بررسی عملکرد و رفتار قاب های بتن آرمه با جداسازه ای لرزه‌ای

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی عمران

گرایش : سازه

عنوان : بررسی عملکرد و رفتار قاب های بتن آرمه با جداسازه ای لرزه‌ای

تعداد صفحات :173

چکیده:

در سال‌های اخیر مبحث جداساز لرزه‌ای به طور خاص در طراحی لرزه‌ای ساختمان‌ها مورد توجه قرار گرفته است هدف اصلی از این کار جداسازی سازه از زمین بجای استفاده از روش‌های مرسوم مقاوم سازی می‌باشد. تجهیزاتی که در ایزوله کردن پایه ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرند دارای دو مشخصه مهم می‌باشند:

انعطاف پذیری افقی و قابلیت جذب انرژی.

انعطاف پذیری سیستم جداگر سبب افزایش زمان تناوب اصلی سازه و خارج شدن آن از محدوده انرژی مخرّب زلزله می‌شود، از سوی دیگر خاصیت جذب انرژی سبب افزایش میرائی و در پی آن سبب کاهش تغییر مکان زیاد ناشی از انعطاف پذیری جانبی سیستم جداگر می‌شود.

در مطالعه اخیر جهت بررسی رفتار سازه‌ها با جداگر و با پایه ثابت پس از بر شمردن انواع جداسازهای لرزه‌ای و طراحی جداساز و تمهیدات آئین نامه در مورد سازه‌های جداسازی شده به تحلیل غیرخطی این نوع سازه‌ها پرداخته شده و رفتار هر کدام از سازه‌ها از لحاظ شتاب- پریود- برش و … مورد بررسی قرار گرفته شده است و در ادامه سازه جداسازی شده بر اساس نسبت میرایی مورد بررسی قرار گرفت و نسبت میرایی 4% و 9%و 10% و 11% و 20% باهم مقایسه گردیده و مورد ارزیابی قرار گرفت ونتایج نشان میدهد با افزایش زمان تناوب شتاب کاهش می یابد و افزایش میرایی باعث کاهش بیشتر شتاب در سازه می شود با افزایش زمان تناوب تغییر مکان کلی سازه افزایش می یابد ولی افزایش میرایی تا حدود زیادی آنرا کنترل میکند در حالت کلی در مقایسه سازه جداسازی شده با سازه بدون جدا ساز نتایج تحلیل حاکی از آن است که شتاب طبقات و برش طبقات، در سازه جداسازی شده کمتر است و تغییر مکان جانبی در سازه جداسازی شده نسبتاً زیاد است و برای حل این مشکل باید از مستهلک کننده انرژی یا میراگر استفاده شود در سیستم جداساز با افزایش میرایی قابلیت جذب انرژی در سازه افزایش می یابد و کاهش شتاب منجر به کاهش نیروی وارده به سازه می‌گردد.

فهرست مطالب:

فصل اول: مفاهیم

1- مقدمه

1-1- پیشینه تحقیق

1-2- کلیات

1-3- مقابله یا همراهی نیروهای زلزله

1-3-1- میرائی در طبقات

1-3-2- میرائی در پی‌ها

1-4- سیستم ثقلی

1-5- سیستم جک‌های هیدرولیکی

1-6- سیستم فنری

1-7- سیستم هسته مرکزی

1-7-1- معایب سیستم هسته مرکزی

1-7-2- طراحی جداسازها

1-7-3- اهداف جداسازی

1-8- پژوهش

1-8-1- طراحی جداگر لرزه‌ای و مقایسه مطالعه رفتارهای ساختمان جداسازی شده

1-8-2- آنالیز طیف پاسخ و آنالیز استاتیکی برای ساختمان جداسازی شده و پایه فیکس

فصل دوم: کنترل سازه ها

2-1- کنترل سازه‌ها

2-1-1- کنترل غیرفعال

2-1-2- محدودیت‌های جدایشگرها

2-1-3- مدل‌سازی جدایشگرها

2-1-4- روش تقریبی مدل سازی سازه با جدایشگر

2-2- میراگرها

2-2-1- انواع میراگرها

2-2-1-1- میراگرویسکوز

2-2-1-2- میراگر پسماند

2-3- مفهوم جداساز ارتعاشی

2-3-1- تغییر در انعطاف پذیری، میرایی و زمان تناوب

2-3-2- مقایسه بین روش های متداول و سیستم جداگر ارتعاشی

2-3-3- هدف اصلی از جداساز ارتعاشی

2-4- اجرا در یک سیستم جداگر

2-5- کاربرد عملی مفهوم جداسازی ارتعاشی

2-6- مزایای کنترل فعال و نیمه فعال

2-7- سیستم مدار باز

2-8- سیستم مدار بسته

2-9- سیستم مدار باز- بسته

2-10- میراگر های هیسترسیس فولادی

2-10-1- خصوصیات میراگر های هیسترسیس فولادی

2-10-2- انواع میراگر های فولادی

2-11- مفهوم کنترل ارتعاش در سازه ها

2-11-1- طبقه بندی روش های کنترل بر اساس دینامیک سازه ها

2-11-2- طبقه بندی تکنیک کنترل بر اساس نحوه عملکرد سیستم

2-11-2-1- روش کنترل غیر فعال

2-11-2-2- روش کنترل فعال

2-11-2-3- روش کنترل ترکیبی یا مختلط

2-11-2-4- روش کنترل نیمه فعال

2-12- سیستم نوین جرم میراگر متوازن

2-13- نتیجه گیری کلی

2-14- مزایای جرم میراگر متوازن



فصل سوم: طراحی سیستم‌های جداسازلرزه‌ای

3-1- کلیات

3-2- تحلیل سازه جداسازی شده

3-2-1- عوامل مهم در انتخاب روش تحلیل سازه

3-2-2- طراحی جداسازهای لاستیکی با هسته سربی

3-3- میراگرها و توصیه‌های طراحی

فصل چهارم: ملاحظات اجرایی در طراحی سازه‌های جداسازی شده

4-1- کلیات

4-2- ملاحظات عمومی در زمان طراحی

4-3- مشخصات بستر

4-4- اثر نوع خاک

4-5- آثار حوزه نزدیک

4-6- اثر مؤلفه‌ قائم زمین لرزه

4-7- توجه به تأثیر مودهای بالاتر

4-8- ارتفاع ساختمان

4-9- رفتار روسازه

4-10- انتخاب موقعیت تجهیزات جداسازی در ارتفاع

4-11- طراحی بر اساس شرایط محیطی

4-12- مقاومت در برابر آتش

4-13- سختی جانبی جداسازها

4-14- قراردهی جداسازها در پلان

4-15- تعویض تجهیزات جداسازی

4-16- فاصله آزاد جانبی و قائم

4-17- طراحی اعضای سازه‌ای مجاور واحدهای جداساز

4-18- جزییات اجرایی معماری

4-19- جزییات اجرایی تجهیزات مکانیکی

4-20- آزمایش‌های مورد نیاز برای جداسازهای لرزه‌ای

4-21- مطالعه اقتصادی طرح‌های دارای جداساز لرزه‌ای

4-22- کنترل نتایج طراحی

4-23- مدارک فنی طرح

فصل پنجم: تحلیل قاب بتنی 5طبقه بر روی جداساز لرزه‌ای وپایه ثابت

5-1- مبنای طراحی

5-2- پایداری سامانه جداساز

5-3- ضریب اهمیت

5-4- گروه‌بندی ساختمانها بر حسب شکل

5-5- انتخاب روش تحلیل پاسخ جانبی

5-5-1- کلیات

5-5-2- تحلیل استاتیکی

5-6- پروژه مورد تحلیل

5-7- طراحی جداساز مورد نظر برای پروژه

5-7-1- مشخصات مقدماتی مسأله

5-7-2- تحلیل

5-7-2-1- تغییر مکان طرح

5-7-2-2- نیروی تسلیم اولیه

5-7-2-3- سختی ثانویه

5-7-3- طراحی

5-7-3-1- طرح اولیه هسته سربی

5-7-3-2- ابعاد جداساز

5-7-3-3- خصوصیات لاستیک

5-7-4- نتایج طراحی جداساز

5-8- نتایج تحلیل

5-8-1- مقایسه شتاب، دو ساختمان جداسازی شده و پایه ثابت

5-8-2- مقایسه تغییر مکان جانبی، دو ساختمان جداسازی شده و پایه ثابت

5-8-3- مقایسه برش طبقات، دو ساختمان جداسازی شده و پایه ثابت

5-8-4- مقایسه پریود، دو ساختمان جداسازی شده و پایه ثابت

5-8-5- مقایسه سختی، دو ساختمان جداسازی شده و پایه ثابت

5-8-6- مقایسه جرم مشارکتی، دو ساختمان جداسازی شده و پایه ثابت

5-8-7- بررسی سازه برای طیف پاسخ شتاب از لحاظ نسبت میرایی

5-8-7-1- مقایسه سازه با میرایی 10%ومیرایی4%

5-8-7-2- مقایسه سازه با میرایی 10%ومیرایی 9%

5-8-7-3- مقایسه سازه با میرایی 10%ومیرایی 11%

5-8-7-4- مقایسه سازه با میرایی 10%و میرایی 20%

5-9- بررسی برش براساس میرایی

5-9-1- مقایسه سازه برای برش براساس میرایی 10%ومیرایی 4%

5-9-2- مقایسه سازه برای برش بر اساس میرایی 10%و میرایی 9%

5-9-3- مقایسه سازه برای برش بر اساس میرایی 10%و میرایی 11%

5-9-4- مقایسه سازه برای برش بر اساس میرایی10% و میرایی 20%

5-10- بررسی تغییر مکان

5-10-1- مقایسه سازه برای تغییر مکان بر اساس میرایی 10%و میرایی 9%

5-10-2- مقایسه سازه برای تغییر مکان بر اساس میرایی 10% و میرایی 11%

5-10-3- مقایسه سازه برای تغییر مکان بر اساس میرایی 10%و میرایی 20%

5-11- بررسی شتاب طبقات

5-11-1- مقایسه سازه برای شتاب طبقات براساس میرایی 10%و میرایی 20%

5-11-2- مقایسه سازه برای شتاب طبقات براساس میرایی 10% و میرایی 11%

5-11-3- مقایسه سازه برای شتاب طبقات براساس میرایی 10% ومیرایی 4%

5-11-4- مقایسه سازه برای شتاب طبقات براساس میرایی 10%و ومیرایی 9%

5-12- حالت کلی بررسی براساس میرایی

5-13- شکل شماتیک بررسی رفتار سازه با نصب جداگر

5-14- حلقه های هیسترسیس برای تکیه گاه سربی – لاستیکی

5-15- حلقه های هیسترسیس نیرو –تغییر مکان برای تاکیه گاه سربی- لاستیکی

6-1- نتیجه گیری

6-2- پیشنهادها

منابع