پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد "M.SC"
مهندسی عمران – سازه
چکیده :
هدف در این پایان نامه برآورد نیاز لرزه ای برای ساختمان بتنی مسلح می باشد که طبق استاندارد های قدیمی زلزله طرح و محاسبه شده است بنابر این ضوابط امروزی شکل پذیری و لرزه خیزی را تأمین نمی کند.
در این رابطه ساختمانی به عنوان مورد مطالعاتی انتخاب میگردد. براساس مدارک فنی و نقشه های اجرایی موجود از سازه مذکور منحنی های رفتاری هریک از اعضا با استفاده از دستورالعمل بهسازی لرزه ای( ٣٥٦ FEMA) بدست آمده و طبق روش های آنالیز استاتیکی غیر خطی نسبت به تهیه منحنی ظرفیت کل سازه اقدام گردیده و نقطه عملکرد سازه مذکور از روش طیف ظرفیت بدست می آید در نهایت نیاز لرزه ای سازه مذکور قابل دسترسی می باشد. و از دستاوردهای مهم طرح برآورد کمبود ظرفیت این قبیل از سازه ها نسبت به طیف های جدید زلزله با آخرین ویرایش آیین نامه ٢٨٠٠ ( ویرایش سوم ) زلزله خواهد بود.
مقدمه
به طور متوسط هر ساله ده هزار نفر به سبب زلزله جان خود را از دست می دهند . بررسی های یونسکو نشان می دهد که خسارتهای مالی ناشی از زلزله از سال ١٩٢٦ الی ١٩٥٠ به ده میلیارد دلار بالغ شده است . نوشتارهای تاریخی بر نگرانی همیشگی انسان از خطرات ناشی از زلزله دلالت دارد .
پهنه ایران از مناطق لرزه خیز جهان بوده و شاهد آن زلزله های متعددی می باشد که هر از چند گاهی این خطه عزیز و تاریخی را در هم کوبیده است . حاصل این زلزله ها کشته و زخمی شدن تعداد زیادی از هموطنان و همچنین تخریب بسیاری از ساختمانهای دولتی و غیردولتی بوده است . بحث مقاوم سازی و بهسازی سازه های موجود مطلبی است که اخیرًا در کشور به جهت کم کردن تبعات منفی زلزله مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است .
خسارات سازه ای و غیرسازه ای که در اثر زمین لرزه در ساختمان ها پدید می آید در درجه اول ناشی از تغییر مکان های جانبی است . بنابراین اگر تغییر مکان های جانبی به نحو مناسبی توسط تأمین سختی جانبی کافی ، مقاومت جانبی و ظرفیت اتلاف انرژی مناسب ، محدود شوند ، می توان خسارات وارده را به طرز مناسبی کنترل کرد . برای نیل به این مقصود باید روش ها و شاخص های مناسبی برای کنترل تغییر مکان های جانبی در فرآیند طراحی مقاوم سازی لرزه ای در دست باشد .
بسیاری از سازه های بتنی مسلح در زلزله های اخیر عملکرد نامطلوبی داشته اند . بسیاری از این سازه ها فقط برای تحمل بارهای ثقلی یا براساس آیین نامه های قدیمی طراحی شده بودند و به همین دلیل رفتارهای غیرانعطاف پذیری از خود نشان می دادند . آسیب های جدی به سازه های بتن مسلح در زلزله های مکزیکو
١٩٨٥ ، نورث ریج ١٩٩٤ ، هانشین – آواجی (کوبه ) ١٩٩٥ و کوجالی (ترکیه ) ١٩٩٩ وارد شده است که خسارات جانی و مالی بسیاری را در بر داشته است .
مسأله مقاوم سازی ساختمانهای بتنی مسلح در برابر زلزله مثل طراحی سازه برای شرایط بارگذاری اساساً عبارت است از پیش بینی نیروها و تغییر شکلها از طریق طراحی مقدماتی و فراهم آوردن ظرفیت کافی برای تحمل آنها . طراحی یک سازه برای مقاومت در برابر زلزله مورد انتظار عموماً هدف برآوردن معیارهای ایمنی ویا بهره برداری را دنبال می کند .
قاب های خمشی بتنی مسلح در ساختمان های متداول ضوابط شکل پذیری موردنیاز آیین نامه را تأمین نمی کنند ودر این گونه سازه ها نیاز به مقاوم سازی وجود دارد . راه های مختلفی برای بهبود عملکرد لرزه ای سازه های بتن مسلح وجود دارد . بطور کلی دو راهکار اصلی جها مقاوم سازی سازه وجود دارد . راهکار اول تقویت موضعی اعضای سازه موجود به صورت انتخابی با نظر مهندس طراح می باشد . راهکار دوم اضافه کردن المان جدید سازه ای مثل دیوار برشی ویا مهاربندی فولادی به سبب بالابردن مقاومت و سختی جانبی سازه موجود و به تبع پایین آوردن تغییر مکانهای سازه می باشد.
هدف در این پایان نامه برآورد نیاز لرزه ای برای ساختمان بتنی مسلح می باشد که طبق استانداردهای قدیمی زلزله طرح و محاسبه شده است . بنابراین ضوابط امروزی شکل پذیری و لرزه خیزی را تأمین نمی کند .
فصل اول :
کلیات
هدف :
هدف در این پایان نامه برآورد نیاز لرزه ای برای ساختمان بتنی مسلح می باشد که طبق استاندارد های قدیمی زلزله طرح و محاسبه شده است بنابر این ضوابط امروزی شکل پذیری و لرزه خیزی را تأمین نمی کند.
در این رابطه ساختمانی به عنوان مورد مطالعاتی انتخاب میگردد. براساس مدارک فنی و نقشه های اجرایی موجود از سازه مذکور منحنی های رفتاری هریک از اعضا با استفاده از دستورالعمل بهسازی لرزه ای
( ٣٥٦ FEMA) بدست آمده و طبق روش های آنالیز استاتیکی غیر خطی نسبت به تهیه منحنی ظرفیت کل سازه اقدام گردیده و نقطه عملکرد سازه مذکور از روش طیف ظرفیت بدست می آید در نهایت نیاز لرزه ای سازه مذکور قابل دسترسی می باشد. و از دستاوردهای مهم طرح برآورد کمبود ظرفیت این قبیل از سازه ها نسبت به طیف های جدید زلزله با آخرین ویرایش آیین نامه ٢٨٠٠ ( ویرایش سوم ) زلزله خواهد بود.
فصل دوم :
خلاصه ای از دستورالعمل به سازی لرزه ای
درمورد ساختمان های بتنی
٢-١ : تحلیل استاتیکی غیر خطی
در این روش ، بار جانبی ناشی از زلزله ، استاتیکی و به تدریج بصورت فزاینده به سازه اعمال می شود تا آنجا که تغییر مکان در یک نقطه خاص (نقطه کنترل ) تحت اثر بار جانبی ، به مقدار مشخصی (تغییر مکان هدف ) مطابق رابطه زیر برسد و یا سازه فرو ریزد.
Te
δt = C0 C1 C2 C3 Sa ——— g
4π²
٢-٢ :تعریف نقطه کنترل :
در تحلیل استاتیکی غیر خطی ، مرکز جرم بام بعنوان نقطه کنترل تغییر مکان سازه انتخاب می شود .(مرکز جرم سقف خر پشته بعنوان نقطه کنترل انتخاب نمی گردد.)
٢-٣ : تغییر مکان هدف :
تغییر مکان هدف برای سازه با دیافراگم های صلب باید با در نظر گرفتن رفتار غیر خطی سازه بر آورد گردد(
Abstract :
In this thesis the aim is to estimate the seismic demand for a reinforced concrete
building , which has been designed and computed according to the old earthquake
standards and does not satisfy the modern seismisity and ductility criteria . For this
purpose a building is chosen to study . On the basis of the available technical
documents and executive plans of the mentioned structure and by the use of
( FEMA 356 ) document, the backbone curves of each component has been
obtained . The capacity spectrum of the whole structure is prepared according to
the nonlinear static analysis methods and the performance point of the aforesaid
structure is obtained using the capacity spectrum method . Finally the seismic
demand of the mentioned structure is available . One of the significant
achievements of the project is the capacity loss estimation of such structures as
compared with the modern earthquake methods with the last version of the
earthquake regulation 2800 ( third version ) .