عنوان پایان‌نامه
ارائه روش طراحی لرزه ای قاب های خشمی منظم بر اساس توزیع یکنواخت خسارت
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 45035;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1403
- تاریخ دفاع
- ۲۹ بهمن ۱۳۸۸
- دانشجو
- محمد شفیعی کفرانی
- استاد راهنما
- عبدالله حسینی
- چکیده
- امروزه، طراحی ساختمان¬های قاب خمشی منظم مطابق آئین¬نامه¬های موجود (از جمله آئین¬نامه 2800)، متکی بر برآورد تقاضای نیروی جانبی لرزه¬ای می¬باشد تا بر اساس آن، مقاومت و سختی سیستم لرزه¬بر جانبی تعیین گردد. ازطرفی، برآورد تقاضای نیروی جانبی هم عمدتاً بر اساس طیف طرح الاستیک مربوط به سطوح خطر مورد انتظار، پریود اصلی سازه و همچنین توزیع جرم و سختی در ارتفاع سازه، صورت می¬گیرد. بنابراین، استفاده از توزیع بارهای جانبی آئین¬نامه¬ای، ضرورتاً عملکرد لرزه¬ای بهینه سازه در محدوده رفتار غیرخطی و استفاده از ظرفیت شکل¬پذیری و اتلاف انرژی همه اعضاء و توزیع نسبتاً یکنواخت خسارت در ارتفاع سازه را تضمین نمی¬کند و چنین توزیعی برای برآورد نیروهای داخلی سیستم¬هایی مناسب می¬باشد که از آنها سطوح عملکردی بالایی انتظار می¬رود. به بیان دقیقتر، در روش¬های مرسوم طراحی لرزه¬ای، طراح می¬تواند با انتخاب مناسب مقاومت¬ها، سختی-ها و تناسبات اعضاء، روی خسارت کلی سازه اعمال نظر نماید اما در مورد توزیع خسارت درسیستم وکاهش نسبی آن، روش¬های متداول ضرورتاً بهینه نخواهند بود. هدف از این تحقیق، توسعه روشی برای بهبود طراحی لرزه¬ای می¬باشد تا به این وسیله، خسارت را به طور یکنواخت در ارتفاع سازه توزیع نمود. این امر باعث می¬شود که از ظرفیت جذب انرژی بیشتر اعضای سازه، حداکثر استفاده را به عمل آورده و بدین طریق از پاسخ دینامیکی نامطلوب سازه نیز اجتناب نمود به طور مثال از تشکیل مکانیزم طبقه و/یا افزایش تغییرمکان نسبی طبقات (دریفت) ناشی از ، جلوگیری به عمل آورد. در این تحقیق برای دستیابی به خسارت یکسان در کل طبقات، الگوی بار جانبی جدیدی تعریف شده و مطابق این الگوی بار جانبی پیشنهادی، مقاومت مورد نیاز نیز به سازه اختصاص داده می شود. بعلاوه، این تحقیق بیشتر روی توسعه الگوی بار جانبی طراحی، برای استفاده عملی و کاربردی در مرحله طراحی مفهومی یک پروژه، تمرکز می¬کند. شالوده و اساس این تحقیق، مفهوم «خسارت یکنواخت » می¬باشد که خسارت سازه¬ای تنها با استفاده از نسبت شکل-پذیری هدف طبقه، ، سنجیده می¬شود که نسبت شکل¬پذیری طبقه، با توجه به سطح عملکردی مورد نظر در این تحقیق، به عنوان حداکثر دریفت طبقه به دریفت تسلیم طبقه تعریف می¬شود.
- Abstract
- Code-compliant designs for regular moment-resisting frame structures in the United States and Iran rely on estimates of seismic lateral force demands to determine the strength and stiffness characteristics of the lateral-load resisting system during the conceptual design phase of a project. Estimates of seismic lateral force demands are based primarily on the ordinates of elastic design spectra that are given for a specific ground motion hazard level, the fundamental period of the building, and its expected distribution of mass and stiffness over the height. These estimates are obtained from the application of elastic structural dynamics concepts without explicitly considering the inelastic behavior of the lateral-load resisting system. Therefore, code-complaint lateral load distributions are more accurate for the estimation of inertial loads of structural systems designed to satisfy a high performance level, e.g., structures that are required to remain functional when exposed to relatively small but frequent earthquake events Strictly speaking, the designer has certain control over the global damage the structure will experience by making appropriate choices of strength, stiffness, and detailing requirements, but has very limited control over the distribution ofdamage in the system. The objective of this study was to propose a seismic design methodology for moment-resisting frames to limit the extent of structural damage and distribute this damage uniformly along the height. This permits the ef?cient utilization of the energy dissipation capacity of most structural members to avoid undesirable dynamic responses, e.g., the formation of story mechanisms and/or the ampli?cation of story drifts caused by P–delta effect. The proposed methodology is based on the utilization of seismic design lateral load patterns to obtain a uniform distribution of story ductility ratios along the height. It is demonstrated that, on average, frame structures designed based on the proposed approach exhibit a more uniform distribution of story ductility and story drift ratios when compared to the distributions obtained using current U.S. seismic code provisions. Designs based on the proposed approach are expected to provide increased protection against global collapse and loss of life during a strong earthquake event. In addition, this study further concentrates on developing the design lateral load patterns for a practical use in the conceptual seismic design stages of a project.
