۳-۷- نحوه ی مقاوم سازی
ساختار این پایان نامه بدین­صورت است که سعی شده به کمک سازه ­هایی شتافت که طراحی و احداث شده ­اند اما در طراحی آنها نحوه­ و چگونگی مقابله با حوادث غیر مترقبه لحاظ نشده است.
مقاوم­سازی بدین صورت بوده است که در طبقه­ی آخر سازه­های نامبرده در قابهای بیرونی ساختمان یعنی دورتادور ساختمان از خرپای کمره­ای استفاده شده تا بهنگام حذف ناگهانی ستونهای نامبرده در سناریو، خرپا به کشش افتاده و بتواند تعادل اولیه­ سازه را حفظ کرده و مانع از انهدام کلی آن شود.
بدین منظور از سه تیپ مهاربند از نوع هم­محور٨ و ٧ و X(ضربدری) استفاده شده است.برای مهاربندها از مقاطع UNP استفاده شده است و نتایج تحلیل سه مهاربند نسبت به یکدیگر و نسبت به حالت اولیه (بدون خرپا) مقایسه و بررسی شده است.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

یکی از تحلیل های معمول در بررسی خرابی پیشرونده ، تحلیل استاتیکی غیر خطی می باشد که در برگیرنده خواص غیر خطی مصالح می باشد. طبیعتا همه روش ها بر اساس چندین فرض و سطوحی از ایده آل سازی هستند. لذا غیبت روش های محاسباتی دقیق در استانداردها جهت بررسی خرابی پیشرونده، تمرکز بر روش مسیر باربری جایگزین تحت سناریوی حذف یک ستون بحرانی را ناگزیر می سازد.
بدین منظور ساختمان های فولادی از نوع قاب خمشی در نرم افزار SAP2000[27] مدلسازی شده است.منحنی ظرفیت سازه ها و شاخص تنومندی بر اساس ظرفیت برشی باقیمانده ارائه و مقایسه هایی صورت گرفته است. نتایج بطور قابل توجهی وابسته به متغیرهایی چون تعداد طبقات، موقعیت حذف ستون و ترکیب بار مورد نظر تغییر می‌کند.برای نمونه نحوه­ مقاوم­سازی سازه­­ی پنج طبقه در شکل ۳-۸ در قسمت‌های a، b و c آورده شده است.

(b) (a)
©
شکل ۳-۸ نمای دو بعدی از قابهایی که برای تقویتشان از خرپا استفاده شده است.
۳-۸- معرفی الگوی بارگذاری وارده
۳-۸-۱- بارگذاری ویژه خرابی پیشرونده
در تحلیل خرابی پیشرونده معمول به روش استاتیکی غیر خطی پس از حذف المان باربر قائم، ترکیب بار ثقلی بر اساس راهنمای مورد استفاده بر روی کلیه تیرها اعمال می شود، با این تفاوت که در دهانه ای که ستون مورد نظر حذف گردیده، این ترکیب بار ثقلی بصورت مرحله ای و گام به گام تا دو برابر مقدار اعمال شده در دیگر دهانه ها افزایش می یابد تا اثرات دینامیکی حذف ناگهانی ستون نیز لحاظ گردد. در کار حاضر از ترکیب بار ثقلی DL+0.25LL بر اساس GSA2003 در کلیه دهانه ها استفاده گردیده است و در ادامه الگوی بار جانبی به سازه اعمال می شود.
۳-۸-۲- بار گذاری ثقلی و جانبی
بر اساس معیارهای FEMA 356 و دستورالعمل بهسازی[۲۸] در تحلیل استاتیکی غیر خطی به­خصوص در سازه­های نامنظم اعمال بار جانبی در راستاهای مثبت و منفی می ­تواند منجر به نتایج متفاوتی گردد.بنابراین برای هر الگوی بار جانبی دو حالت تحلیل باید در نظر گرفته شود که تفاوت این دو تنها به راستای اعمال بار مربوط می­ شود[۲۷].
در تحلیل استاتیکی خطی اثر هر دسته از بارها جداگانه محاسبه می­ شود و با بهره گرفتن از اصل جمع آثار قوا،
اثر هم­زمان آنها برآورد می­گردد اما در تحلیل­های غیرخطی این امکان وجود ندارد و باید برای هر ترکیب
بار، مراحل تحلیل به­ طور کامل تکرار شود.
بر اساس معیارهای FEMA 356 و دستورالعمل بهسازی هر حالت تحلیل تحت اثر بارهای جانبی باید در ادامه­ حالت تحلیل تحت اثر بارهای ثقلی صورت پذیرد.بنابراین هرحالت تحلیل تحت اثر بارهای جانبی باید یک­بار در ادامه­ حالت تحلیل تحت اثر ترکیب بار ثقلی Dead Load+Live Load))1.1 و بار دیگر در ادامه­ حالت تحلیل تحت اثر ترکیب بار ثقلی Dead Load))0.9 انجام شود [۲۷].
بر اساس معیارهای FEMA 356 و دستورالعمل بهسازی در تحلیلهای غیرخطی باید در هر امتداد ۱۰۰٪ نیروها و تغییر شکل­ها در جهت مورد بررسی به همراه نیروهای متناظر با ۳۰٪ تغییر مکان ناشی از زلزله در امتداد عمود بر آن در نظر گرفته شود.
۳-۹-شاخص تنومندی
تنومندی بعنوان عدم حساسیت نسبت به یک خرابی موضعی تعریف شده است. بعبارت دیگر، تنومندی سازه، سر پا ماندن در هنگام وقوع یک خرابی موضعی است. یک سازه تنومند می تواند در مقابل بارگذاری بایستد بدون اینکه سبب هیچ خرابی شود.
به منظور بهتر طبقه بندی کردن نتایج، شاخصی از تنومندی را تعریف می کنیم. اگر بار طراحی در سازه سالم و آسیب دیده یکسان باشد، R می تواند بصورت زیر نوشته شود :
(۳-۲)
جاییکه Vdamaged ظرفیت برش پایه ساختمان بعد از حذف المان صدمه دیده و Vintact ظرفیت برشی پایه ساختمان سالم و R شاخص تنومندی است. اگر سازه سالم و آسیب دیده ظرفیت یکسانی داشته باشند، این مقدار ۱ است. و اگر سازه خسارت دیده هیچ ظرفیتی نداشته باشد صفر است. برای یک بار جانبی ظرفیت برش پایه می تواند با اجرای یک تحلیل بار افزون بدست آید. [۵].
در پایان این فصل بیان این نکته لازم است که در فصل بعدی یعنی در فصل چهارم، تحلیل و بررسی مقاومت و سلامت سازه در برابر خرابی پیشرونده، از نوع استاتیکی غیرخطی است و علت استفاده از آن اینست که تحقیقات و بررسی­های بعمل آمده توسط دیگر محققین در این راستا از جمله آقای مهندس نوید صابر نعیمی و رسیدن به این نکته که عملکرد و پاسخ سازه در برابر خرابی پیشرونده با بهره گرفتن از تحلیل دینامیکی غیرخطی و استاتیکی غیرخطی تفاوت چندانی نداشته و پیشنهاد نگارنده­ی نامبرده مبنی بر استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی بجای هم­نوع دینامیکی­اش و همچنین زمان بسیار زیاد اجرای برنامه با تحلیل دینامیکی غیرخطی، و همچنین به علت استفاده از ترکیب بارهای زیاد در این رساله و بالا رفتن حجم عملیات و طولانی شدن زمان اجرا و تحلیل برنامه توسط نرم­افزار، تصمیم بر آن شد که از نوع تحلیل دینامیکی غیرخطی صرف نظر کرده و به پاسخهای تحلیل استاتیکی غیرخطی اعتماد کرد و از خروجی­های آن بهره جست.
فصل چهارم :
بررسی شاخص­ هایی از تنومندی و سلامت سازه
۴-۱- تحلیل استاتیکی غیرخطی سازه پنج طبقه
پیشتر اشاره شد که در سازه­ی پنج طبقه مطابق با آیین­ نامه­ی GSA ، در طبقات اول، سوم و پنجم و در هر طبقه دو حالت جداگانه حذف ستون صورت گرفت و نتایج تحلیل مربوط به این شش حالت در ادامه آورده شده است.این حالات حذف در چهار تیپ ساختمان بررسی شد که در مورد اول حذف ستون در سازه­ای انجام شد که در آن هیچ طرح تقویتی صورت نگرفته است و باید کنترل صورت گیرد که پس از حذف ستون آیا یارای مقابله با این پدیده را دارد یا نه و سه مورد دیگر مربوط به سازه ­هایی است که حذف ستون در سازه­ی تقویت شده با خرپا آن هم در بام ساختمان انجام شده است و در انتها بررسی می­ شود که عملکرد کدام طرح تقویت اعمال شده در مواردی از قبیل تنومندی و سلامت سازه، تعداد مفاصل پلاستیک تشکیل شده در سازه، جابجایی قائم گره بالای محل حذف ستون مورد نظر و همچنین جابجایی نسبی جانبی طبقات بهتر از سایرین بوده تا بتوان قضاوت و انتخاب درست­تری صورت داد.در شکل­های (۴-۴) تا(۴-۷)تغییر شکل سازه پس از حذف ستون گوشه در طبقات اول و سوم وپنجم تحت اثر ترکیب بار
P-EX-G1 نشان داده شده است که قسمت a مربوط به حذف ستون گوشه در طبقه پنجم سازه بوده و قسمت b مربوط به حذف ستون گوشه در طبقه سوم سازه بوده و قسمت c مربوط به حذف ستون گوشه در طبقه اول سازه میباشد.

(b) ©
شکل ۴-۴ سازه­ی پنج طبقه تغییر شکل یافته پس از حذف ستون
(a) (b) ©
شکل ۴-۵ سازه­ی پنج طبقه تغییر شکل یافته ، تفویت شده با خرپای ۸ شکل پس از حذف ستون

(a) (b) ©
شکل ۴-۶ سازه­ی پنج طبقه تغییر شکل یافته ، تفویت شده با خرپا ضربدری پس از حذف ستون

(a) (b) ©
شکل ۴-۷ سازه­ی پنج طبقه تغییر شکل یافته ، تفویت شده با خرپا vشکل پس از حذف ستون
یکی از پارامترهایی معمول به منظور بررسی در بحث خرابی پیشرونده، بحث تنومندی است که در واقع
به مفهوم توانایی سازه برای مقاومت در برابر خرابی پیشرونده تعریف میشود که دلالت بر عملکرد کلی سازه آسیب دیده با فرض حذف عضو خراب شده دارد و یک خصوصیت مستقل از علت ایجاد خرابی موضعی اولیه می­باشد.
در بررسی بعمل آمده در مورد شاخص تنومندی سازه­ی پنج طبقه­ در دو حالت حذف ستون در طبقه­ی اول و با هشت ترکیب بار مختلف، نتایج بدست آمده در جدول ۴-۲ حاکی از این موضوع است که استفاده از خرپای کمره­ای با مهاربند هم­محور ۷ دارای تنومندی بیشتری نسبت به سایرین است و میتوان از نظر کارایی و ایجاد یک سازه­ی تنومندتر اینطور بیان کرد که به ترتیب، تنومندی سازه با خرپای شکل۷ بیشتر از تنومندی سازه با خرپای ۸شکل و همچنین بیشتر از تنومندی سازه با خرپای ضربدری می­باشد و این نکته در مورد تمامی سناریوهای حذف صحت دارد.

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...