مقاله طرح هاي بهسازي لرزه اي براي سازه هاي خرپاي يك در ميان

برچسب ها : مقاله طرح هاي بهسازي لرزه اي براي سازه هاي خرپاي يك در ميان , طرح هاي بهسازي لرزه اي براي سازه هاي خرپاي يك در ميان,مقاله طرح هاي بهسازي لرزه اي براي سازه هاي خرپاي يك در ميان , طرح هاي بهسازي لرزه اي براي سازه هاي خرپاي يك در ميان,مقاله طرح هاي بهسازي لرزه اي براي سازه هاي خرپاي يك در ميان , طرح هاي بهسازي لرزه اي براي سازه هاي خرپاي يك در ميان,

دسته: پژوهش
فرمت فايل: doc
حجم فايل: 3122 كيلوبايت
تعداد صفحات فايل: 50

طرح هاي بهسازي لرزه اي براي سازه هاي خرپاي يك در ميان

چكيده:

در اين مطالعه به دنبال اجراي سيستم لرزه اي خرپاهاي يك در ميان STS با سازه ها و يا بدون پانل ها مورد بررسي قرار مي گيرد.رابطه نيروي جابجايي و شكنندگي لرزه اي از نوع عمومي STS است كه از ساختارهاي مجهز مي باشد كه داراي ستون،تيرهاي عمودي و كمان پاياني و كمان مهار (BRB) مي باشد. نتايج تجزيه و تحليل نشان مي دهد كه عملكرد لرزه اي  STS با پانل ها مي تواند تا حد زيادي با نصب ستون هاي داخلي افزايش يابد. استفاده از پايان مهاربندي و تيرهاي عمودي معلوم شد كه تاحدودي در افزايش قدرت موثر بوده  وانعطاف پذيري و كاهش جابجايي باقيمانده را دارد. شبيه به اين نتايج در ساختارهاي STSبدون پانل نيز بدست آمد كه در آن قسمت هاي مورب جايگزين BRB طراحي شده بودند.

كلمات كليدي:سيستم خرپاي يك در ميان،عملكرد لرزه اي،تجزيه و تحليل شكست،شكل پذيري،نيروي بيش از توان

1-مقدمه

سيستم خرپاي يك در ميان STSمتشكل از يك سري از ستون هاي بيروني در دو رديف عرضي بوده و در يك الگوي متناوب در مجاور خطوط ستون قرار دارد. سيستم براي استفاده در ساختمان هاي مسكوني مانند آپارتمان ها،خوابگاه ها و هتل ها شناخته شده است. به عنوان چهره بيروني ستون ها در ساختمان،طول آن بايد بزرگ  ايجاد شود. در مقايسه با ساختمان هاي مسكوني با بتن مسلح،طرح هاي ساختمان با تقسيم بندي بسياري از فضاهاي كوچك به ديواره هاي برشي عمودي همراه است .و در ساختمان هاي مسكوني با خرپاي يك در ميان،اين در سطوح متناوب قرار گرفته و انعطاف پذيري فضايي را افزايش داده و اقتصادي تر نيز مي باشد. در خرپاهاي يك در ميان ميزان تيرها و همچنين پارتيشن بندي،عملكرد ارتفاع را مي توان به حداقل رساند و مزيت قابل توجهي در شرايط اقتصادي را ارائه نمود. مزاياي ديگر شامل حداقل انحراف و سفتي بالا در ساختار مي باشد. وزن كاهش يافته و در نتيجه بارهاي لرزه اي كاهش مي يابد و صرفه جويي در هزينه ها در كارهاي پايه اي به طور قابل توجهي ديده مي شود. گزارش شده است كه هزينه هاي هرساختمان در واحد سطح در تبديل به STSنسبتا پايين مي باشد. كين و همكارانش تحليل استاتيكي غيرخطي را از سيستم خرپاي يك در ميان جهت شناسايي حالات شكست بارهاي لرزه اي را انجام داده اند. ژو و همكارانش انجام يك سري از تجزيه و تحليل هاي عددي و تجربي را در رفتار لرزه اي خرپاي يك در ميان انجام دادند و به بررسي تاثير پارامترهاي معمول پرداخته اند. چن و ژان تحقيقات تجربي را به منظور مطالعه نحوه شكست و ظرفيت هاي مشترك از فولادها را در سيستم خرپاي يك در ميان را بررسي كردند. سيستم خرپاي يك در ميان با موفقيت بسياري در ساختمان ها در مقياس هاي بزرگ به كار گرفته شده است . بهره وري و اقتصادي بودن آنها گزارش شده است. به منظور تسهيل در استفاده از STS،موسسه آمريكايي ساخت و ساز فلزي(AISC) راهنماي طراحي شمتاره 14 را منتشر نموده است كه مربوط به سيستم اتصال سيستم خرپاهاي يك در ميان بوده و در آن توصيه شده است كه نمونه ها براي طراحي سازه ارائه شوند. با اين حال،به عنوان يكي از اساسي ترين مشكلات مانند زمين لرزه،نيروي مقاوم در برابر آن در بسياري از كدهاي طراحي در نظر گرفته نمي شود كه نشان مي دهد تحقيقات بيشتر هنوز هم براي اين سيستم به عنوان يك استاندارد پذيرفته شده براي ساختارهاي با بار لرزه اي لازم است. نيروي مقاوم در برابر سيستم به عنوان پايه ذكر شده زمين لرزه نمي باشد و نيروي مقاوم در برابر سيستم بايد تحليلي مجاز بوده وداده ها از آزمون ها براي نشان دادن مقاومت در برابر نيروي جانبي و ظرفيت اتلاف انرژي ارائه شود. در اين مفهوم ارزشمند است كه توجه داشته باشيد كه در حال حاضر خرپاهاي ويژه شباهتي با STSدر تركيب ساختاري و شكست با هم دارند. كه اين با توجه به تحقيقات گسترده در عملكرد لرزه اي سيستم مي باشد. در اين مطالعه ساختمان هاي 6 و12 و18 طبقه با ساختار خرپاي يك در ميان و با پانل ها به نام سازه هاي نوع A و يك ساختار 12 طبقه بدون پانل با نام ساختار نوع B طراحي شده بودند و رفتار لرزه اي خود را از طريق تجزيه و تحليل غيرخطي ارائه داده اند. تجزيه وتحليل شكنندگي با استفاده از 44 زمين لرزه براورد شد كه احتمال رسيدن به حد تعيين شده براي يك شدت زلزله واقعي را داشته است. براساس نتايج تجزيه و تحليل،تقويت طرح هاي لرزه اي در اثرات انها استخراج شده و افزايش ظرفيت بار مقاوم در برابر بار جانبي مورد بررسي قرار گرفته است.

2-طراحي و تجزيه و تحليل سازه مدلسازي شده

در اين مطالعه در مجموع از تجزيه و تحليل 10 ساختار STSكه در كد طراحي ارائه شده طراحي شده اند، استفاده شده اند كه شامل ساختمان 6 و12 و18 طبقه بوده و ساختارهاي STSبا 2 متر و 2.5متر و 3متر با پانل ها در وسط خرپاهاي يك در ميان از نوع آن استفاده شده است و براي مقايسه يك ساختمان 12 طبقه با ساختار STSبدون پانل با نام نوع B انجام شده است. در ساختمان نوع B فرض شده است كه راهرو خارج از ساختار و در جهت طولي قرار دارد كه با پين هايي به ساختار اصلي متصل شده و در تجزيه وتحليل مدلناديده گرفته شده است. شكل 1 تصوير طرح ساختاري از مدل نوع A را با پانل و نماي جانبي از ساختار 6 طبقه را در تجزي و تحليل مدل در شكل 2 نشان مي دهد. ارتفاع ساختمان 12 طبقه از نوع B بدون پانل نيز در اين شكل ديده مي شود. خرپاي يك در ميان در امتداد جهت عرضي واقع شده و قاب خمشي در امتداد طولي قرار داده شده است. در اولين ساختمان بدون خرپا فضاي باز بزرگي ديده مي شود كه در آن قسمت هاي مورب در دهانه نصب شده است كه در امتداد جهت عرضي به پايان مي رسد و براساس راهنماي طراحي AISC طراحي شده است. ستون هاي خارجي در چنين محور مسيري موازي با جهت طولي ساز ارائه شده است كه براساس راهنماي طراحي مي باشد. ارتفاع ساختمان هاي معمولي 3.75 متر و ارتفاع طبقه اول 4 متر است. ططراحي بارها براي سازها هاي مدل براساس استاندارد ASCE7-10 مشخص شده و طراحي ساختاري براساس انجام بارگذاري وطراحي عامل مقاومت LRFD با استاندارد AISC360-10 بوده است. مقدار بار از دست رفته 5 كيلونيوتون بر متر بوده و بار زنده ان 2 كيلونيوتون بر مترمربع مي باشد. در امتداد جهت عرضي كه در ان خرپاهاي يك در ميان قرار دارد،اصلاح عامل با مقدار 3 در نظر گرفته شده است كه در محاسبه طراحي به كار گرفته شده كه به طور كلي در سازه اعمال شده و به عنوان يكي از سيستم هاي بار مقاوم در برابر زمين لرزه تعريف نشده است. در امتداد جهت طولي،كه در آن بار سيستم مقاوم در برابر زمين لرزه است،قاب خمشي عادي بوده و عامل اصلاح پاسخ 3.5 را نشان مي دهد. طراحي پارامترهاي شتاب برايدوره هاي كوتاه STSبوده و در يك ثانيه و 0.5 و 0.2 به ترتيب مي باشد و دوره تناوب طولاني با ضرايب F_i و F_v با مقادير 1.36 و 2.28 به ترتيب مي باشد. پارامترهاي طراحي در طراحي لرزه اي براي C_MAX و D_MINبراساس استاندارد ASC7-10 مي باشد. طبقات براساس پارامتر D در نظر گرفته شده است.