پایان نامه درباره طرح منطقه ای و آسیب پذیری


Widget not in any sidebars

علت این مسأله در این نکته نهفته است که افزایش بار مرده و زنده باعث بالا رفتن وزن ساختمان می شود و این بالا رفتن در نهایت باعث بالا رفتن میزان برش پایه نسبت به حالت بار سبک تر و در نتیجه زیاد شدن نیرو زلزله در کل طبقات می گردد. این مسأله برای تحلیل استاتیکی صحیح می باشد ولی در Perform تحلیل دینامیکی افزایش انجام می شود و نیروی زلزله به سازه وارد نمی‌شود بلکه از طریق شتاب نگاشت ها به قاب شتاب و اینرسی حرکتی وارد می شود. این مسأله را نیز می توان با رابطه F=ma توجیه کرد، بدین صورت که افزایش جرم با افزایش نیرو رابطه مستقیم دارد پس هرچه جرم (همان بار مرده و زنده) زیاد شود نیروی وارد بر قاب نیز زیاد می شود. با توجه به اینکه به علت افزایش نیروی زلزله مقطع اعضاء نیز افزایش یافته می توان گفت آسیب پذیری بیشتر قاب با بار سنگین تر به دلیل غالب بودن دریفت این قاب نسبت به قاب با بار سبکتر بوده است.
4-1-1-3 بررسی افزایش شتاب مبنای طرح منطقه ای از A=0/25 به A=0/35
در سطح عملکرد IO این افزایش تأثیر قابل توجهی بر احتمال آسیب پذیری قاب مورد نظر ندارد به صورتی که تقریباً این دو منحنی روی هم قرار می گیرند در سطح عملکرد LS منحنی های شکنندگی قاب با شتاب مبنای طرح بیشتر به صورت محسوس پایین تر از منحنی های شکنندگی قاب با شتاب مبنای طرح کمتر قرار می گیرد (شکل 4-1). این بدین معنی است که افزایش شتاب از 0/25g به 0/35g تأثیر چندانی در احتمال آسیب پذیری قاب ندارد. این نتیجه قابل بحث می باشد.
در بررسی فایل های طراحی این دو قاب در نرم افزار Etabs مشاهده شد، با وجود افزایش ضریب زلزله از 0982/0 به 1375/0 که به علت افزایش شتاب مبنای طرح از A=0/25 به A=0/35 بوده است، فقط مقطع ستون های کناری آن هم در طبقه اول به اضافه مقطع تمام تیرهای طبقات تغییر نموده است (قوی تر شده است).
این تغییر مقطع ستون ها فقط در طبقه اول باعث می شود که یک طبقه سخت به وجود آید و دو طبقه بالایی طبقاتی باشند (طبقه نرم) که با سختی قابل ملاحظه ای کمتر نسبت به طبقه اول دچار دریفت های بیشتری نسبت به حالت A=0/25 شود.
می توان این طور استنباط نمود که این افزایش شتاب که به موجب آن برش پایه و نیروی زلزله توزیع شده در طبقات افزایش یافته است، در آن حد نبوده که بتواند تغییر زیادی در نسبت تغییر مکان جانبی قاب در محدوده سطوح عملکرد مشخص شده توسط آئین نامه Fema 356 به وجود آورد. همچنین کوتاه بودن قاب از لحاظ ارتفاع و دریفت پذیری کم آن هم می تواند مزید بر علت شده باشد.

شکل 4-1 : منحنی شکنندگی قاب های 3 طبقه با تنوع پارامتر های طراحی
4-1-2 قاب 5 طبقه
4-1-2-1 بررسی اثر افزایش طول دهانه از L=4m به L=6m
با بررسی منحنی های شکنندگی قاب 5 طبقه و روی هم آوری آن با یک قاب 5 طبقه دیگر با طول دهانه بیشتر (افزایش طول دهانه از L=4m به L=6m) ملاحظه می شود که در سطح عملکرد LS و IO منحنی شکنندگی قاب با طول دهانه کمتر بالاتر از منحنی شکنندگی قاب با طول دهانه بیشتر قرار گرفته است بدین معنی که این بار افزایش طول دهانه باعث کاهش احتمال آسیب پذیری شده است شکل (4-2). در قاب 5 طبقه این رویداد عکس قاب 3 طبقه می باشد. با بررسی بیشتر دو قاب 3 و 5 طبقه دیده می شود که افزایش تعداد طبقه باعث کاهش احتمال آسیب پذیری قاب می‌گردد. علت این امر را می توان در شکست برشی قاب های با ارتفاع کم دانست.
پیرو همین مشاهده قاب های با طول دهانه های بیشتر نیز در منحنی شکنندگی اختلاف فاحشی دارند و در نتیجه قاب 5 طبقه با طول دهانه بیشتر در رده احتمالاتی فراگذشت پایین تر قرار گرفته است. شاید بتوان گفت که به علت افزایش طول دهانه مفاصل پلاستیک در ناحیه ای دورتر از تکیه گاه تشکیل می شوند و همین امر کاهش دریفت را به همراه دارد.
4-1-2-2 بررسی اثر افزایش بار مرده و زنده قاب 5 طبقه از 200 و 500 به 500 و 700 کیلوگرم بر متر مربع
افزایش بار زنده و مرده باعث افزایش احتمال فراگذشت از محدوده های آئین نامه ای برای هر سه سطح عملکرد IO و LS و CP می گردد. دلایل این مسأله در حالت قاب 3 طبقه به تفصیل بیان گردید (4-2).
با بررسی قاب 5 طبقه با دو نوع بار زنده و مرده ملاحظه می شود که قاب با بار ثقلی بیشتر دارای احتمال فراگذشت چشمگیری در مقایسه با قاب 5 طبقه با بار ثقلی کمتر می باشد. که علت آن در قاب 3 طبقه به تفصیل بیان گردید.
با بررسی نسبت برش پایه به وزن فولاد مصرفی مشاهده گردید با افزایش تعداد طبقات این نسبت کاهش می یابد. به عبارتی قابها با افزایش تعداد طبقات غیر اقتصادی می شوند که این امر طبیعی است. همچنین افزایش طول دهانه، شتاب مبنای طرح وبار ثقلی موجب افزایش این نسبت گردید که نشان دهنده طراحی اقتصادی قاب ها است. با ارزیابی قاب ها در شاخص تعداد طبقات مشاهده گردید که نسبت V/W در یک محدوده معقول تغییر می کند .این مطلب مؤید طراحی های بهینه در ابتدای این تحقیق است.
جدول 4-1 : مقادیر برش پایه و فولاد مصرفی برای حالت های مختلف طراحی
700,500 A=0.35 L=6 L=4 POS
V/W W V V/W W V V/W W V V/W W V LEVEL
4.25 3397 14439 4.7 2902 13641 3.02 4883 14764 3.39 2863 9723 3f
2.54 9635 24527 3.17 7348 23288 2.3 10832 24959 2.39 6920 16603 5f