دانلود پایان نامه بررسی رفتار لرزه ای ساختمانهای فولادی مجهز به تجهیزات مستهلک کننده انرژی

(۱۳۵ صفحه در قالب PDF)

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی عمران – سازه

عنوان :

بررسی رفتار لرزه ای ساختمانهای فولادی مجهز به تجهیزات مستهلک کننده انرژی

چکیده

اساس روش کنترل ارتعاشی غیرفعال ( منفعل) بر مبنای کاهش انرژی ورودی به سازه از طریق نصب قطعاتی در سازه می باشد که نسبت به سایر سیستم های کنترل عملکردی محدودتر ولی اقتصادی تر دارند . اولین دلیل معرفی قطعات اتلاف انرژی در قاب یک سازه، کاهش تغییرمکانها و خرابی از طریق افزایش اتلاف انرژی است که عموماً میرایی نامیده می شود . آیین نامه های موجود وسایل اتلاف انرژی را به سه دسته:”وابسته به تغییرمکان (میراگرهای فلزی و اصطکاکی)”، “وابسته به سرعت (میراگرهای ویسکوالاستیک جامد و مایع و میراگرهای ویسکوز)” و”سایر وسایل” تقسیم می نمایند.

هریک از این وسایل دارای عملکردی متفاوت در سازه های مختلف میباشند . در تحقیق حاضر، سازه های مجهز به قطعات اتلاف انرژی به دقت تحلیل شده اند. پارامترهای مختلفی تعریف شده اند ، اثر آنها بر عملکرد سازه ای بررسی و مشخص شده است که ارتفاع سازه در چگونگی عملکرد این قطعات تأثیر بسزایی دارد.

بطور کلی روشهای ارائه شده جهت تحلیل قابهای مجهز به این نوع وسایل توسط آیین نامه های مختلف ازجمله FEMA273، FEMA356 و NEHRP2000، شامل روشهای استاتیکی خطی، استاتیکی غیرخطی، دینامیکی خطی و دینامیکی غیرخطی می باش ند. در این تحقیق، از تحلیل دینامیکی غیرخطی به عنوان پیشرفته ترین روش استفاده شده است.

فهرست مطالب

چکیده…………………………………………………………………………………… ۱

مقدمه…………………………………………………………………………………….. ۲

فصل اول – سیستم های اتلاف انرژی غیرفعال در سازه

۱-۱- مقدمه ……………………………………………………………………………………………………. ۵
۱-۲- تأثیر میرایی بر رفتار دینامیکی سازه ها ……………………………………………………………… ۵
۱-۳- وسایل اتلاف انرژی وابسته به تغییرمکان ……………………………………………………………… ۶
۱-۳-۱- کلیات ……………………………………………………………………………………………………….. ۶
۱-۳-۲- میراگرهای فلزی ………………………………………………………………………………………… ۶
۱-۳-۳- میراگرهای اصطکاکی …………………………………………………………………………………….. ۱۶
۱-۴- وسایل اتلاف انرژی وابسته به سرعت …………………………………………………………….. ۲۴
۱-۴-۱- کلیات ………………………………………………………………………………………………………… ۲۴
۱-۴-۲- میراگرهای ویسکوالاستیک …………………………………………………………………………….. ۲۴
۱-۴-۳- میراگرهای ویسکوز مایع ……………………………………………………………………………….. ۲۸

فصل دوم – مدلسازی و تحلیل قابهای فولادی معمولی و مجهز به وسایل جاذب انرژی

۲-۱- مدلسازی و طراحی اولیه قابهای فولادی معمولی …………………………………………………. ۳۸
۲-۱-۱- مقاطع قاب ۵ طبقه ……………………………………………………………………………………… ۳۸
۲-۱-۲- مقاطع قاب ۱۰ طبقه ……………………………………………………………………………. ۴۰
۲-۱-۳- مقاطع قاب ۱۵ طبقه ……………………………………………………………………………………. ۴۲
۲-۲- مدلسازی و آنالیز قابهای فولادی با استفاده از نرم افزار ANSYS ….ر………………………………. ۴۴
۲-۳- مشخصات المانهای استفاده شده در نرم افزار ANSYS …ر…………………………………………….. ۴۵
۲-۴- مشخصات زلزله های طرح ……………………………………………………………………………۴۹

فصل سوم – مقایسه پاسخهای به دست آمده در قابهای۵ طبقه معمولی و مجهز به وسایل جاذب انرژی

۳-۱- مقایسه برش پایه در سه نوع قاب ۵ طبقه معمولی ، مجهز به میراگر ویسکوز و مجهز به میراگر ضد کمانش ………………………………………………………………………………………………….۵۷

۳-۱-۱- مقایسه برش پایه تحت زلزله ناغان ……………………………………………………………. ۵۷
۳-۱-۲- مقایسه برش پایه تحت زلزله بم …………………………………………………………….. ۵۷
۳-۱-۳- مقایسه برش پایه تحت زلزله طبس ……………………………………………………….. ۵۸
۳-۱-۴- مقایسه برش پایه تحت زلزله السنترو ………………………………………………………….. ۵۹
۳ -۲ – مقایسه بیشینه جابجایی نسبی طبقات در سه نوع قاب ۵ طبقه معمولی ، مجهز به میراگرویسکوز و مجهز به میراگر ضد کمانش ……………………………………………………………… ۵۹

-۲-۱- مقایسه جابجایی تحت زلزله ناغان ………………………………………………………………… ۵۹
۳-۲-۲- مقایسه جابجایی تحت زلزله بم …………………………………………………………………… ۶۰
۳-۲-۳- مقایسه جابجایی تحت زلزله طبس ……………………………………………………………. ۶۱
۳-۲-۴- مقایسه جابجایی تحت زلزله السنترو ………………………………………………..………………. ۶۱
۳ -۳ – مقایسه طیف پاسخ شتاب در سه نوع قاب ۵ طبقه معمولی ، مجهز به میراگر ویسکوز و مجهز به میراگر ضد کمانش ………………………………………………………………………………………………۶۲

۳-۳-۱- بررسی و مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه چهارم ………………………………………. ۶۲
۳-۳-۲- بررسی و مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه پنجم …………………………………………۶۶

فصل چهارم –مقایسه پاسخهای به دست آمده در قابهای ۱۰ طبقه معمولی و مجهز به 

۴-۱- مقایسه برش پایه در سه نوع قاب ۱۰ طبقه معمولی ، مجهز به میراگر ویسکوز و مجهز به میراگر ضد کمانش …………………………………………………………………………………………………………..۷۱

۴-۱-۱- مقایسه برش پایه تحت زلزله ناغان …………………………………………………………………. ۷۱
۴-۱-۲- مقایسه برش پایه تحت زلزله بم ……………………………………………………………. ۷۱
۴-۱-۳- مقایسه برش پایه تحت زلزله طبس ……………………………………………………………….. ۷۲
۴-۱-۴- مقایسه برش پایه تحت زلزله السنترو ……………………………………………………………….. ۷۳
۴ -۲ – مقایسه بیشینه جابجایی نسبی طبقات در سه نوع قاب۱۰ طبقه معمولی ، مجهز به میراگر ویسکوز ومجهز به میراگر ضد کمانش ……………………………………………………………………. ۷۳

۴-۲-۱- مقایسه جابجایی تحت زلزله ناغان …………………………………………………………………… ۷۳
۴-۲-۲- مقایسه جابجایی تحت زلزله بم ………………………………………………………………….. ۷۴
۴-۲-۳- مقایسه جابجایی تحت زلزله طبس ……………………………………………………………………… ۷۵
۴-۲-۴- مقایسه جابجایی تحت زلزله السنترو …………………………………………………………………… ۷۵
۴ -۳ – مقایسه طیف پاسخ شتاب در سه نوع قاب ۱۰ طبقه معمولی ، مجهز به میراگر ویسکوز ومجهز به میراگر ضد کمانش ……………………………………………………………………………………………….. ۷۶

۴-۳-۱- بررسی و مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه نهم …………………………………………….. ۷۶
۴-۳-۲- بررسی و مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه دهم ………………………………………………. ۸۱

فصل پنجم : مقایسه پاسخهای به دست آمده در قابهای ۱۵ طبقه معمولی و مجهز به وسایل جاذب انرژی

۵-۱- مقایسه برش پایه در سه نوع قاب ۱۵ طبقه معمولی ، مجهز به میراگر ویسکوز و مجهز به میراگر ضد کمانش …………………………………………………………………………………………………………… ۸۶

-۱-۱- مقایسه برش پایه تحت زلزله ناغان …………………………………………………………………. ۸۶
۵-۱-۲- مقایسه برش پایه تحت زلزله بم …………………………………………………………………… ۸۶
و۵-۱-۳- مقایسه برش پایه تحت زلزله طبس ………………………………………………………………. ۸۷
۵-۱-۴- مقایسه برش پایه تحت زلزله السنترو ………………………………………………………….. ۸۸
۵-۲- مقایسه بیشینه جابجایی نسبی طبقات در سه نوع قاب ۱۵ طبقه معمولی ، مجهز به میراگرویسکوز و مجهز به میراگر ضد کمانش ………………………………………………………………..۸۸

۵-۲-۱- مقایسه جابجایی تحت زلزله ناغان ………………………………………………………………. ۸۸
۵-۲-۲- مقایسه جابجایی تحت زلزله بم …………………………………………………………………….. ۸۹
۵-۲-۳- مقایسه جابجایی تحت زلزله طبس …………………………………………………………………. ۹۰
۵-۲-۴- مقایسه جابجایی تحت زلزله السنترو ……………………………………………………………….. ۹۰
۵ -۳ – مقایسه طیف پاسخ شتاب در سه نوع قاب ۱۵ طبقه معمولی ، مجهز به میراگر ویسکوز و مجهز به میراگر ضد کمانش ………………………………………………………………………………………………. ۹۱

-۱-۳-۵ بررسی و مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه چهاردهم ……………………………………… ۹۱
۲-۳-۵- بررسی و مقایسه طیف میانگین شتاب در طبقه پانزدهم ………………………………………… ۹۶

فصل ششم : نتیجه گیری

۶-۱- بررسی و مقایسه درصد کاهش جابجایی نسبی با استفاده از میراگرهای ویسکوز و ضد کمانش …… ۱۰۱
۶-۲- بررسی و مقایسه تغییرات برش پایه با استفاده از میراگرهای ویسکوز و ضد کمانش…… ۱۰۱
۶ -۳ – بررسی و مقایسه طیف پاسخ شتاب در قابهای معمولی و مجهز به میراگرهای ویسکوز وضد کمانش………۱۰۳
۶-۴- بررسی احتمال وقوع مکانیسم ………………………………………………………………………. ۱۰۷
۶-۵- بررسی مقادیر برش پایه در قابهای مجهز به میراگرهای ویسکوز و ضدکمانش ………… ۱۱۲
نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………..۱۱۵

منابع و مأخذ ………………………………………………………………………………………………… ۱۱۶
فهرست منابع غیرفارسی ………………………………………………………………………………….. ۱۱۷
چکیده انگلیسی ………………………………………………………………………………………………… ۱۲۰