سایت دانلود

یک سایت دیگر با وردپرس فارسی
دسته‌بندی نشده

ارزیابی قابلیت اعتماد طراحی برای فروریزش قاب­های بتنی مسلح

 

دانشکده مهندسی عمران

 

پایان­نامۀ دورۀ كارشناسي ارشد مهندسي عمران- گرایش سازه

 

ارزیابی قابلیت اعتماد طراحی برای فروریزش قاب­های بتنی مسلح

 

 

توسط:

هومن کیانی

 

 

استاد راهنما:

دکتر کورش نصراله زاده نشلی

 

 

بهار 1394

 

تقدیم به                                                                                                                                                                                                                                                  پدر و مادرم که آفتاب مهرشان در آستانه قلبم، همچنان پابرجاست و هرگز غروب نخواهد کرد.

 

 

تشكر و قدرداني

سپاس و ستایش مر خدای را جل و جلاله که آثار قدرت او بر چهره روز روشن تابان است و انوار حکمت او در دل شب تار درفشان. آفریدگاری که خویشتن را به ما شناساند و درهای علم را بر ما گشود و عمری و فرصتی عطا فرمود تا بدان، بنده ضعیف خویش را در طریق علم و معرفت بیازماید.

از مادر عزیز و فداکارم که تمام هستی­ام را مدیون وجود گهربار ایشان هستم به سبب فداکاری­های بی­بدیلشان در طول زندگی­ام تشکر می­کنم که بی تردید دستیابی به اهدافم بدون همدلی و پشتیبانی ایشان ممکن نبود. از خداوند منان خواستارم تا توفیق خدمتگزاری و جبران زحماتشان را به حقیر عطا فرماید.

انجام این پایان­نامه بدون شک بدون راهنمایی­ها و تلاش­های استاد راهنما ممکن نبود، لذا بدین وسیله از استاد ارجمند و گرانقدر جناب آقای دکتر نصرا… زاده که با سعه صدر مرا یاری نمودند کمال تشکر و قدردانی را دارم و بی شک بسیاری از فرصت های علمی خود را مدیون دانش اندوزی نزد ایشان هستم. در پایان از زحمات دوستان گرانقدرم جناب آقای مهندس هادی صمدزاد، مهندس رضا آقامحمدی و مهندس بهنام اردوبادی که بنده را در امر اتمام این پایان­نامه یاری فرمودند سپاسگزاری می­کنم.

چكيده

در بررسی احتمالاتی سازه­ها بایستی دو گونه عدم قطعیت ذاتی و شناختی همواره مورد توجه قرار گیرد که دقت در بررسی هرکدام از آن­ها تاثیر به­سزایی در دقت پاسخ سازه خواهد داشت. اگرچه تفکیک منابع عدم قطعیت به دو صورت فوق­الذکر به سادگی امکان­پذیر نمی­باشد؛ اما به جهت بررسی احتمالاتی سازه­ها با روش­های موجود و به ویژه روش مورد استفاده در این پژوهش این منابع بایستی به ناگزیر تفکیک شوند. بررسی احتمالاتی پارامترهای مدلسازی در قاب­های فلزی پیشتر مورد توجه بوده، اما این گونه بررسی در قاب­های بتن مسلح کم­تر مشاهده شده است. در این پژوهش به بررسی اثر عدم قطعیت­های ذاتی شامل رکوردهای زلزله و همچنین عدم قطعیت­های شناختی تعدادی از پارامترهای مدل­سازی از جمله سختی پس تسلیم، ظرفیت اتلاف انرژی، دوران خمیری و دوران پس از نقطه حداکثر منحنی رفتاری تیر- ستون در ارزیابی فروریزش قاب­های بتن مسلح پرداخته خواهد شد. در این روش بررسی از یک چهارچوب احتمالاتی کلی جهت تجمیع مراحل مختلف ارزیابی عملکرد لرزه­ای سازه با انجام مطالعۀ موردی بر روی دو قاب چهار و هشت طبقۀ سه دهانه استفاده خواهد شد. همچنین در این پژوهش به جهت افزایش سرعت در انجام تحلیل­های قابلیت اعتماد و اجرائی نمودن آن از ابزاری پیش­بینی کننده برای برآورد احتمال فروریزش سازه استفاده شده و نتایج آن با تحلیل­های انجام گرفته به روش مستقیم مقایسه گردیده­اند. نتیجه حاصل از این بررسی تدقیق منحنی شکنندگی سازه نسبت به منحنی­های حاصل شده در پژوهش­های پیشین در حالات گوناگون حدی و همچنین ارائۀ روشی تقریبی برای حصول این منحنی­ها می­باشد که می­تواند گامی مهم در پیشبرد نحوه انجام مدل­سازی و تحلیل برای تعیین منحنی احتمال فروریزش سازه باشد.

 

كليد واژه: عملکرد لرزه­ای، عدم قطعیت، تیر- ستون، پارامتر مدل­سازی، قاب بتن مسلح

 

فهرست مطالب

عنوان                                 صفحه

فهرست جدول‌ها ج

فهرست شكل‌‌ها خ

فهرست علائم و اختصارات ز

فصل 1-  مقدمه…. 2

1-1- پیشگفتار 2

1-2- ضرورت و هدف پژوهش حاضر 4

1-3- خلاصه­ای از چگونگی انجام این پژوهش و معرفی فصول 6

فصل 2-  مروری بر مطالعات فنی و پژوهش­های پیشین 9

2-1- مقدمه….. 9

2-2- معرفی منابع عدم قطعیت 9

2-2-1-  عدم قطعیت موجود در رفتار مصالح مورد استفاده 10

2-2-2-  عدم قطعیت موجود در زلزلۀ وارد به سازه 11

2-2-3-  عدم قطعیت های موجود در فرآیند مدل­سازی 12

2-3- مروری بر روش PEER  در مهندسی زلزله بر اساس عملکرد 12

2-4- حالت­های حدی (سطوح عملکردی) گوناگون 15

2-4-1-  سطح عملكرد قابليت خدمت رسانی بي وقفه ( ) 15

2-4-2-  سطح عملكرد ایمنی جانی ( ) 16

2-4-3-  سطح عملكرد آستانۀ فروریزش ( ) 16

2-5- روش تحلیل دینامیکی افزایشی 17

2-6- تحقیقات انجام شده پیشین 19

2-7- خلاصۀ مطالب فصل 25

فصل 3-  جزئیات انجام مدل­سازی جهت انجام تحلیل­های قابلیت اعتماد 27

3-1- مقدمه….. 27

3-2- مدل یکنوای سه خطی 29

3-2-1-  معرفی مدل 29

3-2-2-  داده­های آزمایشگاهی 31

3-3- معرفی روابط موجود جهت پیش­بینی پارامترهای مدل سازی تیر- ستون بتنی 32

3-3-1-  سختی مؤثر 34

3-3-1-1-  سختی سکانتی تسلیم 35

3-3-1-2-  سختی اولیه………….. 36

3-3-2-  لنگر تسلیم. 37

3-3-3-  ظرفیت چرخش خمیری 37

3-3-4-  ظرفیت چرخش کل 39

3-3-5-  ظرفیت چرخش بعد از نقطۀ حداکثر 40

3-3-6-  سختی پس تسلیم 41

3-3-7-  زوال چرخه­ای سختی و مقاومت 41

3-3-8-  مقاومت پسماند 43

3-4- مدل تحلیلی پلاستیسیته متمرکز 43

3-5- نحوه مدل­سازی چشمه اتصال 45

3-6- مشخصات قاب­های تحت بررسی در این پژوهش 46

3-7- خلاصۀ مطالب فصل 51

فصل 4-  روش­های قابلیت اعتماد – تولید مدل­های تحلیلی 53

4-1- مقدمه….. 53

4-2- متغیرهای تصادفی مفروض در این پژوهش 54

4-2-1-  معرفی متغیرهای تصادفی مفروض 54

4-2-2-  مقادیر میانگین متغیرهای تصادفی برای هریک از اعضاء و ضرایب تغییرات مفروض 56

4-2-3-  ماتریس همبستگی 60

4-2-4-  ماتریس مقیاس­گر 61

4-3- اشاره­ای مختصر به روش­های اول و دوم قابلیت اعتماد 62

4-3-1-  روش قابلیت اعتماد مرتبه اول 62

4-3-2-  روش قابلیت اعتماد مرتبه دوم 64

4-4- روش­های ساخت مدل­های تحلیلی در این پژوهش 64

4-4-1-  روش FOSM 64

4-4-2-  روش شبیه­سازی 67

4-4-2-1-  مروری بر روش مونت کارلو 67

4-4-2-2-  روش شبیه­سازی مکعب لاتینی(LHS) 69

4-5- خلاصۀ مطالب فصل 76

فصل 5-عدم قطعیت های ذاتی، رکوردهای زلزله و اثر شکل طیفی بر عملکرد لرزه­ای سازه 78

5-1- مقدمه….. 78

5-2- اپسیلون و مقادیر آن در شرایط گوناگون 78

5-2-1-  تعریف اپسیلون 78

5-2-2-  به دست آوردن شکل طیفی 80

5-2-3-  رابطۀ شکل طیفی با مقادیر  زمین لرزه 81

5-3- تاثیر شکل طیفی بر ظرفیت فروریزش 81

5-4- مقادیر   هدف 82

5-5- روش­های لحاظ اثر شکل طیفی (اپسیلون) در ارزیابی فروریزش 83

5-5-1-  روش اول: به دست آوردن مقدار  به وسیلۀ انتخاب مجموعه­ای از زمین لرزه­ها با توجه به نوع منطقه و سطح خطر 83

5-5-2-    روش دوم: استفاده از یک مجموعه کلی از زمین لرزه­ها و اصلاح مقدار اپسیلون 84

5-5-3-  مقایسۀ دو روش فوق 87

5-6- رکوردهای زلزله مورد استفاده 88

5-7- خلاصۀ مطالب فصل 90

فصل 6-  معرفی ابزار SPO2IDA جهت پیش­بینی عملکرد لرزه­ای سازه 92

6-1- مقدمه….. 92

6-2- معرفی منحنی IN2 جهت پیش­بینی عملکرد لرزه­ای 93

6-3- ابزار SPO2IDA 96

6-3-1-  مقادیر ورودی 98

6-3-2-  نحوه تولید نمودارها با توجه به منحنی های 98

6-3-2-1-  بخش الاستیک……… 100

6-3-2-2-  بخش سخت شدگی 100

6-3-2-3-  بخش نرم شدگی….. 102

6-3-2-4-  بخش پسماند………… 105

6-4- خلاصۀ مطالب فصل 107

فصل 7-  بررسی و تفسیر نتایج 109

7-1- مقدمه….. 109

7-2- اصلاح نتایج با توجه به شکل طیفی 110

7-3- نتایج تحلیل IDA  در روش شبیه­سازی 113

7-4- نتایج تحلیل IDA در روش مرتبه اول- لنگر دوم 116

7-5- نتایج حاصل از ابزار SPO2IDA 120

7-5-1-  نتایج روش شبیه­سازی 121

7-5-2-  نتایج روش  FOSM 124

7-6- نتایج منحنی­های شکنندگی 129

7-7- مقایسۀ میانه و انحراف معیار حالت پایه و روش LHS 136

فصل 8-  خلاصۀ مطالب ، نتیجه­گیری و ارائۀ پیشنهاد 139

8-1- خلاصۀ مطالب و نتیجه­گیری 139

8-2- ارائۀ پیشنهاد جهت انجام پژوهش­های آتی 141

 

پیوست أ-  ادامۀ نتایج تحلیل IDA در روش FOSM ……………………………………………………..144

پیوست ب-  نتایج  SPO2IDA…………………….…………………………………………………………….158

پیوست ج-  اثبات روابط و انجام محاسبات مربوط به لنگر تسلیم، شکل طیفی و انحراف معیار محاسبه شده نهایی SPO2IDA…………………….…………………………………………………………….156

لیست مقالات ارائه شده ………………………………………………………………………………………………168

مرجع ها و مأخذها ……………………………………………………………………………………………………….170

واژه نامه فارسی به انگلیسی ………………………………………………………………………………………..176

واژه نامه انگلیسی به فارسی ………………………………………………………………………………………..180

 

 

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *