عنوان پایان‌نامه
توسعه استفاده از مفاصل پلاستیک چندگانه در ارتفاع در دیوارهای برشی آیین نامه ای طراحی شده در ساختمانهای بلند مرتبه
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1702;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55357
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- نیما صمدزادگان
- استاد راهنما
- محمد خان محمدی
- چکیده
- مودهای دینامیکی بالاتر تاثیر قابل توجهی بر رفتار دیوارهای برشی طره‌ای در ساختمانهای بلند مرتبه داشته و می‌توانند موجب افزایش چشمگیری در میزان تقاضای لنگر خمشی در ارتفاع دیوار شوند. با این وجود، هنوز اثر مودهای دینامیکی بالاتر در آیین‌‌نامه‌های آمریکا بازتاب پیدا نکرده است. آیین‌نامه‌هایی مانند ACI-318، تنها بر فرضیه‌ی تمرکز ناحیه‌ی پلاستیک در پای دیوار استواراند. مشکل اصلی طراحی به وسیله‌ی این آیین‌نامه‌ها، توسعه‌ی مودهای پاسخ غیرمطلوب در نقاطی از سازه بوده که عمدتاً به دلیل جزییات‌‌بندی نشدن مناسب آن‌ها برای شکل‌پذیری خاصی صورت می‌پذیرد. این در حالی است که طراحی بر مبنای آیین‌نامه‌هایبا رویکرد طراحی ظرفیتی نیز منجر به یک آرماتورگذاری نسبتاً سنگین در ارتفاع می‌گردد. از آنجایی که طبق ضوابط فصل دوازدهم آیین‌نامه‌ی ASCE7-10، در صورت استفاده از سیستم سازه‌ای دوگانه متشکل از قاب خمشی ویژه و دیوار برشی ویژه محدودیتی برای ارتفاع ساختمان وجود ندارد، استفاده از این سیستم باربر جانبی در سازه‌های بلندمرتبه از اولویت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. این طرح تحقیقاتی به بررسی استفاده از دیوارهای برشی با مفاصل پلاستیک چندگانه در ارتفاع، در سیستم‌های دوگانه متشکل از قاب‌های خمشی ویژه و دیوارهای برشی ویژه به منظور کاهش اثر مودهای دینامیکی بالاتر در ساختمانهای بلندمرتبهپرداخته است. در این پایان‌نامه رفتار دیوارهای برشی با مفاصل پلاستیک چندگانه، توزیع خمش و برش و نیز تاثیر توزیع پلاستیسیته در ارتفاع دیوار بر کاهش آثار مودهای دینامیکی بالاتر مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور با استفاده از یک مدل‌سازی غیرخطی سه‌بعدی با استفاده از نرم‌افزار OpenSees برای سه تیپ سازه‌ی 16، 27 و 45 طبقه مبتنی بر روش‌های مدل‌سازی دقیق، تحلیل‌های غیرخطی دینامیکی تاریخچه زمانی انجام شده است. به منظور مدل‌سازی غیرخطی دیوار از روش ماکرو مبتنی بر مدل تیر-ستونی و جهت مدل‌سازی رفتار غیرخطی تیرها و ستون‌های قاب‌های خمشی از مدل هسلتون استفاده شده است. نتایج نشان دادند که با ایجاد امکان توسعه‌ی مفاصل پلاستیک در ارتفاع تا حدود زیادی آثار مخرب مودهای دینامیکی بالاتر در ارتفاع دیوار محدود شده و تقاضای خمشی و نیروهای برشی در ارتفاع دیوار به میزان مشهودی کاهش می‌یابند. .
- Abstract
- Reinforced concrete core walls with special moment frame (SMF), has been widely implemented by designers for high rise buildings. This resistant system has been addressed with no limitation in height and SDC according to ASCE7-10. In fact, combined behavior can provide a significant amount of energy dissipation particularly in the upper parts of a building while core walls provides adequate stiffness to control story drift of a structure during an earthquake. On the other hand, with increasing height of buildings and natural period, higher mode effects become importance. Two design approaches e.g. ACI-318 and Euocode-8 have been widely used for providing proportioning and seismic detailing. The past research revealed that the higher modes effects could significantly change seismic actions along the height of the wall. In spite of that, seismic design codes, such as ACI-318, are based on forming a plastic hinge at the base of the wall and do not prompt designers to check and detail other parts of the wall to remain elastic. This may result in some unintended distribution of nonlinear deformations in the height of the wall where no special detailing is provided. In contrast, Eurocode 8 uses Capacity Design concept and requires strict provisions to ensure the elastic response in other parts of the wall, which may not be practical or even warranted in the final design. In this thesis the implication of multi-plastic hinge design of shear walls is suggested and studied in order to reduce the effects of higher modes of response in tall buildings.Thus, three high-rise buildings with 16, 27 and 45 story levels with dual systems consist of special shear walls and special moment frames are modeled for performing nonlinear dynamic time-history analyses using OpenSees program. Nonlinear modeling of wall elements is performed using beam-column macro modeling elements, and Haselton et.al nonlinear modeling is used for beams and columns of SMF system. The results of the analyses suggest that the implication of multi-plastic hinge design concept of shear walls can lead to the reduction of high flexural and shear force demands in height of the wall which were caused by higher modes effects.
