امتیاز کاربران: 

پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله

word
147
9 MB
31422
1392
کارشناسی ارشد
قیمت: ۱۴,۷۰۰ تومان
دانلود مقاله
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله

    پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران (M.sc)

                                                                   گرایش : سازه                      

    چکیده

    امروزه ارزیابی عملکرد سازه ­ها در برابر زلزله، به یکی از بحث­های رایج در بین محققین تبدیل شده­است. یکی از ابزارهای کلیدی در ارزیابی آسیب­پذیری لرزه­ای سازه­ها، توابع شکنندگی است که احتمال فراگذشت سرویس سازه از یک سطح سرویس مشخص را برای چندین سطح خطر از جنبش­های لرزه­ای زمین بیان می­نماید. هدف از این مطالعه، تعیین منحنی شکنندگی آسیب­پذیری لرزه­ای سیستم ساختمانی قاب خمشی متوسط فولادی طراحی شده بر اساس آیین­نامه­ی طراحیASCE7-10/IBC2012 بر روی خاک نوع D در منطقه­ای با خطر لرزه­ای زیاد می­باشد. مدل­های مورد نظر، ساختمان 6 طبقه­ی قاب خمشی متوسط فولادی با دو حالت، یکی با اجرای صحیح اتصالات و دیگری دارای 10% خطا در اتصالات می­باشند. مدلسازی این ساختمان­ها با در نظر گرفتن 10 نوع زلزله ی حوزه ی نزدیک در نرم افزار OpenSeeS انجام شده و تحلیل تاریخچه­ی زمانی غیرخطی افزایشی برروی مدل­ها انجام گرفته­است. در این بررسی، تغییر مکان جانبی نسبی سازه­ها به عنوان شاخص خرابی در نظر گرفته شده­است. حدود تعیین شده برای تغییر مکان جانبی نسبی برای حالات فرو گذشت مختلف از آیین نامه ی ASCE41-06  استفاده شده ­است که این حالات فروگذشت عبارتند از: Immediate Operation(IO)، Life Safety(LS) و  Collapse Pervision(CP) سپس منحنی شکست سازه ­ها برای دو حالت یاد شده ترسیم گردیده و با حذف تک ستون بحرانی در همان آنالیز برای تمامی مقادیر افزایشی هر زلزله، DCR ستون های باقی مانده از هر ساختمان مورد بررسی قرار گرفته است.  نتایج بدست آمده از مقایسه ی دو ساختمان با دو منحنی شکست متفاوت نشان می­دهد که سطح سرویس LS برای ساختمانی که با 10% خطای اجرایی مدل شده است از لحاظ DCR ، 21/21%و برای سطح سرویس CP، 52/9%  بیشتر از ساختمانی که به طور صحیح مدل شده، می باشند.

    1        ‌مقدمه

    1-1- خرابی پیشرونده

    خرابی پیشرونده پدیده ایست که در آن، خرابی موضعی عضوی از سازه، به اعضای مجاور گسترش پیدا می کند و باعث خرابی کل یا سطح وسیعی از سازه می گردد که با خرابی موضعی اولیه قابل قیاس نمی باشد. برای جلوگیری از خرابی پیشرونده، سازه باید پیوستگی کافی را برای فراهم آوردن مسیر جایگزین و همچنین پایداری سازه، هنگامی که یک عضو از سیستم قائم باربر حذف می شود، داشته باشد.

    برای مقابله با این پدیده،، آیین نامه ملی ساختمانی کانادا(National Building Code of Canada)  الزاماتی را برای طراحی اعضا اصلی، اتصال اعضا، و روشهایی برای ایجاد مسیرهای انتقال بار فراهم آورده است ACI 318.]16[ الزامات یکپارچگی سازه را برای جلوگیری از فرو ریزش کل سازه در اثر خرابی موضعی آن، ارائه می دهد. ASCE 7-05 (ASCE 2005) ]21[روش طراحی و ترکیبات بار را پیشنهاد می دهدACI 318  یکپارچگی سازه را مد نظر قرار می دهد. اخیرا آیین نامه های GSA ]34[و DOD  ]29[یک دستور العمل کاربردی برای طراحی به منظور کاهش پتانسیل خرابی پیشرونده ارائه داده اند.

    DOD یکی از پرکاربرد ترین آیین نامه ها برای طراحی در برابر خرابی پیشرونده است، این دستور العمل، به جای جلوگیری و یا محدود کردن خرابی موضعی اولیه، تلاش دارد تا پیوستگی، شکل پذیری، و نامعینی قابل قبولی برای سازه فراهم آورد بطوری که گسترش خرابی موضعی اولیه محدود گردد. DOD برای رسیدن به این منظور، هر دو روش مستقیم و غیر مستقیم را مجاز می داند. روش نیروی کلافی (Tie forces) یک روش طراحی غیر مستقیم است که در آن با بکار بردن ظرفیت کششی سیستم سقف/ کف، پیوستگی سازه فراهم می آید و ظرفیت باز توزیع بار بهبود می یابد.

    در DODدو روش طراحی مستقیم وجود دارد: روش بهبود مقاومت موضعی و روش مسیر جایگزین بار.

    هدف روش مقاومت موضعی، سخت تر کردن اعضای بحرانی سازه است (برای مثال ستونهای پیرامونی و دیوارها) تا مقاومت و شکل پذیری قابل قبولی برای مقابله با خرابی پیشرونده فراهم آید. در مقابل، در روش مسیر جایگزین بار، طراح باید اطمینان حاصل کند که سازه قادر است بر روی عضو باربر مورد نظر که بطور فرضی حذف می گردد، پل بزند، تا از این طریق پدیده حذف آن هنگام وقوع بارگذاری شدید، شبیه سازی گردد. این روش شامل چند مرحله است:

    حذف یک ستون بحرانی از سازه و سپس تحلیل کردن سازه.

    بررسی حالت حدی المان ها.

    در صورت تجاوز از حالت حدی، المانهای مذکور حذف گشته و بارها بر روی المانهای مجاور باز توزیع می گردند.

    تکرار این رویه حذف و تحلیل سازه تا ز مانی که هیچ المانی از حالت حدی تجاوز نکند و یا فروریزش سازه متصور گردد.

    برای تحلیل خرابی پیشرونده به روش مسیر جایگزین بار چهار روش وجود دارد: استاتیکی خطی، استاتیکی غیر خطی، دینامیکی خطی، دینامیکی غیر خطی که این طبقه بندی از FEMA 273  ]30[ برای تحلیل لرزه ای سازه ها، تبعیت می کند.

    با توجه به رخدادهای متنوع خرابی پیشرونده در حین زلزله، بررسی لزوم انجام طراحی در مقابل این رخداد در کنار طراحی های لرزه ای دارای اهمیت زیادی می باشد. همچنین تاثیر جزئیات طراحی های لرزه ای در کاهش پتانسیل خرابی پیشرونده، از طریق مطالعات موردی این رخداد درساختمانها مورد ارزیابی قرار می گیرد.

    انسان از آغاز خلقت همواره با موضوع بلایای طبیعی مواجه بوده و تلاش نموده­ است تا این حوادث و سوانح طبیعت را مدیریت و کنترل نماید و زندگی خود را از این خطرات، ایمن و محفوظ دارد. از میان بلایای طبیعی، زلزلهاز ویژگی­های خاصی برخوردار بوده و در قرن گذشته با توجه به عوامل زیر اهمیت بیشتری به مدیریت بحران زلزله داده شده است:

    افزایش تعداد شهرها در نقاط مختلف که بسیاری در مناطق فعال لرزه­خیز واقعند.

    گسترش و توسعه شهرها به گونه­ای که گسل­های زیادی در داخل شهرها قرار گرفته­اند.

    افزایش تراکم جمعیت شهرها که باعث افزایش تعداد قربانیان زلزله گردیده است.

    افزایش کمی و کیفی تأسیسات و امکانات مختلف شهری، که باعث افزایش سرمایه­گذاری انسان در شهرها و گسترش خسارات مالی ناشی از زلزله شده ­است.

    پیشرفت دانش لرزه­شناسی و مهندسی زلزله، که بشر را قادر به ثبت اطلاعات زلزله­های گذشته و تجزیه و تحلیل هر چه دقیق­تر آنها نموده است.

    ایران از نظر لرزه­خیزی در منطقه­ی فعال جهان قرار دارد و به گواهی اطلاعات حاصل از مستندات علمی و مشاهدات قرن بیستم از خطرپذیرترین مناطق جهان در اثر زمین­لرزه­های پرقدرت محسوب می­شود. در سال­های اخیر به طور متوسط هر پنج سال یک زمین­لرزه با صدمات جانی و مالی بسیار بالا در نقطه ای از کشور رخ داده است و در حال حاضر ایران در صدر کشورهایی است  که وقوع زلزله در آن با تلفات جانی بالا همراه است.

    گرچه جلوگیری کامل از خسارات ناشی از زلزله­های شدید بسیار دشوارو حتی غیر ممکن است، لیکن با افزایش سطح اطلاعات در رابطه با لرزه­ خیزی کشور و مطالعه دقیق وضعیت آسیب­ پذیری ساختمان­ها،  تأسیسات زیربنایی و شریان­ های حیاتی و ایمن ­سازی و مقاوم­ سازی صحیح و اصولی آنها، می توان تا حد مطلوب تلفات و خسارات ناشی از زلزله­ های آتی را کاهش داد.

    امروزه یکی از راه ­های بررسی آسیب ­پذیری ساختمان ­های موجود، استفاده از منحنی­های شکنندگی می­ باشد که این منحنی­ها می توانند کاربردهای فراوانی قبل و بعد از زلزله داشته باشند.

    اخیر به طور متوسط هر پنج سال یک زمین­لرزه با صدمات جانی و مالی بسیار بالا در نقطه ای از کشور رخ داده است و در حال حاضر ایران در صدر کشورهایی است  که وقوع زلزله در آن با تلفات جانی بالا همراه است.

    1-1-1- شرح مسئله

    تخریب پیش رونده یک اتفاق با احتمال وقوع کم می باشد و برای وقوع آن احتیاج به بارگذاری غیرعادی رای شروع تخریب اولیه در یک سازه همراه با کمبود پیوستگی و شکل پذیری کافی برای مقاومت در برابر گسترش تخریب می باشد. ولی زمانی که تخریب اتفاق می افتد می تواند منجر به تلفات انسانی زیادی شود. در سال های اخیر افزایش حملات و تهدیدات تروریستی به مراکز دولتی و عمومی در نقاط مختلف جهان، اهمیت موضوع تخریب پیش رونده را چند برابر کرده است. تخریب پیش رونده پس از حادثه رونان پوینت تبدیل به یک موضوع جدیدی شد، هنگامی که انفجار گاز در یک آشپزخانه، همانطور که در شکل 1-1 نشان داده شده است، در طبقه هیجدهم یک ساختمان 22 طبقه پیش ساخته باعث تخریب گسترده ای در یکی از گوشه های ساختمان گردید.

    تخریب پیش رونده یک تخریب متوالی ( دومینوعی ) است که آسیب موضعی را به تخریب با مقیاس بزرگ در یک سازه مرتبط می کند. گسیختگی موضعی را می توان به صورت از دست رفتن ظرفیت باربری یک یا تعداد بیشتری از اجزای سازه ای که قسمتی از کل سیستم سازه ای هستند، تعریف نمود. ترجیحا، یک سازه باید بتواند پس از گسیختگی یک جزء سازه ای، یک مسیر انتقال بار جدید ایجاد کند. پس از اینکه بار باز توزیع شد ، هر جزء سازه ای، بارهای متفاوتی تحمل خواهد نمود. اگر باری از میزان  ظرفیت باربری عضو تجاوز کند، باعث ایجاد گسیختگی موضعی دیگری می شود. این گونه گسیختگی های متوالی می تواند در کل سازه پخش شوند. اگر یک سازه تعداد بسیار زیادی از اعضای خود را از دست دهد، امکان دارد دچار تخریب جزئی و یا کلی شود.

    1-2- منحنی شکست

    خطر لرزه ­ای بیانگر پتانسیل خسارت ایجاد شده در سازه ناشی از وقوع زلزله است. خسارت یا شکست در سیستم سازه ای، بصورت عدم حفظ عملکرد مطلوب آن در هنگام وقوع زلزله تعریف می­شود ( نیلسن[1]، 2005 ). ]52[

    به منظور تحلیل شکست از دیدگاه مهندسی در یک سیستم سازه­ای، بایستی آستانه­ی رخداد شکست با استفاده از پارامترهای ریاضی به صورت کمی بیان شود. یکی از پارامترهای مهم در برآورد خسارت سازه­ای بزرگی و شدت زمین­ لرزه می­باشد. از جمله پارامترهایی که در تحلیل شکنندگی  بعنوان معیار بزرگی و شدت جنبش­های لرزه­ای زمین در نظر گرفته می­شود، می­توان از بیشینه شتاب زمین (PGA)، بیشینه سرعت زمین (PGV)، بیشینه تغییر مکان زمین (PGD)، شتاب طیفی (Sa)، سرعت طیفی (Sv)، تغییر مکان طیفی (Sd) و شدت مرکالی نام برد( شهسوار، 1381) ]30[.

    در برآورد خطر لرزه­ای سازه پارامترهایی نظیر شکل پذیری تغییرمکانی، شکل پذیری انحنایی، تغییرمکان مطلق عضو، انرژی هیسترتیک جذب شده توسط المان و .... برای تعیین حالات خسارت مورد استفاده قرار می­گیرد. در تحلیل آسیب پذیری یک سیستم، به دنبال جمع ­آوری و پردازش داده­ های پاسخ سازه تحت اعمال جنبش شدید زمین هستیم. به منظور پردازش آماری رفتار سازه­های مختلف، با استفاده از تئوری احتمالات می توان ارتباط بین شدت زلزله و آسیب پذیری سازه­ها را در قالبی آماری مورد بررسی قرارداد. بررسی این ارتباط از دو دیدگاه حائز اهمیت است:

    با در دست داشتن ارتباط آماری بین شدت زلزله و گستره آسیب سازه­ها می توان پیامدهای رخداد زلزله­های آینده را پیش­بینی نمود.

    با شناخت بیشتر نقص­های موجود در طراحی سازه­ها، امکان بهبود بیشتر آیین­نامه­های لرزه­ای فراهم شده و در نهایت باعث افزایش ایمنی سازه­ها می­گردد (نیلسن، 2005) ]52[.

    یکی از ابزارهای کلیدی در ارزیابی خطر­پذیری لرزه ای [2]که امروزه استفاده از آن رواج یافته است، منحنی شکنندگی است. منحنی شکنندگی، احتمال فراگذشت آسیب سازه از یک سطح آسیب مشخص را برای چندین سطح خطر از جنبش های لرزه ای زمین بیان می­کند. این منحنی کاربردهای فراوانی قبل و بعد از وقوع زلزله دارد، بطوریکه ضمن ارزیابی آسیب پذیری لرزه­ای در مواردی دیگر از جمله تعیین اولویت­ها در مقاوم­سازی سازه­ها و همچنین برنامه­ریزی مدیریت بحران مورد استفاده قرار می­گیرد.

    1-3- اهداف و ضرورت تحقیق

    امروزه ارزیابی عملکرد ساختمان­ها در برابر زلزله، به یکی از بحث­های رایج در بین محققین تبدیل شده است. با توجه به اینکه در طراحی تعداد زیادی از ساختمان­های موجود اثرات تخریبی زمین­لرزه در نظر گرفته نشده است و یا اینکه دانش طراحی لرزه­ای در حین ساخت آنها ناکافی بوده است، بروز خسارات وسیع در سازه­های موجود بر اثر وقوع یک زمین­لرزه­ی نسبتاً شدید دور از انتظار نخواهد بود( رهگذر و همکاران، 1387 ) ]13[.

    همان­طور که بیان شد منحنی شکست تابعی است که تجاوز خرابی سازه را از یک معیار تعیین شده، در مقابل افزایش شدت زمین­ لرزه تعیین می کند و از این رو یکی از راه­های بررسی میزان خرابی سازه­هاست.

    با توجه به اینکه کشور ما یکی از مناطق لرزه­خیز است، و نیز با توجه به اینکه اکثر سازه­های موجود با ضوابط لرزه­ای ساخته نشده­اند، آسیب­پذیری لرزه­ای سازه­های موجود، به ویژه تیپی از سازه­ها که بیشتر مورد استفاده قرار می­گیرند، لازم و ضروری به نظر می­رسد.

    1-4- روش اجرای طرح و مدل­های مورد بررسی

    در این پژوهش سعی خواهیم کرد آسیب­پذیری لرزه­ای یکی از تیپ­های ساختمانی رایج در سطح کشور، یعنی سازه­های فولادی دارای سیستم قاب خمشی متوسط با تعداد طبقات 6 را بررسی کنیم و برای این سازه­ها منحنی شکنندگی تولید خواهیم کرد.

       برای رسیدن به اهداف این پایان­نامه، مدل­ها بصورت سه­بعدی درنرم­افزار opensees مدلسازی شده و تحت اثر 10 رکورد زلزله که هر یک از این رکوردها از مقدار g 0.1 تا g 3.5 مقیاس شده­اند، تحت تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی قرار می­گیرند. سپس مقادیر نیاز وظرفیت در مؤلفه­های سازه مقایسه و  مؤلفه Drift  در ارائه شکنندگی در تعیین آسیب­پذیری بررسی خواهد شد و سپس با اعمال تکنیک­های آماری لازم بر روی داده­ها، منحنی­های شکنندگی برای هریک از مدل­ها تولید خواهد شد.

    1-5-  ساختار پایان­نامه

    پایان­نامه­ی حاضر در 5 فصل تهیه شده است. در فصل اول اطلاعاتی کلی در خصوص پایان­نامه، اهداف آن و روش تحقیق ارائه شده است. در فصل دوم در مورد انواع منحنی شکست و روش­های تهیه­ی آن و نیز در مورد اطلاعات و داده­های مورد نیاز برای تهیه­ی منحنی شکست توضیحاتی ارائه شده است. دستورالعمل HAZUS نیز به صورت مختصر دراین فصل معرفی شده است و در مورد تارخچه ی آنالیز IDA و خرابی پیشرونده نیز توضیحاتی ارائه شده است. در فصل سوم مروری بر تعدادی از  پژوهش­های انجام شده در زمینه­ی منحنی شکست برای سازه­ها انجام شده و مطالعات عددی در مورد مدل­ها و روش تحقیق این پایان­نامه و نحوه مدل سازی برای منحنی شکست و تخریب پیشرونده بعد از زلزله نیز آورده شده که در آن فرضیات و مراحل کامل روش­های مورد استفاده برای رسیدن به نتایج مورد نظر ارائه شده­اند و در فصل چهارم ترسیم منحنی­های شکست و DCR  کلیه المان ها بدست آمده است. و نهایتاً در فصل پنجم به نتیجه­گیری و ارائه­ی پیشنهادات برای تحقیقات آتی اختصاص یافته است.

     

    2        مروری بر مطالعات گذشته

    2-1-   منحنی­های شکنندگی لرزه­ای

    منحنی شکنندگی، احتمال خرابی متناظر با یک حالت خرابی معین را در چندین سطح از جنبش­ های لرزه ­ای زمین بیان می­کند. در واقع منحنی شکنندگی، نسبت بین شدت زمین ­لرزه و سطح خرابی لرزه­ ای محتمل را توصیف می­کند. جهت تعیین دقیق چنین نسبتی انتخاب صحیح شدت زلزله در منطقه­ ی  سازه­ی تحت بررسی مهم می­باشد. از شاخص ­هایی که شدت زلزله را بطور مناسب جهت تحلیل شکنندگی معرفی می­نمایند می­توان از بیشینه شتاب زمین PGA، بیشینه سرعت زمین PGV، بیشینه تغییر مکان زمین  PGDنام برد. این منحنی ­ها را می­توان از تحلیل رگرسیون منطقی اطلاعات خرابی واقعی یا شبیه­ سازی شده و یا روش­های حل عددی بدست آورد.

    با توجه به اینکه آسیب ­پذیری لرزه ­ای زمانی رخ می­دهد که احتمال فراگذشت سازه از سطح خرابی تعریف شده وجود داشته باشد، گسیختگی زمانی رخ می­دهد که سازه­ی موجود نتواند شرایط لازم برای سطح عملکرد تعریف شده را ارضا کند.

    استفاده از منحنی شکست برای ارزیابی رفتار سازه­ ها و خطر ناشی از زلزله، در دو دهه ی اخیر به طور گسترده ­ای توسط جامعه­ی علمی مورد استفاده قرار گرفته است. روش منحنی شکست یک امتیاز مهم دارد و آن امتیاز، این است که آسیب ­پذیری سازه و  مؤلفه­های آن را با یک روش ساده نشان می­دهد و اجازه  می دهد که سطح خرابی مورد انتظار برای شدت زلزله­ی معین را تخمین بزنیم.

       روش­ های مختلفی برای تهیه­ی منحنی شکست وجود دارد که مهم­ ترین آنها به شرح زیر است:

    روش تجربی[3] یا آزمایشگاهی

    روش قضاوت مهندسی[4]

    روش تحلیلی[5]

    روش ترکیبی [6]که توضیحات مربوط به هر روش در ادامه آمده است.

     

    Investigating fragility curves in steel moment frames with progressive collapse in earthquake

    Abstract

     

    The performance evaluation of structures against earthquakes, has become a common debate among researchers. fragility functions is One of the key tools in the evaluation of the seismic vulnerability of structures that evaluate the overall structural response associated with various Structural Performance Levels for  Multiple hazard level of seismic ground motion. The purpose of this research was to determine the vulnerability of seismic fragility curves for moment steel frame building systems designed according to design regulations ASCE7-10/ IBC2012 on soil type D in the area with the high seismic hazard. Studied model is 6-story moment frame  building with two conditions one with the correct implementation and other with 10% implementation error in connections installation. The buildings has been performed by OpenSeeS software by considering 10 near-field earthquake and Incremental Dynamic Analysis (IDA) . In this study, the drift of structures is considered as failure index. The criteria designated for passing drift  for three performance level  that called by Immediate Operation(IO),Life Safety(LS) ,Collapse Pervision(CP) have been used from ASCE41-06 than Structural fragility curve have been drawn for two mentioned cases and after that by removing the critical column the DCR of structures for the remaining columns were  studied by  in the same analysis for the each earthquake all incremental values. The results of the comparison of two buildings with two different failure curve shows increase values of DCR in LS performance service for  building with a 10% implementation error is 21.21% and for CP performance service is 9.52%.

  • فهرست و منابع پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله

    فهرست:

    1   ‌مقدمه. 1

    1-1- خرابی پیشرونده 1

    1-1-1- شرح مسئله. 3

    1-2- منحنی شکست... 4

    1-3- اهداف و ضرورت تحقیق.. 6

    1-4- روش اجرای طرح و مدلهای مورد بررسی.. 6

    1-5-  ساختار پایاننامه. 6

    2   مروری بر مطالعات گذشته. 8

    2-1-   منحنیهای شکنندگی لرزهای.. 8

    2-1-1- منحنی های شکنندگی تجربی.. 9

    2-1-2- منحنیهای شکنندگی بر اساس قضاوت مهندسی.. 10

    2-1-3- منحنیهای شکنندگی تحلیلی.. 10

    2-1-4- منحنی شکنندگی ترکیبی.. 12

    2-2- توابع شکنندگی.. 13

    2-3- حالات خرابی در دستورالعمل HAZUS.. 14

    2-4- دستورالعمل HAZUS.. 14

    2-4-1- پیشینهی تحقیق.. 16

    2-4-1-1- پژوهش جوزف کارلو مارانو و همکاران ]39[ 17

    2-4-1-2- مطالعات روییزگارسیا و همکاران (2010) ]62[ 20

    2-4-1-3- مطالعات شکنندگی در تایوان برای زلزلهی چیچی.. 22

    2-4-1-4- مطالعات میشاییل تانتالا و جورج دوداتیس (2002) ]57 [ 23

    2-4-1-5- مطالعات اربریک و الناشی]22[ 26

    2-4-1-6- سایر مطالعات... 28

    2-5- زلزله و خرابی پیشرونده 37

    2-5-1- بررسی موردی پدیده خرابی پیشرونده 40

    2-5-2- تاثیر جزئیات قاب خمشی ویژه بر خرابی پیشرونده 42

    2-6- اثرات نزدیک گسل.. 43

    2-6-1- تحقیقات در زمینه مشخصات وپارامترهای رکوردهای نزدیک گسل.. 44

    2-6-2- تحقیقات مربوط به بررسی رفتار سازه ها تحت رکوردهای نزدیک گسل.. 45

    2-6-3- اثرات نزدیکی به گسل درطراحی لرزه ای سازه ها 47

    3   روش تحقیق.. 52

    3-1- شرح کلی کار پایان نامه. 52

    3-2- مشخصات مدل. 52

    3-3- نحوه ی ترسیم منحنی شکنندگی.. 53

    3-4- نحوه ی انتخاب شتاب نگاشت... 54

    3-5- بررسی روش تحلیل دینامیکی افزایشی (IDA) 56

    3-5-1- تحلیل دینامیکی افزایشی (IDA) 56

    3-5-2- ورودی ها و خروجی های تحلیل دینامیکی غیر خطی افزایشی.. 57

    3-5-2-1- تحلیل دینامیکی افزایشی تک رکورده 58

    3-5-2-2- تحلیل دینامیکی افزایشی چند رکورده 60

    3-6- مدل‌سازی سیستم قاب خمشی متوسط در اثر حذف تک ستون بعد از وقوع زلزله. 60

    3-6-1- معرفی اجمالی نرم افزار OpenSees. 61

    3-6-2- مدلسازی تیرها و ستون ها : 62

    3-6-3- روند کلی انجام آنالیز. 63

    3-7- بررسی خرابی پیش رونده 64

    3-7-1- روش بررسی تخریب پیشرونده: 65

    3-7-2- بررسی استانداردهای مرتبط با تخریب پیشرونده 65

    3-7-2-1- روش طراحی مدیریت خدمات عمومی ( GSA ) 65

    3-7-2-2- روش تحلیل مسیر جایگزین GSA.. 66

    3-7-2-3- روش طراحی وزارت دفاع ( DOD ) 68

    3-7-2-4- ملزومات DOD برای عملکرد کلافی.. 68

    3-7-2-5- تحلیل مسیر جایگزین در DOD.. 70

    4   نتایج.. 72

    4-1- رسم نمودار های IDA... 72

    4-2- رسم نمو دار منحنی شکنندگی.. 79

    4-3- مقایسه دو سطح سرویس IO در دو حالت مورد بررسی.. 80

    4-4- مقایسه دو سطح سرویس LS در دو حالت مورد بررسی.. 80

    4-5- مقایسه دو سطح سرویس CP در دو حالت مورد بررسی.. 81

    4-6- بررسی خرابی پس از زلزله ناشی از حذف تک ستون. 81

    5   جمع بندی و نتیجه گیری.. 86

    5-1- نتیجه گیری.. 86

    5-2- پیشنهاد ها 89

    منابع و مراجع. 90

    پیوست‌ها 95

    پیوست-1  .....................................................................................................................................................95

    پیوست-2  ..................................................................................................................................................114

    پیوست 3  ..................................................................................................................................................132

     

     

    منبع:

    ]1[. احدی، یحیی، "رفتار لرزه ای سازه های فولادی خمشی و مهاربند شده بلند تحت زمین لرزه های حوزه نزدیک و مقایسه آن با ضوابط"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده عمران و محیط زیست، 1384

    ]2[. بدرلو، بیت الله، " رقتار دینامیکی غیر خطی قاب های فولادی برون محور تحت تاثیر زلزله های نزدیک گسل"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی و مهندسی، 1383

    ]3[. خسروی، حر، " بررسی پاسخ سازه ها به حرکت پالسی شکل زمین در زلزله های نزدیک گسل"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده عمران، 1384

    ]4[. دردایی، صادق، " پاسخ غیر ارتجاعی ساختمان ها تحت اثر همزمان مولفه های افقی حرکت زمین نزدیک گسل"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی و مهندسی، 1383

    ]5[. رحیم لباف زاده، محمدصالح، " بررسی پارامترهای موثر پاسخ سازه ها در حوزه نزدیک منبع لرزه زا"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی امیر کبیر، دانشکده عمران و محیط زیست، 1383

    ]6[. عظیمی نژاد، آرمین،" طراحی سازه های نامتقارن بتنی بر اساس آرایش مناسب مراکز سختی، مقاومت و جرم"، رساله دکتری، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، 1386

    ]7[. فتوحی اردکانی، محمدکاظم، " اثر تحریک های دو جهتی در زلزله های نزدیک گسل"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده عمران، 1384

    ]8[. قادری، پیمان، " بررسی تاثیر  زلزله های حوزه نزدیک بر رفتار لرزه ای سازه های با پریود بالا"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده عمران، 1384

    ]9[. قهاری، سید فرید، " پاسخ غیرارتجاعی سازه های نزدیک گسل"، پایان نامه کارشناسسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف، دانشکده عمران، 1385

    ]10[.کریمی مریدانی، ک. 1387. تدوین منحنی های شکنندگی لرزه ای برای پل های بزرگراهی در نواحی خطر بسیار زیاد. پایان نامه کارشناسی ارشد گرایش زلزله . دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران.

    ]11[. لطف الهی، ارسطو، " بررسی رفتاری دینامیکی غیر خطی قاب های فولادی خمشی بلند تحت اثر رکوردهای نزدیک گسل و دور از گسل"، پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی و مهندسی 1381

    ]12[.لعل شهسوار، و 1381. ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای پلهای بتن آرمه با استفاده از منحنی های شکنندگی. پایان نامه کارشناسی ارشد گرایش زلزله. دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران.

    ]13[.معرفت ، محمد صادق، محمد خان محمدی، مزدک زاهدی. اردیبهشت 1387. چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران. آنالیز شکنندگی لرزه ای برای ساختمان های بتن مسلح متداول.

    ]14[. موحد، حامد، " بررسی رفتار دینامیکی اجزا و اتصالات قاب خمشی فولاد ویژه در ساختمان های بلند در حوزه های نزدیک  گسل با استفاده از روش طراحی بر اساس عملکرد"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی امیر کبیر، دانشکده عمران و محیط زیست، 1385

    ]15[. رهگذر، ر.، نساجی، ر.، 1387 . ارزیابی لرزه ای پل فلزی کلدان در محور جیرفت-دلفارد با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی. سومین کنفرانس بین المللی پل، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران.

    ]16[. هاشمی، شاکر،" اثر رکوردهای واقعی و مصنوعی نزدیک گسل بر ساختمان های فولادی با سیستم ترکیبی قاب خمشی و مهار بندی هم محور"، پایان نامه کارشناسی ارشد، داشنگاه تربیت مدرس، دانشکده فنی و مهندسی، 1384

    ]17[.وزیری، حمیدرضا. 1385. اثرات نامنظمی سازه در بر آورد منحنی شکنندگی.

    [18]. ACI 318, (2002), American Concrete Institution, building code requirements for reinforced concrete.

    [19]. Agrawall A.K., Member ASCE and W. – L. He, "A Closed – Form Approximation of Near–Fault Ground Motion Pulses for Flexible Structures "15 thASCE Engineering Mechanics Conference June 2-5, 2002.

    [20]. Alavi, B. and Krawinkler, H. "Behavior of moment-resisting frame structures subjected to near-fault ground motions" Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 2004; 33:687– 706

    [21]. Algan, B., 1982. Drift and Damage Considerations in Earthquake-Resistant Design of Reinforced Concrete Buildings, PhD thesis, Department of Civil Engineering, University of Illinois at Urbana Champaign.

    [22]. Altug Erberik, M., Amr S. Elnashai, 2004. Fragility  analy sis of flat-slab structures. Journal of Engineering Structures ,pp. 937-948.

    [23]. ASCE, (2005), American Society of Civil Engineers, minimum design loads for buildings and other structure

    [24]. Aschheim, M. A. “The primacy of the yield displacement in seismic design.” Second US-Japan Workshop on Performance Based Design of Reinforced Concrete Buildings, Sapporo, Japan, September 10-12, 2000.

    [25]. Baker, J. and Cornell, C. A., 2005, A Vector-Valiued Ground Motion      Intensity Measure for Probabilistic Seismic Demand Analysis, Report No. RMS-89, RMS, Stanford University, Stsnford.

    [26]. Bakhshi & karimi.1385.Method of developing Fragility Curve a case Study for seismic Assement of Masonry Building in IRAN

    [27]. Basoz,  N.,  Kiremidjian  ,  A.,  king,  S.A.,  and  law  ,  K.H.,  1999.    Statistical  analysis  of bridge  damage  data  from  the  1994  Northridge  , CA  ,  Earthquake  ,  earthquake spectra,vol.15,no.1.

    [28]. 20Bozorgnia Y, Betero V, 2004, Earthquake Engineering from Engineering          Seismology  to Performance Based Design.CRC Press,Washington, D.C.

    [29]. Bouc R. Forced vibration of mechanical systems with hysteresis. In: Proceedings of the 4th conf. on nonlinear oscillation. 1967.

    [30]. Chopra A.K. and Chilntanapakdee C. " Comparing response of SDF systems to near – fault earthquake motions in the context of spectral regions. "Earthquake Eng. N. and Structural Dynamics. 2001; 30:1769-1789.

    [31]. Corley, w. G., (2002), “Applicability of Seismic Design in Mitigating Progressive Collapse,” Proceedings of National Workshop on Prevention of Progressive Collapse, Multihazard Mitigation Council of the National Institute of Building Sciences, Rosemont, IL, U. S. A, July 2002, pp. 10-11.

    [32]. Corley, W. Gene; Sozen. Mete A.; Thornton. Charles H.; and Mlaker, Paul F., “The Oklahoma City

    Bombing Improving Building Performance Through Multi-Hazard Mitigation,”

    [33]. DOD, (2005), Department Of Defense, design of buildings to resist progressive collapse.

    [34]. FEMA 273, (1997), Federal EmergencyManagement Agency.

    [35]. Hayes, Jr., J. R., Woodson, S. C., Pekelnicky, R. G., Poland, C. D., Corley, W. G., and Sozen, M., (2005),“Can Strengthening for Earthquake Improve Blast and Progressive Collapse Resistance?,” Journal of Structural Engineering ASCE, 131 (8), pp. 1157-1177.

    [36]. Iwan, W.D. (1997). “Drift spectrum: measure of demand for earthquake ground motions,” J. Struct. Engng, ASCE, Vol. 123, No. 4, pp. 397–404.

    [37]. Giuseppe Carlo Marano, Rita Greco, Emiliano Morrone, 2011. Analytical evaluation of essential facilities fragility curves by using a stochastic approach. Journal of Engineering Structures,pp. 191-201.

    [38]. GSA, (2003), U.S. General Services Administration, progressive collapse analysis and design guidelines.

    [39]. Gurley, C., (2008), “Progressive Collapse and Earthquake Resistance,” Practice Periodical on Structural Design and Construction ASCE, 13 (1), pp. 19-23

    [40]. Hwang, H.H.M & Huo, J-R, 1994, Generation of hazard-consistent fragility curves for seismic loss esti-mation studies. Technical Report NCEER-94-0015, National Center for Earthquake Engineering Research, State University of New York at Buffalo, Buffalo, NY.

    [41]  4Jalayer, F. and Cornell, C. A., 2004, A Technical Frame Work for Probability-Based Demand and Capacity Factor (DCFD) Seismic Formats, RMS Program, Stanford University, Stanford.

    [42]. Jovanoska ED, 2000. Fragility curves for reinforced concrete structures in Skopje(Macedonia) region.Soil Dyn and Earthq Eng ,19(6):455-66.

    [43]. Luco N. and Cornell C. A. [1998] “ Effects of random connection fractures on the demands and reliability for a 3-story pre-Northridge SMRF

    [44]. Lourdes A. Mieses, Ricardo R. López, Ali Saffar, 2007. Development  of fragility curves for medium rise reinforced  concrete shear  wall  residential  buildings in puerto rico. Mecanica Computacional. Pp.2712-2727

    [45]. López, R., 1988. A Numerical Model for Nonlinear Response of R/C Frame-Wall Structure, PhD thesis, Department of Civil Engineering, University of Illinois at Urbana Champaign.

    [46]. Luco N. and Cornell C. A. [1998] “ Effects of random connection fractures on the demands and reliability for a 3-story pre-Northridge SMRF

    [47]. Kappos AJ, Panagopoulos G, Panagiotopoulos C, Penelis G,2006. A hybrid method for the vulnerability assessment of R/C and URM buildings. J Earthq Eng 2006;4: 391–413.

    [48]. Karim KR, Yamazaki F. 2003. A simplified method of constructing fragility curves  for highway bridges. Earthquake Engineering Structural  Dynamic;32:1603–26.

    [49] 3Krawinkler H., Bertero, V.V. and Popov, E.P., 1971, Inelastic     Behavior of Steel Beam-To-Column Subassemblages, Report No. EERC 71/07, University of California, Berkeley, CA.

    [50]. Makris, N., and Chang, Sh. P. (2000) , "Effect of viscous, viscoplastic and friction damping on the response of seismic isolated structures", Earthquake Engineering and Structural Dynamics 2000; 29:85-107.

    [51]. Mackie,  K.,  Stojadinovic,  B.,  2001.  Probabilistic  Seismic  Demand  Model  for California Bridges. Journal of Bridge Engineering, 6(6), 468–480.

    [52]. Malhotra P. K.," Response of building to near-field pulse-like ground motions." Earthquake Engng.Struct.Dyn.1999;;28:1309-1326.

    [53]. Mander J. B., Priestley M. J. N. and Park R. [1998] “ Theoretical Stress-Strain Model for Confined Concrete” Journal of Structural Engineering, ASCE 114(8), 1804-1825.

    [54] Mazzoni, S., McKenna, F., Scott, M.H., Fenves, G.L., and Jeremic, B.,      2004, OpenSees Command Language Manual.

    [55]. Mavroeidis G. P., Dong G. and Papageorgiou A. S. “ Near-fault ground motions, and the response of elastic and inelastic single-degree-of-freedom (SDOF) systems” , Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 2004,Vol. 33, 1023-1049.

    [56]. Menun, C., Fu Q. "An Analytical Model For Near_Fault Ground Motions" Proceedings of the 12th AWorld Conference on Earthquake Engineering, Auckland, New Zealand.

    [57]. Michael W. Tantala, George Deodatis, 2002. Development of seismic fragility curves for tall buildings. 15th ASCE Engineering Mechanics Confrence, Columbia University, New York.

    [58]. Moehle, J. p., Elwood, K. J., and Sezen, H., (2002), “Gravity Load Collapse of Building Frames during Earthquake,” Proceedings of S. M. Uzumeri Symposium: Behavior and Design of Concrete Structures for Seismic Performance, ACI Special Publication (SP-197), pp. 215-238.

    [59]. Murat Serdar. K. Zekeriya Polat, 2006. Fragility analysis of mid-rise R/C frame building. Engineering Structers;(28):289-303.

    [60]. Nielson,  B.G.,  2005.  Analytical  Fragility  curves  for  highway  bridges  in  moderate seismic  zones.  A  Thesis  presented  for  PHD  degree.  school  of  civil  and  environmental engineering Georgia institute of Technology,400pp.

    [61]. 18-29Reinhorn  A.M., R. Barron-Corvera, Ayala, A.G., 2001. Spectral evaluation of seismic fragility of structures. Structural Safety and Reliability (ICOSSAR 2001), Corotis et al. Eds., Swets & Zeitlinger – Balkema Publishers.

    [62]. Ruiz-García, A. Terán-Gilmore, Oscar Zuñiga-Cuevas, 2010. Simplified DRIFT-BASED fragility assessment of confined Masonary buildings. Proceeding of the 9th U.S. National and 10th Canadian Confrence on Earthquake Engineering, Toronto, Canada

    [63]. Somerville, PG (1998). "Development of an improved representation of near-fault ground motions." Proceedings of the SMIP98 Seminar on Utilization of Strong-Motion Data, Oakland,CA, 1998: 1-20. 206). Somerville, P., C. K. Saikia, D. Wald, and R. Graves (1995). “Implications of the [13]. Northridge earthquake for strong ground motions from thrust faults.” Bull. Seism. Soc. Am., Vol. 86, pp.S115-S125.

    [64]. Shinozuka, M., 1998. Development of Bridge Fragility Curves. University of Southern California, (Unpublished Work).

    [65]. Somerville P. Magnitude scaling of near fault ground motions. Proceedings of the International Workshop on Annual Commemoration of Chi-Chi Earthquake, National Center for Research on Earthquake Engineering, Taipei, Taiwan, September 2000.

    [66]. Teran-Gilmore, A., Zuñiga-Cuevas, O., and J. Ruiz-García, 2009. Displacement-based seismic assessment of low-height confined masonry buildings, Earthquake Spectra 25(2), 439–464

    [67] 21Vamvatsicos, D. and Cornell, C. A., 2002, Incremental Dynamic Analysis.

    [68]. Werner,  S.  D.,Taylor,  C.  E.,  2002.  Component  Vulnerability  Modeling  Issues  for Analysis  of  Seismic  Risks  to  Transportation  Lifeline  Systems.  Acceptable Risk Processes:Lifelines  and  Natural  [13]. Hazards, Monograph  No. 21,  S.  D.  Werner  and  C. E.Taylor, eds., Technical Council on Lifeline Earthquake Engineering, ASCE, Reston VA, USA.

    [69]. Wen YK. Method for random vibration of hysteretic systems. J Eng Mech Div, ASCE 1976;102:150–4.

    [70]. Whitman,  R.  V.,  Biggs,  J.  M.,  Brennan  III,  J.  E.,  Cornell,  C.  A.,  de  Neufville,  R. L.,Vanmarcke,  E. H., 1975.  Seismic  Design  Decision  Analysis.  Journal  of  the  Structural Division, ASCE, 101(ST5), 1067–1084.

    [71] 31Wolf JP. Song C. Finite Element Modeling of Unbounded Media. England: Wiley; 1996.

    [72]. Y. M. Tien, C. H. Pai, 2006. Development  of  fragility  curves  for the 1999 chi-chi,TAIWAN earthquake. Proceeding of the 8th U.S. National Confrence on Earthquake Engineering, San Francisco, California, USA.

    [73]. Yamaguchi, N.,  Yamazaki, F. 2000. Fragility  curves  for buildings  in  Japan  based  on  damage  surveys  after  the 1995 Kobe earthquake.

    [74]. Zentner.I, 2010. Numerical computation of fragility curves for NPP equipment. Journal of Nuclear and Design, vol 240,  pp.1614-1621.

     



تحقیق در مورد پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله, مقاله در مورد پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله, پروپوزال در مورد پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله, تز دکترا در مورد پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله, پروژه درباره پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله, گزارش سمینار در مورد پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله, رساله دکترا در مورد پایان نامه بررسی منحنی شکست سازه های فولادی با قاب خمشی متوسط در اثر خرابی پیش رونده حین زلزله

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس