پایان نامه بررسی عملکرد و رفتار قاب های بتن آرمه با جداساز های لرزه‌ ای

فهرست:

فصل اول: مفاهیم

1- مقدمه............................................................................................ 2                  

1-1- پیشینه تحقیق................................................................................. 4

1-2- کلیات ........................................................................................ 4

1-3- مقابله یا همراهی نیروهای زلزله ........................................................... 6

1-3-1- میرائی در طبقات ........................................................................ 8

1-3-2- میرائی در پی‌ها .......................................................................... 9

1-4- سیستم ثقلی ................................................................................ 12

1-5- سیستم جک‌های هیدرولیکی ............................................................. 13

1-6- سیستم فنری ............................................................................... 16

1-7- سیستم هسته مرکزی ....................................................................... 18

1-7-1- معایب سیستم هسته مرکزی  .......................................................... 28

1-7-2- طراحی جداسازها ...................................................................... 31

1-7-3- اهداف جداسازی ....................................................................... 33

1-8- پژوهش ..................................................................................... 38

1-8-1- طراحی جداگر لرزه‌ای و مقایسه مطالعه رفتارهای ساختمان جداسازی شده...... 38      

1-8-2- آنالیز طیف پاسخ و آنالیز استاتیکی برای ساختمان جداسازی شده و پایه فیکس 38

فصل دوم:  کنترل سازه ها

2-1- کنترل سازه‌ها............................................................................... 41

2-1-1- کنترل غیرفعال .......................................................................... 41

2-1-2- محدودیت‌های جدایشگرها ........................................................... 41

2-1-3- مدل‌سازی جدایشگرها ................................................................. 41

2-1-4- روش تقریبی مدل سازی سازه با جدایشگر ......................................... 42

2-2- میراگرها .................................................................................... 42

2-2-1- انواع میراگرها .......................................................................... 43

2-2-1-1- میراگرویسکوز ...................................................................... 43

2-2-1-2- میراگر پسماند ...................................................................... 43

2-3- مفهوم جداساز ارتعاشی ................................................................... 44

2-3-1- تغییر در انعطاف پذیری، میرایی و زمان تناوب ..................................... 44

2-3-2- مقایسه بین روش های متداول و سیستم جداگر ارتعاشی .......................... 45

2-3-3- هدف اصلی از جداساز ارتعاشی ..................................................... 45

2-4- اجرا در یک سیستم جداگر ............................................................... 45

2-5- کاربرد عملی مفهوم جداسازی ارتعاشی ................................................. 46

2-6- مزایای کنترل فعال و نیمه فعال ........................................................... 47

2-7- سیستم مدار باز ............................................................................ 47

2-8- سیستم مدار بسته .......................................................................... 47

2-9- سیستم مدار باز- بسته ..................................................................... 47

2-10- میراگر های هیسترسیس فولادی ........................................................ 47

2-10-1- خصوصیات میراگر های هیسترسیس فولادی ...................................... 48

2-10-2- انواع میراگر های فولادی ............................................................ 48

2-11- مفهوم کنترل ارتعاش در سازه ها....................................................... 50

2-11-1- طبقه بندی روش های کنترل بر اساس دینامیک سازه ها.......................... 51

2-11-2- طبقه بندی تکنیک کنترل بر اساس نحوه عملکرد سیستم ......................... 51

2-11-2-1- روش کنترل غیر فعال............................................................ 51

2-11-2-2- روش کنترل فعال................................................................. 52

2-11-2-3- روش کنترل ترکیبی یا مختلط................................................... 53

2-11-2-4- روش کنترل نیمه فعال............................................................ 54

2-12- سیستم نوین جرم میراگر متوازن........................................................ 54

2-13- نتیجه گیری کلی.......................................................................... 56

2-14- مزایای جرم میراگر متوازن............................................................... 57

فصل سوم: طراحی سیستم‌های جداسازلرزه‌ای

3-1- کلیات........................................................................................ 59

3-2- تحلیل سازه جداسازی شده ............................................................... 59

3-2-1- عوامل مهم در انتخاب روش تحلیل سازه ........................................... 59

3-2-2- طراحی جداسازهای لاستیکی با هسته سربی ........................................ 59

3-3- میراگرها و توصیه‌های طراحی ............................................................ 68

فصل چهارم: ملاحظات اجرایی در طراحی سازه‌های جداسازی شده

4-1- کلیات ....................................................................................... 72

4-2- ملاحظات عمومی در زمان طراحی....................................................... 72

4-3- مشخصات بستر............................................................................ 73

4-4- اثر نوع خاک ............................................................................... 73

4-5- آثار حوزه نزدیک .......................................................................... 74

4-6- اثر مؤلفه‌ قائم زمین لرزه................................................................... 74

4-7- توجه به تأثیر مودهای بالاتر .............................................................. 75

4-8- ارتفاع ساختمان ............................................................................ 75

4-9- رفتار روسازه ............................................................................... 75

4-10- انتخاب موقعیت تجهیزات جداسازی در ارتفاع ...................................... 75

4-11- طراحی بر اساس شرایط محیطی ....................................................... 77

4-12- مقاومت در برابر آتش .................................................................. 77

4-13- سختی جانبی جداسازها ................................................................. 77

4-14- قراردهی جداسازها در پلان ............................................................ 78

4-15- تعویض تجهیزات جداسازی ........................................................... 79

4-16- فاصله آزاد جانبی و قائم ................................................................ 79

4-17- طراحی اعضای سازه‌ای مجاور واحدهای جداساز..................................... 80

4-18- جزییات اجرایی معماری ................................................................ 81

4-19- جزییات اجرایی تجهیزات مکانیکی .................................................... 86

4-20- آزمایش‌های مورد نیاز برای جداسازهای لرزه‌ای ...................................... 89

4-21- مطالعه اقتصادی طرح‌های دارای جداساز لرزه‌ای ..................................... 90

4-22- کنترل نتایج طراحی ...................................................................... 92

4-23- مدارک فنی طرح ........................................................................ 92

فصل پنجم: تحلیل قاب بتنی 5طبقه بر روی جداساز لرزه‌ای وپایه ثابت

5-1- مبنای طراحی............................................................................... 99

5-2- پایداری سامانه جداساز ................................................................... 99

5-3- ضریب اهمیت ............................................................................. 99

5-4- گروه‌بندی ساختمانها بر حسب شکل .................................................... 99

5-5- انتخاب روش تحلیل پاسخ جانبی ....................................................... 99

5-5-1- کلیات ................................................................................... 99

5-5-2- تحلیل استاتیکی ........................................................................ 99

5-6- پروژه مورد تحلیل ........................................................................ 100

5-7- طراحی جداساز مورد نظر برای پروژه .................................................. 103

5-7-1- مشخصات مقدماتی مسأله ............................................................ 103

5-7-2- تحلیل .................................................................................. 103

5-7-2-1- تغییر مکان طرح ................................................................... 103

5-7-2-2- نیروی تسلیم اولیه ................................................................. 103

5-7-2-3- سختی ثانویه ....................................................................... 104

5-7-3- طراحی ................................................................................. 104

5-7-3-1- طرح اولیه هسته سربی ............................................................ 104

5-7-3-2- ابعاد جداساز ....................................................................... 104

5-7-3-3- خصوصیات لاستیک .............................................................. 104

5-7-4- نتایج طراحی جداساز ................................................................. 106

5-8- نتایج تحلیل ............................................................................... 107

5-8-1- مقایسه شتاب، دو ساختمان جداسازی شده و پایه ثابت .......................... 107

5-8-2- مقایسه تغییر مکان جانبی، دو ساختمان جداسازی شده و پایه ثابت ............. 111

5-8-3- مقایسه برش طبقات، دو ساختمان جداسازی شده و پایه ثابت ................... 113

5-8-4- مقایسه پریود، دو ساختمان جداسازی شده و پایه ثابت ........................... 114

5-8-5- مقایسه سختی، دو ساختمان جداسازی شده و پایه ثابت .......................... 116

5-8-6- مقایسه جرم مشارکتی، دو ساختمان جداسازی شده و پایه ثابت ................. 119

5-8-7- بررسی سازه برای طیف پاسخ شتاب از لحاظ نسبت میرایی...................... 121

5-8-7-1- مقایسه سازه با میرایی 10%ومیرایی4% .......................................... 121

5-8-7-2- مقایسه سازه با میرایی 10%ومیرایی 9%.......................................... 124

5-8-7-3- مقایسه سازه با میرایی 10%ومیرایی 11% ....................................... 125

5-8-7-4- مقایسه سازه با میرایی 10%و میرایی 20%....................................... 126

5-9- بررسی برش براساس میرایی............................................................. 127

5-9-1- مقایسه سازه برای برش براساس میرایی 10%ومیرایی 4%......................... 127

5-9-2- مقایسه سازه برای برش بر اساس میرایی 10%و میرایی 9%....................... 128

5-9-3- مقایسه سازه برای برش بر اساس میرایی 10%و میرایی 11%..................... 129

5-9-4- مقایسه سازه برای برش بر اساس میرایی10% و میرایی 20%..................... 130

5-10- بررسی تغییر مکان....................................................................... 131

5-10-1- مقایسه سازه برای تغییر مکان بر اساس میرایی 10%و میرایی 9%............... 131

5-10-2- مقایسه سازه برای تغییر مکان بر اساس میرایی 10% و میرایی 11%........... 134

5-10-3- مقایسه سازه برای تغییر مکان بر اساس میرایی 10%و میرایی 20%............. 135

5-11- بررسی شتاب طبقات.................................................................... 136

5-11-1- مقایسه سازه برای شتاب طبقات براساس میرایی 10%و میرایی 20%........... 136

5-11-2- مقایسه سازه برای شتاب طبقات براساس میرایی 10% و میرایی 11%......... 137

5-11-3- مقایسه سازه برای شتاب طبقات براساس میرایی 10% ومیرایی 4%............. 138

5-11-4- مقایسه سازه برای شتاب طبقات براساس میرایی 10%و ومیرایی 9%........... 139

5-12- حالت کلی بررسی براساس میرایی.................................................... 140

5-13- شکل شماتیک بررسی رفتار سازه با نصب جداگر................................... 141

5-14- حلقه های هیسترسیس برای تکیه گاه سربی – لاستیکی............................. 142

5-15- حلقه های هیسترسیس نیرو –تغییر مکان برای تاکیه گاه سربی- لاستیکی ........ 143

6-1- نتیجه گیری................................................................................. 144

6-2- پیشنهادها .................................................................................. 145

منابع ............................................................................................... 146

منبع:

1. Ashkan – KhodaBandehLou. Deformation and sinking of multistorey buildings system and especially skeleton frame structure. "Scientific – practical conference". 1999.                                            

2. Ashkan - KhodaBandehLou. Design of skeleton frame multistorey buildings, in seismology area. "Scientific – practical conference". 2000

3. Ashkan – KhodaBandehLou. Design of ribbed plates, supported by the columns."Works Scientific – research institute of construction and architecture". 2002.

4. Ashkan – KhodaBandehLou. Design of vertical loading of skeleton frame buildings with beamless floor slabs.« Technical Sciences". 2003.                             

5. Ashkan – KhodaBandehLou. Design of the beamless (flat) floor slabs studding their joint work with the skeleton frame concrete multistorey buildings. "Design of the scientific works on mechanic".2003.

6. Ashkan – KhodaBandehLou. Investigation of the work of beam and beamless floor slabs of multistoreyed buildings, erected in seismology area. II International Scientific – practical conference. The significance of weakening of influence of emergency situations in stable development of the country.2003.                                       

7. Ashkan – KhodaBandehLou. The investigation of the beam and beamless (flat) floor slabs in the multistoreyed buildings. "Technical journal".2005.                        

8. Ashkan – Safar - KhodaBandehLou. The investigation of the beam and griderless floor slabs in the multistorey buildings. Scientific works".2006.              

9. Ashkan – Safar- KhodaBandehLou. The investigation of the beam and beamless (flat) floor slabs in the mulistoreyed buildings. "Thechnical sciences".2006.            

10. Ashkan – Safar - KhodaBandehLou. The investigation of the beam and beamless floor slabs in the multistorey buildings, erected in seismology area. "Works scientific – research institute of construction and architecture".2006.          

11. Ashkan – Safar - KhodaBandehLou. A study of the action of floor slabs of the multistorey building. "Technical journal". 2006.     

 12. Ashkan – Safar - KhodaBandehLou. A study of the beam and beamless (flat) floor slabs of the multistorey buildings. "Scientific – Practical conference".2007.                                                                   

13. Ashkan – Safar - KhodaBandehLou. A study of the action of the beam and beamless (flat) floor slabs of the multistorey buildings. "International journal for Computational Civil and Structural Engineering". 2007.                                           

14. Ashkan – Safar - KhodaBandehLou. A study of the action of the beam and beamless (flat) floor slabs of the multistorey buildings. "journal of the institute of Science and thechnology of Erciyes University". 2007.                                         

15. Ashkan – Safar - KhodaBandehLou. About greater deflections of flat panels, rectangular by way of. "The theoretical and Applied Mechanics".2008.                    

16. Ashkan – Safar - KhodaBandehLou. The equations of the theory of the thin reinforced shells on the basis of the hypothesis about the rectilinear element. "Scientific – technical and Industrial". 2008.       

17. Ashkan – Safar - KhodaBandehLou. Contact problem for a long plate, leaning against rigid cross – section walls. "The theoretical and Applied mechanics".2008

18. Ashkan – Safar - KhodaBandehLou. About one way of calculation of the multicoherent orthotropic plate. "The theoretical and Applied Mechanics". 2009.  

19. Ashkan – Safar - KhodaBandehLou.To relativistic dynamics of deformable solids. "Scientific – Technical and Industrial «. 2009.      

20. Ashkan – Safar - KhodaBandehLou. Chang of the area of the surface it deformations."Scientific – Technical and Industrial «.2009.

21. Ashkan – Safar- KhodaBandehLou. Nonlinear fluctuations of flat shells with discretely located edges of rigidity.« The theoretical and Applied Mechanics".2009.

22. Ashkan–Safar- KhodaBandehLou. Definition of greatest dynamic rigidity flat orthotropic shells propped up symmetrically located rests."Scientific – Technical and Industrial".2009.                 

23. Ashkan – Safar- KhodaBandehLou. The specified theories of calculation rectangular orthotropic plates at action of cross – section loading."Scientific – Technical and Industrial".2009.                         

25. Ashkan – Safar - KhodaBandehLou. The hallographic interphrometric method in relation with the issues of the effect of local on plates and shells."Works Scientific – research instatute of construction and architecture". 2009.                                                   

26. Ashkan – Safar- KhodaBandehLou. Return problems of the bend of isotropic and anisotropic flat shells.« The theoretical and Applied Mechanics". 2009.             

27. Ashkan – Safar- KhodaBandehLou. Transfer of local loading on the transversalno – isotropic cylindrical shell through Elastic stringer or the frame."The theoretical and Applied Mechanics".2009.             

28. Ashkan – Safar - KhodaBandehLou. Free fluctuations, ringbolt plates with dotted supports."Scientific – technical and Industrial". 2010.

 29. Ashkan – Safar- KhodaBandehLou. The calculation of linking the stieking shells."Scientific technical and Industrial".2010.

30.Ashkan – Safar- KhodaBandehLou. The effect of unbalanced heat on the resistance of elastic cylindric shells."Scientific – Technical and Industrial".2010.

31. Ashkan – Safar- KhodaBandehLou. The investigation of internal forces of concrete floor diaphragms in multistory building. "Scientific – technical and Industrial".2010.                                       

32. Ashkan – Safar- KhodaBandehLou. The investigation of fluctuations of elastical systems with disconnected joints."Scientific technical and Industrial".2010.                                                             

33. Ashkan – Safar- KhodaBandehLou. The Asimptotichesky Analysis of the Equations and stability structurally the semimoment cylindrical shells.« the theoretical and Applied Mechanics".2010.      

35. Ashkan – Safar- KhodaBandehLou. The application of V.Z. Vellasovas' primary method functions in anisotropic thermoelastic interfaced objects. "Scientific technical and Industrial".2011.            

36. Ashkan – Safar- KhodaBandehLou. About big deflections orthotropic of flat shells taking in to account cross – section shift. "The theoretical and applied mechanics".2011.                                   

37. Ashkan – Safar - KhodaBandehLou. The investigation of simplified finite Element modeling of multistorey buildings.« the theoretical and Applied Mechanics".2011.                                          

38- تهرانی‌زاده، محسن، حامدی، فرزانه، « جداسازی لرزه‌ای در مقابل زلزله»،‌پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، 1378 .

39- چین وین، آوتک، «آنالیز و طراحی جداساز برای ساختمانهای بلند»، دهمین کنفرانس جهانی درباره جدا گرهای لرزه‌ای. استانبول، ترکیه، 2007.

40- خدابنده لو، اشکان، « شکل پذیری سازه های بتن آرمه در برابر زلزله»،طرح پژوهشی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ارومیه، سال 1390.

41- رضایی، مجتبی، «جداساز لرزه‌ای در ساختمانهای دارای روسازه نرم»، سمینار کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، 1385.

42- شفیق، علیرضا، کارگر، محمد، «میرا کردن نیروهای زلزله در پی ساختمانها»، انتشارات خانه عمران جوان، 1388.

43- کلی، جیمز، نعیم، فرزاد، «طراحی ساختمانهای با جداسازهای لرزه‌ای» ترجمه غفوری آشتیانی، محسن- همایون شاد، فرهاد- پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، 1381.

44- معتمدی، دانوش، «بررسی اثر مؤلفه قائم زلزله بر رفتار سازه‌ها با جداساز لرزه‌ای»، سمینار کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، 1383.

45- مهرپرور، بهنام، «ارزیابی و کنترل ضوابط آیین نامه UBC در مورد سازه های ایزوله شده »، پایان‌نامه کارشناسی ارشد،دانشگاه صنعتی امیرکبیر،استاد راهنما دکتر فرامرز خوشنودیان،1383.

46- «دستورالعمل طراحی ساختمان‌های دارای جداساز لرزه‌ای»، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن

47- «آئین»‌نامه زلزله 2800»، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، 1389.

48- «راهنمای طراحی و اجرای سیستم‌های جداساز لرزه‌ای در ساختمانها»، معاونت نظارت راهبردی دفتر نظام فنی اجرایی، 1389.