بررسی تغییر مکان نسبی سازه بلند فلزی تغییر سیستم مها ربندی ارتفاع

لینک دریافت خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  قابل ویرایش پرینت

تعداد صفحات: 8

بررسی تغییر مکان نسبی سازه بلند فلزی تغییر سیستم مهاربندی ارتفاع

محسن گرامی، استادیار گروه عمران، دانشگاه سمنان، پژوهشگر فوق دکتری سازه، دانشگاه تربیت مدرس

[e-mail]

روزبه صدری، دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، دانشگاه ازاد اسلامی واحد زاهدان

[e-mail]

چکیده:

دستورالعمل FEMA جهت کنترل خسارت سازه بلند مقادیر تغییر مکان نسبی سازه محدود نموده . سازه فولادی بلند سیستم مهاربندی، معمولا مهاربند صورت مشخص بدون تغییر ارتفاع استفاده شود بیشتر تغییرات پلان سازه باشد.با توجه اینکه تحقیقات جدید انواع گوناگون مهاربندی رفتار لرزه سیستمهای ترکیبی پلان سازه متمرکز لیکن تغییر نوع مهاربندی ارتفاع سازه کمتر بررسی قرار گرفته است.اگر بتوان تغییر نوع مهاربند ارتفاع ساختمان، رفتار لرزه انرا بهبود بخشید توان نسبت عملکرد لرزه اطمینان بیشتری حاصل کرد. همچنین توان نسبت بهینه نمودن مصرف مصالح فولادی ساختمانهای فلزی اقدامی جدی نمود . مطالعه تعدادی قابهای خمشی فولادی ارتفاع مختلف، پس بارگذاری طراحی اساس استانداردهای ایران، تحت 3 زلزله طبس، ناغان رودسر تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی قرار گرفته تغییر نوع مهاربندی ارتفاع قابها بررسی حداکثر تغییر مکان نسبی سازه تحلیل، تراز مناسب جهت تغییر نوع مهاربندی پیشنهاد گردیده . انتها نتیجه گردید تغییر نوع سیستم مهاربندی تراز مشخصی ارتفاع تواند درکاهش حداکثر تغییر مکان نسبی سازه تحت زلزله موثر باشد .

کلمات کلیدی : قابهای مهاربندی شده فولادی ، تغییر نوع مهاربندی ارتفاع، تحلیل دینامیکی غیر خطی

مقدمه تاریخچه تحقیقات :

یکی سیستمهای متداول سازه سازه بلند فولادی، سیستم دو گانه سیستم ترکیبی باشد . هر یک سیستمهای مهاربندی رفتاری متفاوت برابر زلزله دارند همین سبب سیستمها دارای مزایا معایبی باشند . طراحی سازه بلند همچنین درک درست رفتار مهاربندی جهت اطمینان حاصل کردن رفتار عملکرد مناسب دوگانه، بویژه هنگام زلزله، اهمیتی خاص برخوردار . همین دلیل بایست انتخاب نوع سیستم مهاربندی همچنین چیدمان سازه جهت براوردن ملزومات ایین نامه دقتی خاص نمود . طورکلی سیستمهای متداول جهت مقاوم نمودن سازه فولادی برابر نیروهای جانبی همانند زلزله عبارت : قاب خمشی، قاب مهاربندی شده قاب خمشی مهاربندی شده .

هر یک سیستمها توجه ارتفاع سازه برابر نیروهای جانبی دارای مزایا معایبی باشند .

در سیستم قاب خمشی، اتصالات خمشی بایست سختی لازم جهت ثابت نگهداشتن زاویه میان اعضاء تحت اثر بار داشته باشند . فواصل ازاد بین ستونها نظر معماری تحمل نیرو بلافاصله پس اجرا عمده مزایای نوع قاب شمرده شود . سیستم دارای شکل پذیری مناسب ولی سختی محدود باشد .

قاب مهاربندی شده عنوان یک سیستم جهت بهبود عملکرد قاب خمشی باشد ترتیب حذف عملکرد خمشی افزودن یک سیستم خرپایی، برش وارد سازه ناشی زلزله، توسط اعضای قطری جذب شوند صورت کشش فشار سیستم منتقل گردد . انواع سیستم توان مهاربند X شکل، مهاربند 7 .... نام برد . قابهای مهاربندی شده دو صورت همگرا واگرا باشند . سختی مهاربندهای همگرا بیشتر مهاربندهای واگرا باشد ولی عوض شکل پذیری مهاربندهای واگرا بیشتر استهلاک انرژی انها بیشتر باشد . سیستم قاب خمشی مهاربندی شده نامهای سیستم دوگانه ترکیبی بکار برده شود سیستم درصدی نیروی زلزله مهاربندها درصدی دیگر قاب خمشی منتقل شود . حقیقت قاب خمشی جهت تحمل نیروهای ثقلی درصدی نیروی زلزله تحلیل شود . دلیل سختی محدود قابهای خمشی لزوم کنترل تغییر مکانهای جانبی، کاربرد سیستم مهاربندی همگرا دارای سختی زیادی باشد قاب خمشی دارای امتیازاتی . اما شکل پذیری سیستم دلیل کمانش مهاربند قطری محدود شود .

اخیرا قاسمی صفری ماهری [ 1 ] مطالعاتی رابطه مکان یابی محل مهاربندها قابهای فولادی بهینه یابی محل مهاربندها انجام داده اند جابه جا نمودن محل مهاربندها ترازهای مختلف بررسی رفتارهای قابهای متفاوت نتایجی دست یافته اند . انها مقدار تنش المانها، مقدار جابه جایی طبقات، کشش نیفتادن پی ها، تعداد مهاربند هر طبقه لحاظ معماری، وجود عدم وجود مهاربند دهانه خاص نظر گرفتند . کنترل مقدار تنش المانها انها کمک ایین نامه AISC-ASD89 مقدار تنش المانها مقادیر تنش مجاز ایین نامه محدود کردند .

برای کنترل اثرات P-Δ کنترل جابه جایی نسبی زلزله سطح بهره برداری، جابه جایی نسبی هر طبقه 015/0 متر محدود کردند .

از لحاظ معماری جهت اینکه بعضا دلیل وجود بازشو یک دهانه خاص امکان قرار گیری مهاربند دهانه وجود ندارد، وجود بازشو بعضی دهانه خاص طبقه محدود شده .

ریاحی عبدلی [ 4 ] اخیرا مطالعاتی راجع بهینه سازی موقعیت مهاربندها قابهای فولادی دو بعدی داشته اند مطالعه صورت گرفته هدف، تاثیر بهره گیری تئوری گرافها تعیین موقعیت مهاربندها رفتارسازه قاب ( مانند تغییر شکل جانبی وزن ) نسبت حالتهای مهاربندی متداول . پارامترهای بررسی انها وزن، تغییر مکان طبقات نیروی کنش Uplift، بوده .

روند انجام پژوهش :

قابهای دو بعدی 4، 7، 10، 15، 20 25 طبقه دو مرحله 3 7 دهانه مطابق شکل (1) بررسی قرار گرفت .

m5/3

m 5×7 m 5×3

شکل (1) : مشخصات قابها

در بارگذاری ثقلی مبحث 6 مقررات ملی بارگذاری لرزه استاندارد 2800 ایران (ویرایش سوم) کمک گرفته . طول دهانه ثابت برابر 5 متر، ارتفاع طبقات ثابت برابر 5/3 متر عرض بارگیر قابها 5/4 متر نظر گرفته شده . همچنین فرض گردیده قابها خاک نوع 2 قرار گرفته باشند نظر اهمیت رده متوسط قرار دارند . کلیه قابها دارای خطر نسبی زیاد هستند سیستم دو گانه خمشی فولادی ویژه مهاربند محور R=9 بکار گرفته شده .

پس تحلیل طراحی قابها، مهارهای هفتی ترتیب جایگزین مهارهای ضربدری ارتفاع سازه شدند (جایگزینی بالا پایین صورت گرفت) پس جایگزینی مجددا قابها تحلیل طراحی قرار گرفتند . بدین ترتیب 174 قاب متفاوت تحلیل طراحی قرار گرفت نیاز دریفت طبقات انها اساس تحلیلهای دینامیکی غیر خطی ادامه پرداخته خواهد ارزیابی قرار گیرند .

شاخص Drift :

نیاز Drift طبقه یکی شاخصهای اصلی ارزیابی خسارت لرزه همچنین طراحی قابها دلایل مختلف حائز اهمیت باشد . تخمین Drift تعیین درز انقطاع منظور ممانعت ضربه سازه یکدیگر، لازم باشد . Drift طبقات سهم زیادی ایجاد صدمه اجزای سازه غیر سازه دارند . توجه روز افزون هزینه ناشی خسارت لرزه مشکلات ناشی ( حوزه ورود سازه رفتار غیرخطی ) ضرورت کنترل میزان خسارات قابلیت تعمیر سازه مرحله طراحی تاکید کنند .

Kumar and Kalyanaraman [ 2 ] Qiang Xie [ 3 ] مطالعه خود جهت بررسی قابهای مهاربندی شده مرکز همچنین ظرفیت اتلاف انرژی نوع قابها، پارامتر Drift جهت مقایسه قابهای متفاوت مطالعه قرار داده است.

ارزیابی زاویه دریفت طبقات سازه بررسی تحلیل دینامیکی غیرخطی :

پس تحلیل طراحی قابها، تمامی قابها کمک نرم افزار DRAIN-2DX تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی قرار گرفت . تحلیل غیرخطی سازه 3 شتابنگاشت طبس بیشینه شتاب زمین 0.93g، زلزله ناغان بیشینه شتاب زمین 0.72g رودسر بیشینه شتاب زمین 0.78g استفاده شده .

با تحلیل قابها ثبت نتایج مقدار جابه جایی طبقات گامهای زمانی، مقدار دریفت هر طبقه محاسبه گردید . مقدار تفاضل جابه جایی دو طبقه متوالی صورت میگیرد . تقسیم مقدار دریفت بدست امده ارتفاع هر طبقه، زاویه دریفت طبقات محاسبه گردد . اما چون مقدار گامهای متفاوت زمانی محاسبه گردیده است، بیشینه مقدار طول تاریخچه بارگذاری استفاده قرار گرفته است.

نمودارهای مربوط نیاز زاویه دریفت طبقات عنوان نمونه قاب 20 طبقه تحت 3 رکورد ادامه نمایش داده شده . نمودار ستون عمودی مربوط ارتفاع نسبی ستون افقی مربوط بیشینه نیاز زاویه دریفت درصد باشد . منحنی مختلف مربوط تغییر تراز تغییر نوع مهار ضربدری هفتی بوده هر شکل نتایج 3 زمینلرزه بررسی تفکیک ارائه شده .