌ها 60
3-6 هم‌پایه کردن شتاب‌نگاشت‌های انتخابی 61
3-7 خصوصیات نرمافزار Perform 3D 61
3-7-1 المانهای مورداستفاده در نرمافزار Perform 3D 61
3-7-2 گام زمانی در آنالیز غیرخطی نرمافزار Perform 3D 62
3-7-3 تکنیک حل نرمافزار Perform 3D 62
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند