عنوان پایان‌نامه
ارزیابی سازه‌ای و تعیین رفتار لرزه‌ای ساختمانهای بلندمرتبه هرمی مطابق با ضوابط شهرداری تهران
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 45158;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1400
- تاریخ دفاع
- ۰۴ مهر ۱۳۸۷
- دانشجو
- بردیا خفاف
- استاد راهنما
- سیدرسول میرقادری
- چکیده
- یکی از روشهای ازدیاد سطح زیربنای ساختمان مطابق ضوابط بلندمرتبه سازی شهرداری تهران جهت افزایش ارزش افزوده ساختمان نسبت به تراکم پایه طرح بلند مرتبه سازی هرمی می باشد. به همین منظور شهرداری تهران برای جلوگیری از سایه اندازی ساختمان بر بدنه ابنیه مجاور مقرر می دارد که ساختمان در داخل یک لفاف هرمی شکل که وجوه آن بر حسب ابعاد ، اندازه زمین ، فاصله با ملک مجاور ، معابر اطراف و موقعیت ساختمان با شیب های متناسبی قرار گیرد. مشخصه عمومی این ساختمانها، کاهش سطح طبقات فوقانی در ارتفاع نسبت به طبقات تحتانی می باشد که نتیجتا سبب توزیع نامتقارن جرم در طبقات گشته و حساسیت سازه در برابر پیچش و سایر پارامترهای دینامیکی را افزایش خواهد داد و از طرف دیگر در اغلب طرح های موجود استفاده از اعضای باربر ثقلی در وجوه لفاف عملکرد رفتار جانبی آنها را بسیار تحت تاثیر قرار می دهد. علاوه بربکارگیری المانهای باربردر جدار بنا ، استفاده از پیش آمدگیها یا به اصطلاح تیر های کنسول با اندازه های زیاد با توجه به عقب رفتگی ساختمان در ارتفاع (SET BACK) باعث تشدید مودهای ناشی از شتاب قایم زلزله می گردد. حتی علیرغم توصیه آیین نامه ها مواردی دیده شده که ستون بر روی تیر قرار گرفته که با توجه به اینکه تیر عضوی است که نقش تامین شکل پذیری را دارا می باشد DISPLACEMENT CONTROL ، و انتظار می رود در حین زلزله تغییر شکلهای نسبتا زیادی را داشته باشد و در دو سر آن مفصل پلاستیک ایجاد شود قرار گیری عضو مقاومتی که نقش کنترل نیرویی را دارا می باشد CONTROL FORCEو می بایست الاستیک باقی بماند روی آن ابهاماتی را ایجاد می‌کند. یکی دیگر از موارد ابهام ، مشارکت عناصر مورب در مرزهای لفاف می باشد که علاوه بر باربری ثقلی به علت مورب بودنشان، در حین زلزله نیروی زیادی را به صورت محوری جذب می کنند که با توجه به عملکرد ثقلی این اعضا الاستیک ماندن آنها را در حین زلرله دچار تردید می کند، که این باربری جانبی یک اطمینان کاذبی را درتعیین میزان تغییر مکان سازه را موجب می شود که به علت ناشناخته بودن عملکرد عضو بایستی مورد بررسی قرار گیرد. در آیین‌نامه‌های مختلف برای سیستمهای سازه‌ای متعارف ،کاهش بار زلزله تحت عنوان ضریب R معرفی و تناسب بندی کلی اعضای سازه بر اساس نیروهای زلزله کاهش یافته انجام میگیرد وبا توجه به خاص بودن شکل هندسی سازه‌های هرمی شکل و عملکرد لرزه‌ای متفاوت آنها در مقایسه با سیستمهای متعارف سازه‌ای که شامل اعضای قائم و افقی هستند، لازم است مقایسه‌ای پایه‌ای بین دو سیستم سازه‌ای که یکی از مشخصه‌های تاثیرگذار در رفتار لرزه‌ای است، صورت پذیرد. به طور کلی مجموعه عوامل فوق ، مشارکت مودهای بالاتر ارتعاشی ، عدم کارایی روش استاتیکی معادل، چگونگی تغییرات سختی سازه در ارتفاع، موجه نبودن ضریب رفتار R بر اساس ساختمانهای منظم و متعارف ، دوره تناوب تجربی T بدست آمده از آن و تعیین رفتار داده شده برای ساختمانهای متعارف موجود طراحی این گونه از سازه ها را مورد تردید قرار می دهد. با توجه به این ابهامات، آیین نامه های معتبر موجود به طور مشخص قابلیت استفاده مستقیم این سیستم های ساختمانی را لحاظ نمی کنند و اشاره ای به اینگونه از سازه ها علی الخصوص در آیین‌نامه‌های رایج در کشور با توجه به ضوابط اجرایی حال حاضر نمی کنند. ضمن اینکه در آیین‌نامه‌های کشور های معتبر هر گونه عدول از شرایط متعارف ، تحت عنوان نامنظمی سازه تلقی گردیده و آن را مستلزم انجام تحلیلهای پیچیده و دقیقتر و حتی تحلیل های غیر خطی نموده است. حال ما در این پایان نامه در نظر داریم در قالب این طرح برای قابهای خمشی فولادی، ساختمانهای هرمی را مورد ارزیابی قرار داده و ضریب رفتار R ، دوره تناوب T، سختی نسبی و نامنظمی پیچشی آنها را همراه با توصیه های لازم برای تبیین و بررسی موارد فوق را به کار بریم. که این امر مستلزم آن است که از طریق مقایسه این سیستمها با سیستمهای متعارف و استفاده از تحلیل های غیر خطی و دقیقتر مانند پوش اور PUSHOVER در جهت تحلیل هر چه بهتر این ابهامات کمک بگیریم.
- Abstract
- In current practice of Tehran tall buildings based on municipality standards, for increasing buildings area in height, some criteria were assigned. Therefore, building must be built in some external pyramid shape and the derived shapes cause somehow the building to be in regular shape and irregular. Pyramid shape structures with inclined columns at exterior sides have different structural behavior compared to typical moment frame with vertical columns. Inclined columns in pyramid shape structures carry gravity loads and considerable moment of seismic forces. They may absorb most of lateral forces such a strut and tie members that might affected on the ductile behavior of whole structures considerably. Inelastic seismic behavior of these types of structures seems to be quite different from the regular moment resisting structures in which the ductility is localized at beam-ends. There are some special structural aspects of these building, especially in earthquake events, which have to be considered in design process, such as: - Extremely torsional effects in structures of asymmetric pyramid building especially in lower stories. - Interference of inclined columns in lateral rigidity of structural system, which are very different from other vertical columns. - Low relative lateral storey rigidities for upper stories, which might affect the dynamic behavior of structural system. - Different seismic characteristics of pyramid buildings compared to regular building. In addition to pyramid structures, setback buildings are among the shapes constructed according to pyramid external shapes that are existed in type of the municipality criteria. In setback structures, the shape and proportions of the building have a major effect on distribution of lateral forces as they work their way through the structures. On the other hand, geometric configuration has a profound effect on the structural-dynamic response of buildings. Therefore, when a building has irregular features - such as asymmetric in height or vertical discontinuity - the traditional assumption is used in development of seismic criteria in regular buildings case and may not be applicable and useful. Inelastic seismic behavior of these types of structures seems to be quite different from the regular steel moment structures in which the overall ductility is localized at beam-ends or at specified setback story levels. In order to investigate the seismic behavior and estimate the ductility of those structures (pyramid and setback structures) nonlinear static analyses (pushover) are get used to considering the inelastic and response behavior of these buildings. The response modification factors are calculated and compared with the ones is taken from regular type of moment frame structures. Key words: pyramid shape structures, setback structure, inclined column, response modification factor, nonlinear static analysis, ductility factor
