تحقیق در مورد سازه های زیر زمینی و تونل مترو

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .docx ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 14 صفحه

 قسمتی از متن .docx : 

اثر زلزله بر سازه های زیر زمینی و تونل مترو

امروزه با پیشرفت فن آوری، سهولت نسبی در حفاری و ساخت سازه‌های زیرزمینی، محدودیتهای فضاهای سطحی برای اجرای طرحهای عمرانی و نیز به واسطه مسائل سیاسی و امنیتی، توجه بسیاری از کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه به احداث سازه‌های زیر رمینی برای کاربریهای عمرانی، نظامی و معدنی معطوف شده است. راهها و بزرگراههای زیرزمینی، انواع تونلها، شبکه متروی شهری، نیروگاهها و سایر مغارهای زیر زمینی برای دفن زباله‌های هسته‌ای و یا به عنوان مخازن نفت، معادن، پناهگاهها و انبارها، تعدادی از سازه‌هایی هستند که در کشورهای مختلف به سرعت در حال ساخت و اجرا می‌باشند.

با توجه به توسعه روز افزون سازه‌های زیر زمینی و هزینه‌های فراوانی که برای ساخت هر یک از این سازه‌ها صرف می‌گردد و نیز اهمیت آنها در شبکه حمل و نقل بین شهری و داخل شهری و خطری که در صورت آسیب دیدگی آنها متوجه جان مردم میشود، لازم است که پایداری آنها در برابر خطرات ناشی از زلزله مورد مطالعه قرار گیرد.

در این گزارش پس از نگرشی اجمالی به تاریخ صنعت سازه‌های زیر زمینی و آسیبهای گذشته این سازه‌ها در زلزله، به بررسی تعاریف مربوط به تونلها و نیز مشخصات کلی امواج زلزله و نحوه تاثیر آنها بر تونلها می‌پردازیم و برآورد خطر پذیری این گونه سازه‌ها را بیان می‌نماییم.

بخش دوم این گزارش، به تونلها و ایستگاههای زیر زمینی مترو اختصاص دارد که پس از بیان تفاوت عملکردی اینگونه تونلها نسبت به سایر تونلها، به مطالعه موردی تونل متروی دایکایی که در زلزله کوبه دچار آسیب شده بود و نیز بررسی خطرپذیری تونل متروی شهر قاهره خواهیم پرداخت. سپس معیارهای طراحی لرزه‌ای تونلها بیان میگردد.

چکیده:

امروزه با پیشرفت فن آوری، سهولت نسبی در حفاری و ساخت سازه‌های زیرزمینی، محدودیتهای فضاهای سطحی برای اجرای طرحهای عمرانی و نیز به واسطه مسائل سیاسی و امنیتی، توجه بسیاری از کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه به احداث سازه‌های زیر رمینی برای کاربریهای عمرانی، نظامی و معدنی معطوف شده است. راهها و بزرگراههای زیرزمینی، انواع تونلها، شبکه متروی شهری، نیروگاهها و سایر مغارهای زیر زمینی برای دفن زباله‌های هسته‌ای و یا به عنوان مخازن نفت، معادن، پناهگاهها و انبارها، تعدادی از سازه‌هایی هستند که در کشورهای مختلف به سرعت در حال ساخت و اجرا می‌باشند.

با توجه به توسعه روز افزون سازه‌های زیر زمینی و هزینه‌های فراوانی که برای ساخت هر یک از این سازه‌ها صرف می‌گردد و نیز اهمیت آنها در شبکه حمل و نقل بین شهری و داخل شهری و خطری که در صورت آسیب دیدگی آنها متوجه جان مردم میشود، لازم است که پایداری آنها در برابر خطرات ناشی از زلزله مورد مطالعه قرار گیرد.

در این گزارش پس از نگرشی اجمالی به تاریخ صنعت سازه‌های زیر زمینی و آسیبهای گذشته این سازه‌ها در زلزله، به بررسی تعاریف مربوط به تونلها و نیز مشخصات کلی امواج زلزله و نحوه تاثیر آنها بر تونلها می‌پردازیم و برآورد خطر پذیری این گونه سازه‌ها را بیان می‌نماییم.

بخش دوم این گزارش، به تونلها و ایستگاههای زیر زمینی مترو اختصاص دارد که پس از بیان تفاوت عملکردی اینگونه تونلها نسبت به سایر تونلها، به مطالعه موردی تونل متروی دایکایی که در زلزله کوبه دچار آسیب شده بود و نیز بررسی خطرپذیری تونل متروی شهر قاهره خواهیم پرداخت. سپس معیارهای طراحی لرزه‌ای تونلها بیان میگردد.

1- تاریخچه تونل سازی و سازه‌های زیر زمینی

احتمالا اولین تونل‌ها در عصر حجر برای توسعه خانه‌ها با انجام حفریات توسط ساکنان شروع شد . این امرنشانگر این است که آنها در تلاشهایشان جهت ایجاد حفریات به دنبال راهی برای بهبود شرایط زندگی خود بوده اند. پیش ازتمدن روم باستان ، در مصر ، یونان ، هند و خاور دور و ایتالیای شمالی ، تماما تکنیکهای تونلسازی دستی مورد استفاده قرار می‌گرفت که در اغلب آنها نیز از فرایندهای مرتبط با آتش برای حفر تونل های نظامی ، انتقال آب و مقبره‌ها کمک گرفته شده است. در ایران نیز از چند هزار سال پیش، به منظور استفاده از آبهای زیر زمینی تونل هایی موسوم به قنات حفر شده است که طول بعضی از آنها به 70 کیلومتر و یا بیشتر نیز می‌رسد. تعداد قنات های ایران بالغ بر50000 رشته برآورده شده است. جالب توجه است که این قنات های متعدد، طویل و عمیق با وسایل بسیار ابتدایی حفر شده اند.

رومی ها نیز در ساخت قنات‌ها و همچنین در حفاری تونل های راه پرکار بودند. آنها در ضمن اولین دوربینهای مهندسی اولیه را در جهت کنترل تراز وحفاری تونل ها به کار بردند.

اهمیت احداث تونل ها دردوران های قدیم ، تا بدین جاست که کارشناسان کارهای احداث تونل درآن تمدن‌ها را نشانگر رشد فرهنگ و به ویژه رشد تکنیکی و توان اقتصادی آن جامعه دانسته‌اند. تمدنهای اولیه به سرعت ، به اهمیت تونل‌ها ، به عنوان راه‌های دسترسی به کانی ها و مواد طبیعی نظیر سنگ چخماق به واسطه اهمیتش برای زندگی، پی‌بردند. همچنین کاربرد آنها دامنه گسترده‌ای از طاق زدن بر روی قبرها تا انتقال آب و یا گذرگاههایی جهت رفت و آمد را شامل می شد. کاربردهای نظامی تونل‌ها ، به ویژه از جهت بالابردن توان گریز یا راههایی جهت یورش به قرارگاهها و قلعه های دشمن ، ازدیگر جنبه های مهم کاربرد تونلها در تمدن های اولیه بود.

تونل سازی همزمان با انقلاب صنعتی، به ویژه به منظور حمل و نقل ، تحرک قابل ملاحظه ای یافت. تونلسازی به گسترش و پیشرفت کانال سازی کمک کرد و این امر در توسعه صنعت به ویژه در قرون 18 و 19 میلادی در انگلستان سهم بسزایی داشت. کانال‌ها یکی از پایه های انقلاب صنعتی بودند وتوانستند در مقیاس بسیار بزرگ هزینه‌های حمل و نقل را کاهش دهند. تونل مال پاس با طول 157 متر برروی کانال دومیدی در جنوب فرانسه اولین تونلی بود که در دوره‌های مدرن در سال 1681 ساخته شد. همچنین اولین تونل ساخته شده با کاربرد حفاری و انفجار باروت بود. در انگلستان، قرن 18 نیز جیمز بریندلی از خانواده ای مزرعه دار با نظارت بر طراحی و ساخت بیش از 580 کیلومتر کانال و تعدادی تونل به عنوان پدر کانال و تونل های کانالی ملقب شد. وی در سال 1759 با ساخت یک کانال به طول 16 کیلومتر مجموعه معدن زغال دوک بریدجواتر را به شهر منچستر متصل نمود. اثر اقتصادی تکمیل این کانال

دانلود تحقیق مدلسازی سازه

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 12

مدلسازی سازه

بررسی مدل سازه در حالت خطی:

پس از جمع آوری اطلاعات لازم برای مدلسازی سازه جهت ارزیابی اولیه سازه تحت یک آنالیز خطی استاتیکی مطابق با آئین نامه 2800 قرار گرفت تا اولاً ضغف های آن مشخص گردد و ثانیاً نیاز به مقاوم سازی سازه بررسی گردد.

برای مدلسازی سازه از آنجا که طبقه زیرزمین سازه دارای دیوارهای آجری با کیفیت خوب و به ضخامت5/1 متر بوده و اطراف آن نیز خاک نسبتاً متراکم قرار دارد، و از طرف دیگر به دلیل پاره ای از مسائل دسترسی به تعدادی از اجزای سازه ای در طبقه زیرین ممکن نبوده و نیاز به عملیات سونداژ داشته است. به نحوی که اطلاعات کافی جهت مدلسازی دقیق غیرخطی برای سازه، فراهم نشده است. لذا در حالت خطی سازه در دو حالت با در نظر گرفتن طبقه زیرین و بدون در نظر گرفتن آن مورد بررسی قرار گرفته است و در هر حالت نیز بطور جداگانه اثرات سختی اتصال خورجینی روی رفتار سازه بررسی شده است.

در نهایت با مقایسه نتایج برای دو حالت با درنظر گرفتن زیرزمین و بدون درنظر گرفتن زیرزمین مشاهده می شد به دلیل سختی زیاد طبقه زیرین عملاً می توان تراز پایه را از طبقه همکف فرض نموده و از طبقه زیرزمین در مدلسازی سازه صرفنظر نمود.

در آنالیز استاتیکی سازه مشاهده می شود که سازه در تحمل بارهای قائم مشکلی نداشته و قادر به تحمل بارهای مرده و زنده اختصاص داده شده باشد. از طرف دیگر سازه در تحمل بارهای جانبی بسیار ضعیف بوده و تنش های تعداد زیادی از تیرها، اتصالات، و بخصوص ستونها فراتر از حد قابل تحمل مصالح بوده و لذا ضعف مفرط سازه در تمل بارهای جانبی مشاهده می گردد. علاوه بر ضعف سازه در تحمل نیروهای جانبی با توجه به زمان تناوب سازه در جهت های مختلف مشاهده می گردد که سختی سازه بسیار کم بوده و عملاً زمان تناوب سازه بسیار بالاتر از حدود معمول برای قاب ساختمان ده طبقه است. همینطور تغییر مکانهای کلی ونسبی سازه تحت نیروهای زلزله بسیار فراتر از حدود مجاز آئین نامه می باشد. بنابراین با توجه به نتایج گرفته شده از آنالیز خطی سازه نیاز سازه به مقاوم سازی کاملاً مشخص می باشد.

در ادامه با توجه به گستردگی نتایج بدست آمده خلاصه اهم نتایج بدست آمده در حالت خطی ارائه می شود.

تحلیل غیرخطی سازه موجود:

پس از مدلسازی در حالت خطی، سازه در نرم افزار Perform بصورت سه بعدی مدلسازی شد و تحت آنالیز استاتیکی غیرخطی قرار گرفته است.

به این منظور کلیه مشخصات اعضای تیروستون شامل مشخصات پلاستیک مقاطع مطابق با ضوابط FEMA356 محاسبه شده، و در نرم افزار مورد استفاده قرار گرفته است.

جهت ارزیابی سازه المانهای سازه به دو گروه کنترل شونده توسط نیرو و کنترل شونده توسط تغییر شکل طبقه بندی می شوند. در این ارتباط در قسمت های بعدی توضیحات بیشتری ارائه می گردد.

در آنالیز اولیه غیرخطی سازه در جهت x مشاهده می شود که مفاصل پلاستیک در تیر لانه زنبوری در ناحیه ای بین دو ورق تقویتی تیر که در آنجا تیر فاقد ورق پرکننده جان است تشکیل می گردد، و از آنجا که انتظار نمی رود تیرهای لانه زنبوری در این قسمت ظرفیت لازم جهت تغییر شکل پلاستیک را داشته باشند، لذا در مدلسازی تیر و در ناحیه های با جان غیرپر، تیر کنترل شونده توسط نیرو در نظر گرفته شده است بطوریکه هنگامی که لنگرهای وارده در این نواحی از حد الاستیک تجاوز نماید، تیر در نقاط موردنظر مقاومت خود را از دست می دهد.

با توجه به نتایج حاصله در این مرحله مشاهده می شود که در جهت y دیوار برشی به دلیل خردشدن بتن مقاومت خود را از دست می دهد و لذا منحنی ظرفیت سازه پله ای شکل بوده و بعد از اینکه دیوار برشی مقاومت خود را از دست می دهد، افت قابل توجهی در منحنی ظرفیت مشاهده می شود که سبب افزایش تغییر مکان هدف برای سازه می گردد.

به هر حال مشاهده می گردد ه که حتی در حالت ایمنی جانی، دیوارهای برشی و ستونهای زیادی در سازه دارای ظرفیت کافی نمی باشند و بعلاوه سازه دارای تغییر مکان هدف بسیار بالایی می باشد و در ضمن کلیه اتصالات خورجینی دارای دوران های پلاستیک قابل توجه فراتر از ظرفیت تحمل خود می باشند. همچنین در مهاربندهای واگرا نیز ظرفیت تیرها کافی نبوده و دوران خمیری آنها فراتر از حدود مجاز مطابق دستورالعمل FEMA356 می باشد. لذا سازه از نظر دستورالعمل FEMA356 آسیب پذیر بوده و نیاز به مقاوم سازی دارد.

در جهتx نیز سازه به دلیل ضعف مهاربندها وستونها وشکست تیرهای لانه زنبوری غیر شکل پذیر دارای ضعف های عمده ای می باشد که حتی در حالت ایمنی جانی تغییر شکلهای بسیار زیادی در سازه ایجاد می گردد و بعلاوه تعداد بسیار زیادی از ستونها نیز دارای ظرفیت مقاوم لازم نمی باشند و نیاز به تقویت دارند.

لازم به ذکر است که برای دستیابی به هدف بهسازی مبنا مطابق دستورالعمل FEMA356 علاوه بر حالت ایمنی جانی، ضواب مربوط به سطح عملکردی آستانه فروریزش نیز باید ارضاء گردد.

( نتابج شامل عکس فنی پوش لور و DCR ها و ....)

طیف مورد استفاده :

در این تحقیق از آنجا که هدف تنها مقایسه روشهای مختلف برای ارتقاء عملکرد لرزه ای سیستم می باشد. طیف انتخابی چندان تأثیرگذار نبوده و تنها مبنایی برای مقایسه این روشها با یکدیگر است. از این ور در این تحقیق جهت سازگاری با نرم افزار مورد استفاده از طیف سه خطی ارائه شده در دستورالعمل ATC و FEMA استفاده شده است. دلایل استفاده از این طیف به شرح زیر است:

1- نرم افزار مورد استفاده تطابق و سازگاری بسیار خوبی با طیف های ATC داشته و از سوی دیگر بدلیل پاره ای از مشکلات نرم افزاری با معرفی طیف های دیگر در نرم افزار مشکلاتی مشاهده می شود.

2- از آنجا که دستورالعمل های FEMA,ATC برای ارزیابی استفاده می شود، بهتر است از طیف های ارائه شده و سازگار با این دستورالعمل استفاده گردد.

3- آئین نامه 2800 ایران طیف مربوط به زلزله حداکثر مطابق با سطح خطر -2 را ارائه نداده است. و لذا از آنجا که بدلیل هدف عملکردی موردنظر به این طیف نیز علاوه بر سطح خطر -1 احتیاج می باشد. بهتر است از طیف های ATC که در آنها حالت زلزله حداکثر نیر پیش بینی شده است استفاده گردد.

شکل کلی طیف :ACT

برای تعریف طیف مطابق شکل تنها به مقادیر احتیاج می باشد. این ضراب که به ترتیب مربوط به ناحیه شتاب و سرعت می باشند، از روی جداول ارائه شده در فصل دوم40 ATC تعیین می گردند. برای این منظور براساس مقادیر شدت لرزش که بصورت ضرائب Z.E.N بیان می شود و در آن Z ضریب لرزه ای مربوط به منقطه E ضریبی است که برای زلزله طراحی یا سطح -1 برابر یک و برای زلزله حداکثر یا سطح خطر -2 برابر 5/1 و برای زلزله حد سرویس برابر 5/0 منظور می شود. N نیز ضریب مربوط به نزدیکی گسل می باشد، مقادیر براساس نوع خا ک موردنظر تعیین می گردند.

شکل 1-1: طیف ACT40

بنابراین با توجه به جداول ارائه شده مقادیر برای سطوح، سطح -1 و سطح خطر -2 تعیین می گردد.

در این تحقیق با فرض نوع خاک که مطابق با خاک نوع دوم در آئین نامه ایران است مقادیر در حالت سطح خطر-1 مطابق با سطح عملکرد ایمنی جانبی به ترتیب برابر 35/0 و 51/0 تعیین شده است همچنین برای سطح خطر -2 مطابق با سطح عملکرد آستانه فروریزش این مقادیر به ترتیب برابر 525/0 و 74/0 تعیین شده است.

- طبقه بندی اجزای سازه:

در ارزیابی عملکرد سازه اجزای سازه باید مطابق ضوابط و دستورالعمل FEMA به اجزای کنترل شونده توسط نیرو و اجزای کنترل شونده توسط تغیر شکل طبقه بندی می شوند. در فصول قبلی در رابطه با نوع رفتار هر یک از این اجزاء و منحنی رفتاری آنها توضیحاتی ارائه شده است. در اینجا بطور خلاصه اجزایی از سازه که کنترل شونده توسط تغییر شکل و یا کنترل شونده توسط نیرو فرض شده اند، معرفی می گردند.

اجزای کنترل شونده توسط تغییر شکل:

در این تحقیق اجزای سازه ای زیر کنترل شوند توسط تغییر شکل فرض شده اند:

مهاربندهای همگرا، تیرهای رابط در مهاربندهای واگرا ستونهای تحت کشش، کلیه میراگرهای مورد استفاده، تیرهای خورجینی، درخمش و برش و اتصالات خورجینی و همچنین در کلیه ستونهایی که در آنها نیروی محوری فشاری کمتر از می باشد. تلاش خمشی کنترل شونده توسط تغییر شکل بوده و مقدار حداکثر دوران با توجه به فشردگی مقطع و مقدار نیروی محوری تعیین می شود.

اجزای کنترل شونده توسط نیرو:

اجزای سازه ای زیر مطابق دستورالعمل FEMA کنترل شونده توسط نیرو فرض می شوند. مهاربندهای سیستم های مهاربندی واگرا، نیروی فشاری در ستونها، کنترل شونده توسط نیرو بوده و بعلاوه در صورتی که نیروی محوری فشاری از تجاوز نماید تلاش خمشی نیز کنترل شونده توسط نیرو خواهد بود. همچنین کلیه مهاربندیهایی که میراگرها به آنها متصل می شوند، نیز

مدلسازی سازه

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 12

مدلسازی سازه

بررسی مدل سازه در حالت خطی:

پس از جمع آوری اطلاعات لازم برای مدلسازی سازه جهت ارزیابی اولیه سازه تحت یک آنالیز خطی استاتیکی مطابق با آئین نامه 2800 قرار گرفت تا اولاً ضغف های آن مشخص گردد و ثانیاً نیاز به مقاوم سازی سازه بررسی گردد.

برای مدلسازی سازه از آنجا که طبقه زیرزمین سازه دارای دیوارهای آجری با کیفیت خوب و به ضخامت5/1 متر بوده و اطراف آن نیز خاک نسبتاً متراکم قرار دارد، و از طرف دیگر به دلیل پاره ای از مسائل دسترسی به تعدادی از اجزای سازه ای در طبقه زیرین ممکن نبوده و نیاز به عملیات سونداژ داشته است. به نحوی که اطلاعات کافی جهت مدلسازی دقیق غیرخطی برای سازه، فراهم نشده است. لذا در حالت خطی سازه در دو حالت با در نظر گرفتن طبقه زیرین و بدون در نظر گرفتن آن مورد بررسی قرار گرفته است و در هر حالت نیز بطور جداگانه اثرات سختی اتصال خورجینی روی رفتار سازه بررسی شده است.

در نهایت با مقایسه نتایج برای دو حالت با درنظر گرفتن زیرزمین و بدون درنظر گرفتن زیرزمین مشاهده می شد به دلیل سختی زیاد طبقه زیرین عملاً می توان تراز پایه را از طبقه همکف فرض نموده و از طبقه زیرزمین در مدلسازی سازه صرفنظر نمود.

در آنالیز استاتیکی سازه مشاهده می شود که سازه در تحمل بارهای قائم مشکلی نداشته و قادر به تحمل بارهای مرده و زنده اختصاص داده شده باشد. از طرف دیگر سازه در تحمل بارهای جانبی بسیار ضعیف بوده و تنش های تعداد زیادی از تیرها، اتصالات، و بخصوص ستونها فراتر از حد قابل تحمل مصالح بوده و لذا ضعف مفرط سازه در تمل بارهای جانبی مشاهده می گردد. علاوه بر ضعف سازه در تحمل نیروهای جانبی با توجه به زمان تناوب سازه در جهت های مختلف مشاهده می گردد که سختی سازه بسیار کم بوده و عملاً زمان تناوب سازه بسیار بالاتر از حدود معمول برای قاب ساختمان ده طبقه است. همینطور تغییر مکانهای کلی ونسبی سازه تحت نیروهای زلزله بسیار فراتر از حدود مجاز آئین نامه می باشد. بنابراین با توجه به نتایج گرفته شده از آنالیز خطی سازه نیاز سازه به مقاوم سازی کاملاً مشخص می باشد.

در ادامه با توجه به گستردگی نتایج بدست آمده خلاصه اهم نتایج بدست آمده در حالت خطی ارائه می شود.

تحلیل غیرخطی سازه موجود:

پس از مدلسازی در حالت خطی، سازه در نرم افزار Perform بصورت سه بعدی مدلسازی شد و تحت آنالیز استاتیکی غیرخطی قرار گرفته است.

به این منظور کلیه مشخصات اعضای تیروستون شامل مشخصات پلاستیک مقاطع مطابق با ضوابط FEMA356 محاسبه شده، و در نرم افزار مورد استفاده قرار گرفته است.

جهت ارزیابی سازه المانهای سازه به دو گروه کنترل شونده توسط نیرو و کنترل شونده توسط تغییر شکل طبقه بندی می شوند. در این ارتباط در قسمت های بعدی توضیحات بیشتری ارائه می گردد.

در آنالیز اولیه غیرخطی سازه در جهت x مشاهده می شود که مفاصل پلاستیک در تیر لانه زنبوری در ناحیه ای بین دو ورق تقویتی تیر که در آنجا تیر فاقد ورق پرکننده جان است تشکیل می گردد، و از آنجا که انتظار نمی رود تیرهای لانه زنبوری در این قسمت ظرفیت لازم جهت تغییر شکل پلاستیک را داشته باشند، لذا در مدلسازی تیر و در ناحیه های با جان غیرپر، تیر کنترل شونده توسط نیرو در نظر گرفته شده است بطوریکه هنگامی که لنگرهای وارده در این نواحی از حد الاستیک تجاوز نماید، تیر در نقاط موردنظر مقاومت خود را از دست می دهد.

با توجه به نتایج حاصله در این مرحله مشاهده می شود که در جهت y دیوار برشی به دلیل خردشدن بتن مقاومت خود را از دست می دهد و لذا منحنی ظرفیت سازه پله ای شکل بوده و بعد از اینکه دیوار برشی مقاومت خود را از دست می دهد، افت قابل توجهی در منحنی ظرفیت مشاهده می شود که سبب افزایش تغییر مکان هدف برای سازه می گردد.

به هر حال مشاهده می گردد ه که حتی در حالت ایمنی جانی، دیوارهای برشی و ستونهای زیادی در سازه دارای ظرفیت کافی نمی باشند و بعلاوه سازه دارای تغییر مکان هدف بسیار بالایی می باشد و در ضمن کلیه اتصالات خورجینی دارای دوران های پلاستیک قابل توجه فراتر از ظرفیت تحمل خود می باشند. همچنین در مهاربندهای واگرا نیز ظرفیت تیرها کافی نبوده و دوران خمیری آنها فراتر از حدود مجاز مطابق دستورالعمل FEMA356 می باشد. لذا سازه از نظر دستورالعمل FEMA356 آسیب پذیر بوده و نیاز به مقاوم سازی دارد.

در جهتx نیز سازه به دلیل ضعف مهاربندها وستونها وشکست تیرهای لانه زنبوری غیر شکل پذیر دارای ضعف های عمده ای می باشد که حتی در حالت ایمنی جانی تغییر شکلهای بسیار زیادی در سازه ایجاد می گردد و بعلاوه تعداد بسیار زیادی از ستونها نیز دارای ظرفیت مقاوم لازم نمی باشند و نیاز به تقویت دارند.

لازم به ذکر است که برای دستیابی به هدف بهسازی مبنا مطابق دستورالعمل FEMA356 علاوه بر حالت ایمنی جانی، ضواب مربوط به سطح عملکردی آستانه فروریزش نیز باید ارضاء گردد.

( نتابج شامل عکس فنی پوش لور و DCR ها و ....)

طیف مورد استفاده :

در این تحقیق از آنجا که هدف تنها مقایسه روشهای مختلف برای ارتقاء عملکرد لرزه ای سیستم می باشد. طیف انتخابی چندان تأثیرگذار نبوده و تنها مبنایی برای مقایسه این روشها با یکدیگر است. از این ور در این تحقیق جهت سازگاری با نرم افزار مورد استفاده از طیف سه خطی ارائه شده در دستورالعمل ATC و FEMA استفاده شده است. دلایل استفاده از این طیف به شرح زیر است:

1- نرم افزار مورد استفاده تطابق و سازگاری بسیار خوبی با طیف های ATC داشته و از سوی دیگر بدلیل پاره ای از مشکلات نرم افزاری با معرفی طیف های دیگر در نرم افزار مشکلاتی مشاهده می شود.

2- از آنجا که دستورالعمل های FEMA,ATC برای ارزیابی استفاده می شود، بهتر است از طیف های ارائه شده و سازگار با این دستورالعمل استفاده گردد.

3- آئین نامه 2800 ایران طیف مربوط به زلزله حداکثر مطابق با سطح خطر -2 را ارائه نداده است. و لذا از آنجا که بدلیل هدف عملکردی موردنظر به این طیف نیز علاوه بر سطح خطر -1 احتیاج می باشد. بهتر است از طیف های ATC که در آنها حالت زلزله حداکثر نیر پیش بینی شده است استفاده گردد.

شکل کلی طیف :ACT

برای تعریف طیف مطابق شکل تنها به مقادیر احتیاج می باشد. این ضراب که به ترتیب مربوط به ناحیه شتاب و سرعت می باشند، از روی جداول ارائه شده در فصل دوم40 ATC تعیین می گردند. برای این منظور براساس مقادیر شدت لرزش که بصورت ضرائب Z.E.N بیان می شود و در آن Z ضریب لرزه ای مربوط به منقطه E ضریبی است که برای زلزله طراحی یا سطح -1 برابر یک و برای زلزله حداکثر یا سطح خطر -2 برابر 5/1 و برای زلزله حد سرویس برابر 5/0 منظور می شود. N نیز ضریب مربوط به نزدیکی گسل می باشد، مقادیر براساس نوع خا ک موردنظر تعیین می گردند.

شکل 1-1: طیف ACT40

بنابراین با توجه به جداول ارائه شده مقادیر برای سطوح، سطح -1 و سطح خطر -2 تعیین می گردد.

در این تحقیق با فرض نوع خاک که مطابق با خاک نوع دوم در آئین نامه ایران است مقادیر در حالت سطح خطر-1 مطابق با سطح عملکرد ایمنی جانبی به ترتیب برابر 35/0 و 51/0 تعیین شده است همچنین برای سطح خطر -2 مطابق با سطح عملکرد آستانه فروریزش این مقادیر به ترتیب برابر 525/0 و 74/0 تعیین شده است.

- طبقه بندی اجزای سازه:

در ارزیابی عملکرد سازه اجزای سازه باید مطابق ضوابط و دستورالعمل FEMA به اجزای کنترل شونده توسط نیرو و اجزای کنترل شونده توسط تغیر شکل طبقه بندی می شوند. در فصول قبلی در رابطه با نوع رفتار هر یک از این اجزاء و منحنی رفتاری آنها توضیحاتی ارائه شده است. در اینجا بطور خلاصه اجزایی از سازه که کنترل شونده توسط تغییر شکل و یا کنترل شونده توسط نیرو فرض شده اند، معرفی می گردند.

اجزای کنترل شونده توسط تغییر شکل:

در این تحقیق اجزای سازه ای زیر کنترل شوند توسط تغییر شکل فرض شده اند:

مهاربندهای همگرا، تیرهای رابط در مهاربندهای واگرا ستونهای تحت کشش، کلیه میراگرهای مورد استفاده، تیرهای خورجینی، درخمش و برش و اتصالات خورجینی و همچنین در کلیه ستونهایی که در آنها نیروی محوری فشاری کمتر از می باشد. تلاش خمشی کنترل شونده توسط تغییر شکل بوده و مقدار حداکثر دوران با توجه به فشردگی مقطع و مقدار نیروی محوری تعیین می شود.

اجزای کنترل شونده توسط نیرو:

اجزای سازه ای زیر مطابق دستورالعمل FEMA کنترل شونده توسط نیرو فرض می شوند. مهاربندهای سیستم های مهاربندی واگرا، نیروی فشاری در ستونها، کنترل شونده توسط نیرو بوده و بعلاوه در صورتی که نیروی محوری فشاری از تجاوز نماید تلاش خمشی نیز کنترل شونده توسط نیرو خواهد بود. همچنین کلیه مهاربندیهایی که میراگرها به آنها متصل می شوند، نیز

مشخصاتِ طراحی سازه ای

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 37 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

مشخصاتِ طراحی سازه ای :

معرفی :

بتن ها با مقاومت – بالا ، دارای برخی مشخصات و خصوصیات مهندسی هستند که با بتن های مقاومت – کم ، تفاوت دارند . تغییرات داخلی ، از بارهای ثابت ، مشخص و کوتاه – مدت و عوامل محیطی ناشی می شوند که شناخته شده هستند . رابطۀ مستقیم این تفاوتهای داخلی تمایز و تفاوت را در خصوصیاتِ مکانیکی مشخص کرده که ، باید توسط مهندسان طراح ، در پیش بینی کردن عملکرد و ایمنی سازه ها ، شناسایی شود . این تمایزها ، بسیار مهم هستند ، جهتِ افزایش مقاومت ها . تست ها و یا آزمونهای بِتُن – مقاومت بالای تقویت شده ، را بطور نمونه نشان داده اند ، که چنین موادی در بسیاری از موارد ، احتمالاً مشخصۀ الاستیکی طولی (خطی) را برای سطوح تنش و دسترسی به ماکزیمم تنش ، تعیین می کند . بنابراین ، منحنی تنش و تغییر طول نسبیِ بتنِ مقاومت – بالا ، در میزان بسیار بالا کاهش می یابد تا در بتن با مقاومت – پایین .

آزمایشات وسیع و جامعی در چندین مرکز پژوهشی ، صورت گرفت برای درک و استنباط عملکرد بتن با مقاومت بالا . در حالیکه ، اطلاعاتِ معتبر ، امروز در بسیاری از جنبه ها ، قابل دسترس هستند ، برخی از توصیه های نهایی و اصلی ، منتظر نتایج و عملکردِ آیندۀ آنان می باشد . در این مقاله ، تاکید بسیاری بر طراحیِ اعضا و سازه ها شده است . توصیه ها و پیشنهادها ، بر اساس و پایۀ بهترین اطلاعاتِ آزمایشی ، عرضه و ارائه شده اند .

ستونهای بارگیری شده بطور محوری :

در روشهای عملی ، ستونهای کمی بدرستی ، بارگیری محوری می شوند . گشتاورهای خمشی ، بعلت کاربردِ اساسیِ بارگذاری و ارتباط و همکاری با عملِ قاب محکم ، معمولاً بر بارگذاری محوری ، اضافه می شوند . AC1318-83 ، برای طراحی مورد نیاز است و ACI318R-83 ، این را منعکس می کند .هر چند ، اینها برای عملکرد ستونها و حمل کردن بارگذاری محوری ، استفادۀ مفیدی دارند .

. توزیع مقاومتِ فولادی و بتن :

ویژگی اصلی و اساسی ، مقاومت نهایی است . شیوه و روش طرح حاضر ، مقاومت صوریِ عضو بارگذاری شده بطور محوری را ، محاسبه می کند ، جهتِ بررسی و ارزیابی کردن میزانِ قانون افزایش مستقیم مقاومت مربوط به بتُتن و فولاد . توجیه این ایده ها و نظرات در تصویر 601 ، مشاهده می شود . منحنی های تنش و تغییر طول نسبی اضافه شده در فشار و تراکم برای ، سه بتن با تقویت کردن فولادی ، دارای 60.0.0 پسا (414MPa) بازده مقاومت ، می باشد . فرضیۀ معمول و متداول ، اینطور می گوید که ، فولاد و تغییر طول نسبی ، در هر مرحله بارگذاری ، یکسان هستند . برای بتن – مقاومت بالا ، زمانیکه بتن به یک محدوده یا دامنة تغییرات غیر خطیِ مهم میرسد ، فولاد هنوز در محدودة الاستیک است ، بنابراین ، شروع به بدست آوردن سهم بزرگترِ بارگذاری می کند . وقتی تغییر طول نسبی در حدود 0.002 است ، شیب منحنی بتن ، نزدیک صفر می باشد که می تواند بعنوان دفرمه شدن (بدشکلی) پلاستیسیه (شکل پذیری) ، همراه با مقدار کم و بدون افزایش تنش ، در نظر گرفته شود .

فولاد به نقطة بازدهی خویش در تغییر طول نسبی مشابه ، در این مورد می رسد . در نتیجه ، بتن در مازیمم تنش خویش می باشد و فولادر ، بنابراین مقاومت ستون به شرح ذیل ، پیش بینی می شود :

در اینجا ، معنی این عبارت بدین صورت است :

مقاومت فشردة سیلندر (استوانه) مربوط به بتن =

بازده مقاومت فولاد =

ناحیة بخشِ بتن =

ناحیة فولاد =

فاکتوریا عامل 0.85 ، برای محاسبه و برای تفاوتهای مشاهده شده در مقاومت بتن و در ستونهای مقایسه شده با بتنِ مخلوط شدة در سیلندرهای (استوانه های) – آزمون – فشاری ، صورت گرفته است . یک تجزیه و تحلیلِ مشابه ، برای ستونهای بتن – مقاومت بالا انجام گرفته ، به استثنای فولاد که بازدهی آن ، قبل از اینکه بتن به مقاومت پیکِ (اوج) خویش برسد ، انجام خواهد گرفت . هر چند ، فولاد به بازدهی خویش در تنش ثابت ادامه خواهد داد ، تا بتن بطور کامل ، عملکرد خویش را انجام دهد . امکان دارد ، پیش بینی مقاومت هنوز بر مبنای معادلة (1-6) باشد . اسناد و مدارک آزمایش نیز ، از استفادة عامل 0.85 حمایت و پشتیبانی می کنند ، برای بتن مقاومت – بالا .

تاثیرات محدودة فولاد :

فولاد جانبی در ستونها ، بطور کامل در فُرم یا شکلِ حلزونهای (مارپیچی های) مداوم و پیوسته قرار دارند که ، این فولاد دارای 2 اثر مفید بر عملکرد ستون ، می باشد : (a) موجب افزایش زیادِ مقاومتِ داخلی هستة بتن (نمونه استوانه ای بتن) در حلزون شده ، با محدود کردن هسته در برابرِ انبساط و یا گسترش جانبی تحت کنترلِ بارگذاری و (b) همینطور ظرفیت تغییر طول نسبی محوریِ بتن را افزایش می دهد و اجازه می دهد که بیشتر نرم و قابل انبساط شود (یعنی یک ستون tougher (محکم شده) .

اساس و پایة طرحِ فولاد حلزونی تحت نظارت نسخه های ( نگارش های ) AC1318 در سال 1977 ، بوده که ، تاثیر تقویت کنندة حلزونی باید حداقل برای مقاومت از بین

کنترل الحاقی سازه

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 29 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

فصل اول

کنترل الحاقی سازه وانواع

انواع کنترل الحاقی سازه ها

به طورکلی سیستم های کنترل الحاقی به چهاردسته کنترل غیرفعال ، نیمه فعال ، فعال ومرکب تقسیم می گردند.

1-1- کنترل غیرفعال

درسیستمهای غیرفعال اثر میرایی بدون اعمال انرژی خارجی بر روی سیستم گیرا حاصل می گردد و عملکرد این وسایل بواسطه حرکت ناشی اززلزله صورت می گیرد که رفتاری درجهت استهلاک انرژی ازخود نشان می دهند . این سیستم ها نیاز به استهلاک انرژی سازه اولیه را با انعکاس یا جذ بخشی از انرژی ورودی کاهش می دهند و به موجب آن امکان تخریب سازه ای کاهش می یابد ( هاوزنر 1997) .

ولی استفاده ازاین سیستمها به این دلیل که نمی توانند تعاملی با هرشرایط بارگذاری خارجی یا الگوهای معمول داشته باشند محدود می شود. یکی ازگونه های سیستمهای کنترل غیرفعال جدا سازی لرزه ای است (اغلب به نام جدا ساز پایه خوانده می شود ). یک سیستم جدا ساز لرزه ای ، نظیر آن چه که درشکل (1-1) نشان داده شده ، عمدتا درپی یک سازه قرارمی گیرد. سیستم جدا ساز قابلیت انعطاف پذیری وجذب انرژی را نشان می دهد ، درنتیجه ترازانرژی را که می تواند به سازه منتقل شود کاهش می دهد. مهمترین نیازمندیها برای یک سیستم جدا ساز انعطاف پذیری آن جهت تطویل پریود طبیعی و تولید اثر جداسازی ، صلبیت کافی اش درمقابل ارتعاشات محیطی تحت بارهای سرویس وقابلیت استهلاک انرژی ان است.

تصویر (1- 1) سیستم های جداساز لرزه ای

تجهیزات جداسازی لرزه ای عبارتند از تکیه گاههای الاستوهریک ، تکیه گاههای سربی لاستیکی ، تکیه گاههای لاستیکی با میرایی بالا ، تکیه گاههای اصطکاکی لغزشی آونگی ، وغیره .( soong and constantinou 1994) نمونه دیگری ازسیستم کنترل غیرفعال تجهیزات سیراکننده غیرفعال اضافی به کارگرفته اند ؛ این ابزار یک سازه را به دلیل افزایش ظرفیت استهلاک انرژی اش محافظت می کنند. سیستم گیرا الحاقی با جذب بخشی از انرژی وارده برسازه عمل می کند . درنتیجه خواسته های استهلاک انرژی کاهش یافته ازخرابی ساده اولیه جلوگیری می شود. این اثر به وسیله تبدیل انرژی جنبشی به گرما یا پخش انرژی درمیان مودهای ارتعاشی قابل دستیابی است.

روش اول ازابزاری که براساس اصولی چون ، لغزش اصطحکاکی ، جاری شدن ماده ، تبدیل ماهیت درماده ، وتغییر ویسکوالاستیک اجسام یا مایعات عمل می کنند ، استفاده می نماید .

روش دوم استهلاک انرژی یکپارچه کردن جاذبهای ارتعاش دینامیکی است ، نظیر میراگرهای جرمی تنظیمی ، میراگردهای مایع تنظیمی ، وغیره .

ازمزایای روش کنترل غیرفعال امکان بهره برداری همیشگی وعدم نیاز جدی به تعمیرونگهداری واستقلال ازانرژی خارجی وآغاز عمل خودکار آنهاست .

1-2- کنترل فعال

درسیستمهای فعال با اعمال انرژی خارجی سعی برکنترل رفتار ساختمان درهنگام بروز بارگذاری جانبی ازقبیل زلزله می گردد . این انرژی می تواند به صورت ایجاد نیروی خارجی درخلاف جهت نیروی وارد بر ساختمان وخلاف جهت حرکت ساختمان عمل نماید. دراین صورت نیاز به استفاده از سیستمهای پیچیده وکنترل هوشمند نیروها می باشد. سیستم کنترل فعال توانایی هماهنگی با شرایط گوناگون .... سیستمهای کنترل فعال توانایی هماهنگی با شرایط گوناگون بارگذاری وکنترل مودهای ارتعاشی مختلف سازه را دارند ( Housner etaI1997) . یک تصویر کلی ازیک سیستم کنترل فعال در تصویر ( 1-2) نشان داده شده است. دراین سیستم سیگنالهایی که برای کنترل فعال کننده ها فرستاده می شوند تابعی ازپاسخگویی تخمین زده شده به وسیله حسگرهای فیزیکی هستند ( Houseer etaI. 1997) .

وظیفه اصلی یک طراح سیستم کنترل فعال تعیین یک تدبیر کنترلی است که ازیک پاسخهای تخمینی سازه برای محاسبه سیگنالهای کنترل کننده متناسب جهت انتقال به فعال ساز استفاده کند. تدابیر کنترلی گوناگونی پیشنهاد شده ومورد تحقیق قرارگرفته اند ؛ مثالهایی نظیرکنترل توانمند ، کمترل سود لغزان ، کنترل انطباقی ، کنترل