مقاله بهسازی لرزه ای ساختمانهای بتنی با قاب خمشی در برابر زلزله

word قابل ویرایش
9 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
8700 تومان

بهسازی لرزه ای ساختمانهای بتنی با قاب خمشی در برابر زلزله

چکیده :
باتوجه به ساخت و ساز برخی از بناهای مهم کشور براساس استاندارد۲۸۰۰ (ویرایش دوم )، و اهمیـت آنهـا، دسـتگاههای ذیربط اقدام به مقاوم سازی این ساختمانها بر اساس دستورالعمل بهسازی لرزه ای می نمایند، مقایسه ساختمانهای طـرح شـده بر اساس استاندارد ۲۸۰۰(ویرایش دوم ) و سپس بررسی آسیب پذیری و مقاوم سازی آنها بـا توجـه بـه دسـتورالعمل بهـسازی لرزه ای می تواند مثمر ثمر واقع شود. به این منظور پنج قاب خمشی بتنی ۲ ، ۴ ، ۵ ، ۷ و ۱۰ طبقه انتخاب شـده و بـر اسـاس استاندارد ۲۸۰۰(ویرایش دوم ) و آیین نامه بتن ایران (آبا) تحلیل و طراحی گردیـد، و مطـابق ضـوابط دسـتورالعمل بهـسازی لرزه ای به دو روش استاتیکی غیرخطی و دینامیکی خطی تحت هـدف بهـسازی مبنـا توسـط نـرم افـزار SAP٢٠٠٠ تحلیـل گردید. در ادامه اعضایی که مورد پذیرش دستورالعمل نبودند با مقاطع قوی تر جایگزین شده و درصد افزایش وزن سازه هـا در هر حالت مشخص شدند.در نهایت مشخص شد که بجـز در سـاختمان دو طبقـه در روش اسـتاتیکی غیـر خطـی ، در تمـامی حالات دیگر سازه ها تحت بهسازی مبنا بین ۱۱ تا ۶۶ درصد اعضایشان مورد پذیرش نبوده و احتیاج به مقـاوم سـازی دارنـد و درصد اضافه وزن این ساختمانها حداکثر به ۴۴ درصد می رسد
کلید واژه : بهسازی لرزه ای ، ساختمانهای بتنی ، استاتیکی غیرخطی ، دینامیکی خطی

۱-مقدمه
بدلیل قرار گرفتن ایران در بخشی از کمربند کوهزایی آلپ ع هیمالیا که به عنوان آخرین و جوان ترین نواحی کوهزایی جهان ، شناخته شده اسـت ، پدیـده هـای دگرشـکلی بـه اشـکال گونـاگون در آن متظـاهر می گردند.
آمار نشان می دهد که از ابتدای قرن بیستم تاکنون بیش از ۴.۲ میلیون نفر انسان در اثـر سـوانح طبیعـی جان خود را از دست داده اند، از این میان ۵۱ درصد ناشی از زمین لرزه است که ۸۵.۵ درصد آن مربـوط به کشورهای آسیایی و اقیانوسیه است ، که تنها دلیل و توجیه آن عدم توجه به اقدامات پیشگیری می باشد.
ضمناً باید توجه داشت که این تلفات با خسارت های اقتصادی فراوان توام بوده است (مرجع [۱]).
بنابراین مقاوم سازی ساختمانهای مختلف در برابر زلزله اهمیت بسزایی خواهند داشت . در ایـن تحقیـق به بهسازی لرزه ای ساختمانهای بتنی با سیستم قاب خمشی پرداخته شده است .
در حال حاضر دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود(مرجع [۲و۳]) جدیدترین مرجع برای مقاوم سازی ساختمانها در ایران می باشد. لذا جهت مقایـسه آیـین نامـه ۲۸۰۰ زلزلـه ایـران (ویـرایش دوم ) (مرجع [۴]) با این دستورالعمل براساس هدف بهسازی مورد نیاز برای ساختمانهای موجـود سـاخته شـده ، نمونه هایی انتخاب گردیده و طبق آیین نامه ۲۸۰۰ طراحی شدند، سپس نمونه های طراحی شده به کمـک دستورالعمل بهسازی لرزه ای مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند.
۲-ضوابط دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای بتنی
هدف طراحی در آیین نامه های فعلی ، حفظ ایمنی جانی تحت زلزله های شدید مـی باشـد و شـرایط خدمت پذیری نیز به طور ضمنی و نه بطور مستقیم کنترل می شود. این هدف طراحی یـک هـدف حـداقل است که برای تمامی سازه ها لازم الاجرا می باشد، اما ممکن اسـت بـرای سـازه هـای خـاص و در شـرایط خاصی احتیاج به اهداف کاملتر و مشخص تری داشته باشیم . آیین نامه هـای فعلـی سـعی کـرده انـد بـا وارد کردن ضریب اهمیت ، این مساله را در نظر بگیرند که تجربه نشان داده است این روش نمی تواند نیازهای مختلف طراحی را برآورده سازد. به این منظور در روشهای عملکردی به جای دو سطح عملکرد (خدمت پذیری ) و (ایمنی جانی ) چهار سطح عملکرد (قابلیت استفاده بی وقفه )، (خدمت رسانی بـی وقفـه )، (ایمنـی جانی ) و (آستانه فروریزش ) تعریف می شود [۲و۳].
۳-معرفی مدلهای مورد مطالعه
مدل مورد بررسی یک قاب خمشی بتنی با شکل پذیری متوسط می باشد. این سازه دو بعدی ، قـاب میانی یک ساختمان می باشد که دارای ۵ دهانه پنج متری بوده و ارتفاع تمامی طبقات مساوی و برابر ۳ متر در نظر گرفته می شود.وزن سقف طبقات ۶۰۰ کیلوگرم بر متر مربع ، بار زنده طبقات برابـر ۲۰۰ کیلـوگرم بر متر مربع و بار زنده بام در همه مدلها برابر ۱۵۰ کیلوگرم بر متر مربع در نظر گرفته شده است .
محل ساختمان در تهران با خطر نسبی زلزله بسیار زیاد بوده و زمین منطقه طبق گروه بندی استاندارد۲۸۰۰ نوع ۲ می باشد. همچنین ساختمان مطابق با استاندار ۲۸۰۰ جزء ساختمانهای با اهمیت متوسط بوده و سیستم باربر جانبی نیز قاب خمشی بتنی با شکل پذیری متوسط می باشد[۵].
نرم افزار مورد استفاده در تحلیـل و طراحـی مـدلها SAP٢٠٠٠ (مرجـع [۶]) مـی باشـد و بمنظـور تحلیل و طراحی مدلها از استاندارد ۲۸۰۰(ویرایش دوم ) و ضوابط آیین نامه بتن ایـران (آبـا) (مرجـع [۷]) استفاده می شود.
در این پروژه قاب مورد بررسی در ۵ حالت ۲-۴-۵-۷-۱۰- طبقه مورد بررسی قـرار گرفتـه اسـت .
ابتدا سازه ها مطابق آیین نامه های ایران تحلیل و طراحـی شـده سـپس بـا معیارهـای دشـتورالعمل بهـسازی لرزه ای تحت بهسازی مبنا مور ارزیابی قرار گرفته و نقاط ضعف سازه ها مشخص می شوند. در پایان هـم به تغییرمقاطع اعضای ضعیف برای منطبق شدن آنها با معیارهای بهسازی مبنا پرداختـه خواهـد شـد. بـرای تحلیل اعـضاء مطـابق دسـتورالعمل بهـسازی از یـک روش خطـی (روش دینـامیکی خطـی ) و یـک روش غیرخطی (روش غیرخطی استاتیکی Push over) استفاده شده است .
برای انجام تحلیل استاتیکی غیرخطـی (push over) از نـرم افـزار SAP٢٠٠٠ اسـتفاده شـده اسـت ، مشخصات مفصل خمیری اسـتفاده شـده بـرای تیرهـا از نـوع مفـصل M٣ و بـرای سـتونها از نـوع مفـصل خمشی عمحوری M٣-P-M٢ می باشد.برای انجام تحلیل دینامیکی خطی سازه نیز از نرم افزار SAP٢٠٠٠ استفاده شده است .از طیف ارائه شده در استاندارد ۲۸۰۰ استفاده و شتاب مبنای طرح نیـز g ۰.۳۵ در نظـر گرفته شده است .
برای تیرها در همه مدلها از مقطع ۴۰*۳۵ استفاده می شود و بـرای سـتونهای طبقـه اول تـا سـوم در مدل ۱۰ طبقه ، از مقطع ۵۰ *۵۰ و برای بقیه ستونها از مقطع ۴۰*۴۰ استفاده می شود.مقاومت تسلیم فـولاد ۴٠٠٠= fy کیلوگرم بر سانتی متر مربـع و مقاومـت فـشاری بـتن ٢١٠= .fc کیلـوگرم بـر سـانتی متـر مربـع می باشد.
۴-آنالیز بهسازی لرزه ای و استخراج نتایج
۴ . ۱-روش استاتیکی غیرخطی
در ابتدا مقادیر تغییرمکان نقطه کنترل در همه مدلها محاسبه می شود، خلاصه نتایج مقادیر تغییرمکان نقطه کنترل در مدلهای مورد بررسی در جدول ۱ ارائه شده است :

سپس مقادیر نیروی برش پایه برای هر یک از مدلها محاسبه شده و سازه براساس این نیروی بـرش پایـه تحلیل می شود و مقادیر نیروهای داخلی اعضا بدست می آید. در ادامه تحلیل استاتیکی غیرخطی بر اساس دو نوع توزیع بار جانبی ( توزیع متناسب با توزیع بار جانبی در روش استاتیکی خطـی بعنـوان توزیـع اول و توزیع یکنواخت بعنوان توزیع دوم ) انجام می گیرد و اعضا ضعیف مطـابق ضـوابط دسـتورالعمل بهـسازی لرزه ای مشخص می شوند. در جدول ۲ نتایج آماری کنترل سازه هـا در روش تحلیـل اسـتاتیکی غیرخطـی آمده است :

برای مثال در مدل ۱۰ طبقه ۵۰ عضو تیر و ۶۰ عضو ستون وجود دارد، که ۱۵ عدد از تیرها و ۲۴ عـدد از ستونها احتیاج به بهسازی دارند. اگر این مقادیر بصورت درصد بیان گردند ۳۰ درصد کـل تیرهـا و ۴۰ درصد کل ستونها و ۳۵.۵ درصد کـل اعـضا احتیـاج بـه

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 9 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد