سیستم های کنترل ارتعاش سازه (Word)

سیستم های کنترل ارتعاش سازه (Word)

سمینار کارشناشی ارشد عمران سازه در زمینه سیستم های کنترل ارتعاش سازه (53 صفحه)

فایل Word

Vibration Control Systems

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه   
1-1- مقدمه   
1-2- فرضیات   
1-3- اهداف   
1-4- مطالب سمینار   
فصل دوم:سیستم‌های کنترل ارتعاش سازه   
2-1-مقدمه   
2-2- نحوه عملکرد مستهلک کننده های انرژی   
2-3- وسایل مستهلک کننده انرژی وابستهبهسرعت (افزایندهEζ)   
2-4- وسایل مستهلک کننده انرژی وابسته به تغییرمکان (افزایندهEH)   
2-5- کنترل ارتعاشات سازه ها :   
2-5-1- سیستمهای کنترل غیرفعال :   
2-5-1-1- جداسازی پایه   
2-5-1-2-میراگر جرم هماهنگ شده   
2-5-1-3-میراگر مایع هماهنگ شده   
2-5-1-4-وسایل مستهلک کننده انرژی   
2-5-2- سیستمهای کنترل فعال   
2-5-3- سیستمهای کنترل نیمه فعال   
2-5-4- سیستمهای کنترل مختلط   
فصل سوم:میراگرهای اصطکاکی   
3-1- مقدمه   
3-2- تاریخچه میراگرهای اصطکاکی   
3-3- انواع میراگرهای اصطکاکی   
3-3-1- میراگر اصطکاکی سومیتومو   
3-3-2- میراگر اصطکاکی تکتون   
3-3-3- میراگر اصطکاکی EDR   
3-3-4- میراگرهای اصطکاکی لغزشی   
3-3-5-استهلاک انرژی بوسیله اتصالات پیچی شیاردار(SBC)   
3-3-6- میراگراصطکاکی چرخشی(RF)   
3-4- استفاده ازمیراگرهای اصطکاکی برای اتصال سازه ها به یکدیگر   
3-5- نتیجه گیری   

...

پایان نامه بررسی نسبت ­های شکل پذیری در روش طراحی بر اساس عملکرد در قاب­

پایان­ نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

رشته مهندسی عمران گرایش سازه

عنوان :بررسی نسبت ­های شکل پذیری در روش طراحی بر اساس عملکرد در قیاس با روش­ های تجویزی در قاب­ های ساده فلزی بهمراه مهاربند هم­ محور

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات: 98  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

فهرست مطالب

فهرست مطالب

فصل 1: مقدمه............................................................................................................................................................................................................... 7

1-1-مقدمه.................................................................................................................................................................................................................. 8

فصل 2: مروری بر ادبیات موضوع................................................................................................................................................................. 13

2-1-مقدمه.............................................................................................................................................................................................................. 14

2-2-روش طراحی لرزه ای بر اساس روش تجویزی..................................................................................................................... 15

2-2-1-عوامل مؤثر بر ضریب کاهش نیروی زلزله................................................................................................................. 18

2-2-1-1-شکل پذیری.................................................................................................................................................................... 18

2-2-1-1-1-ضریب شکل پذیری کلی سازه.............................................................................................................. 19

2-2-1-1-2-ضریب کاهش بر اثر شکل پذیری........................................................................................................ 20

2-2-1-2-مقاومت افزون................................................................................................................................................................ 25

2-2-1-2-1-ضریب مقاومت افزون................................................................................................................................... 27

2-2-2-شکل پذیری در روش طراحی براساس روش تجویزی...................................................................................... 29

2-3-روش طراحی لرزه­ای براساس عملکرد سازه.......................................................................................................................... 30

2-3-1-فواید طراحی براساس عملکرد........................................................................................................................................... 31

2-3-2-شکل­پذیری در روش طراحی براساس عملکرد....................................................................................................... 32

2-3-3-معیارهای پذیرش اعضا در روش طراحی براساس عملکرد............................................................................. 34

2-3-4-فلسفه ی طراحی براساس عملکرد................................................................................................................................. 35

2-4-مروری بر یافته های دیگر محققین............................................................................................................................................. 36

2-4-1-تحقیقات طاهری بهبهانی..................................................................................................................................................... 36

2-4-2-تحقیقات Repapis و همکاران..................................................................................................................................... 37

2-4-3-تحقیقات Kunnath و همکاران................................................................................................................................... 38

2-4-4-تحقیقات Elnashai و همکاران...................................................................................................................................... 39

2-5-جمع بندی و نتیجه گیری................................................................................................................................................................ 40

فصل 3: روش تحقیق............................................................................................................................................................................................. 42

3-1-مقدمه.............................................................................................................................................................................................................. 43

3-2-معرفی نمونه ها......................................................................................................................................................................................... 43

3-2-1-تعیین جزئیات سازه ای........................................................................................................................................................ 44

3-2-1-1-مدلسازی و هندسه..................................................................................................................................................... 44

3-2-1-2-بارگذاری............................................................................................................................................................................ 45

3-2-1-3-نتایج طراحی نمونه ها............................................................................................................................................... 48

3-3-ارزیابی............................................................................................................................................................................................................. 50

3-3-1-مدلسازی......................................................................................................................................................................................... 50

3-3-1-1-مدلسازی کلی سازه................................................................................................................................................... 50

3-3-1-2-مدلسازی اعضا............................................................................................................................................................... 51

3-3-1-3-مدلسازی رفتار مصالح.............................................................................................................................................. 52

3-3-1-4-مقاومت اعضای سازهای......................................................................................................................................... 52

3-3-1-5-بررسی منحنی رفتاری اعضاء.............................................................................................................................. 53

3-3-2-بررسی نرم افزارهای کاربردی........................................................................................................................................... 54

3-3-3-بررسی مشخصه های تحلیل نمونه ها.......................................................................................................................... 54

3-3-3-1-روش تحلیل.................................................................................................................................................................... 54

3-3-3-2-بارگذاری............................................................................................................................................................................ 55

3-3-3-2-1-الگوی بارگذاری............................................................................................................................................... 56

3-3-3-3-تغییر مکان هدف......................................................................................................................................................... 56

فصل 4: نتایج و تفسیر.......................................................................................................................................................................................... 61

4-1-مقدمه.............................................................................................................................................................................................................. 62

4-2-بررسی نتایج................................................................................................................................................................................................ 63

4-2-1-بررسی نتایج و تعیین ضرایب نمونه سه طبقه......................................................................................................... 66

4-2-2-بررسی نتایج و تعیین ضرایب نمونه پنج طبقه........................................................................................................ 69

4-2-3-بررسی نتایج و تعیین ضرایب نمونه هفت طبقه..................................................................................................... 72

4-2-4-بررسی نتایج حاصل از شکل پذیری سازه................................................................................................................. 72

4-3-تعیین عملکرد لرزهای اعضاء........................................................................................................................................................... 74

4-3-1-عملکرد لرزهای اعضا در ساختمان سه طبقه......................................................................................................... 79

4-3-2-عملکرد لرزهای اعضا در ساختمان پنج طبقه........................................................................................................ 84

4-3-3-عملکرد لرزهای اعضا در ساختمان هفت طبقه..................................................................................................... 89

فصل 5: جمع بندی و نتیجه گیری............................................................................................................................................................. 90

5-1-جمع بندی................................................................................................................................................................................................... 91

منابع و مراجع............................................................................................................................................................................................................ 95

فهرست اشکال

شکل(2-1) ارتباط بین ضریب کاهش نیرو ، اضافه مقاومت ، ضریب کاهش به علت شکل پذیری و ضریب شکل پذیری     19

شکل(2-2) منحنی نیرو- تغییر شکل عضو............................................................................................................................................ 32

شکل(2-3) معیارهای پذیرش اعضا در سطوح مختلف عملکردی.......................................................................................... 34

شکل(2-4) نتایج مطالعاتKunnath و همکاران.......................................................................................................................... 38

شکل(3-1) نمایی از قاب نمونههای مورد مطالعه در تعداد طبقات 3، 5 و 7.................................................................. 44

شکل(3-3) منحنی رفتاری عضو................................................................................................................................................................... 51

شکل(3-4) منحنی ساده شده برش پایه- تغییرمکان..................................................................................................................... 58

شکل (4-1) منحنی رفتاری ساختمان سه طبقه تحت الگوی بار نوع اول........................................................................ 64

شکل (4-2) وضعیت رفتاری ساختمان سه طبقه تحت الگوی بار نوع یک...................................................................... 64

شکل (4-3)منحنی رفتاری ساختمان سه طبقه تحت الگوی بار نوع دوم......................................................................... 65

شکل (4-4) وضعیت رفتاری ساختمان سه طبقه تحت الگوی بار نوع دوم...................................................................... 65

شکل(4-5) منحنی رفتاری ساختمان پنج طبقه تحت الگوی بار نوع اول......................................................................... 67

شکل (4-6) وضعیت رفتاری ساختمان پنج طبقه تحت الگوی بار نوع اول...................................................................... 67

شکل (4-7) منحنی رفتاری ساختمان پنج طبقه تحت الگوی بار نوع دوم...................................................................... 68

شکل (4-8) وضعیت رفتاری ساختمان پنج طبقه تحت الگوی بار نوع دوم..................................................................... 68

شکل (4-9) منحنی رفتاری ساختمان هفت طبقه تحت الگوی بار نوع اول.................................................................... 70

شکل (4-10) وضعیت رفتاری ساختمان هفت طبقه تحت الگوی بار نوع اول............................................................... 70

شکل (4-11) منحنی رفتاری ساختمان هفت طبقه تحت الگوی بار نوع دوم............................................................... 71

شکل (4-12) وضعیت رفتاری ساختمان هفت طبقه تحت الگوی بار نوع دوم.............................................................. 71

شکل(4-13) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X............................. 75

شکل(4-14) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X............................ 75

شکل(4-15) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y............................. 76

شکل(4-16) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y............................. 76

شکل(4-17) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X............................ 77

شکل(4-18) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X........................... 77

شکل(4-19) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y............................ 78

شکل(4-20) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y............................ 78

شکل(4-21) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X............................. 80

شکل(4-22) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X............................ 80

شکل(4-23) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y............................. 81

شکل(4-24) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y............................. 81

شکل(4-25) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X............................ 82

شکل(4-26) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X........................... 82

شکل(4-27) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y............................ 83

شکل(4-28) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y............................ 83

شکل(4-29) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X............................. 85

شکل(4-30) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت X............................ 85

شکل(4-31) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y............................. 86

شکل(4-32) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع اول، جهت Y............................. 86

شکل(4-33) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X............................ 87

شکل(4-34) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت X........................... 87

شکل(4-35) شکل پذیری متناظر اعضای فشاری در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y............................ 88

شکل(4-36) شکل پذیری متناظر اعضای کششی در طبقات در توزیع بار نوع دوم، جهت Y............................ 88

فهرست جداول

(3-1) مقادیر ضریب بازتاب ( ) و ضریب زلزله ( ) در نمونه های مورد مطالعه. 47

جدول(3-2) مقاطع تیر، ستون و بادبند نمونه 3 طبقه. 48

جدول(3-3) مقاطع تیر، ستون و بادبند نمونه 5 طبقه. 49

جدول(3-4) مقاطع تیر،ستون و بادبند نمونه 7 طبقه. 49

جدول (3-5) مقادیر ... 59

جدول (3-6) مقادیر ضریب ...... 60

جدول (3-7) مقادیر ضریب ... 60

جدول(4-1) پارامترهای رفتاری ساختمان سه طبقه. 66

جدول(4-2) پارامترهای رفتاری ساختمان پنج طبقه. 69

جدول(4-3) پارامترهای رفتاری ساختمان پنج طبقه. 72

1-1-مقدمه

در سالهای اخیر فلسفه روش­های سنتی که در طراحی سازه در مقابل مخاطرات طبیعی بر مبنای آنها صورت میگرفت، دچار تغییرات عمده­ای شده است. تخریب گسترده سازه­های طراحی شده بر مبنای آئین­نامه­های قدیمی در زلزله­های اخیر، پیشرفت­های به وجود آمده در روشهای تحلیل و نیازهای عملکردی پیچیده­تر مورد انتظار صنایع ساختمانی منجر به معرفی روشهای موثرتری در طراحی سازه­ها شده­است. یکی از این روش­ها که در بسیاری از آئین­نامه­ها وجود دارد و سبب ساده­سازی مراحل طراحی میشود، روش تحلیل استاتیکی معادل میباشد که در آن نیروهای طراحی به وسیله ضریب رفتار کاهش داده میشوند. این روش بر این فرض استوار است که مقاومت سازه از مقداری که طراحی بر اساس آن صورت میگیرد، بزرگتر است و به علاوه سازه تحت زلزله با ورود به مرحله غیر خطی، بخشی از انرژی زلزله را جذب می­کند. طراحی لرزه­ای مطلوب برای ساختمان را می­توان دستیابی به سازه­ای با عملکرد مطلوب، به مفهوم امکان ایجاد خسارت کنترل شده و از قبل پیش­بینی شده در حین زلزله برای ساختمان دانست ضمن آنکه تخمین نادرست مشخصات زلزله و رفتار سازه و عملکرد آن در مواجهه با زلزله از دلایل مهم آسیب­های شدید وارد بر سازه میباشد. به جهت شناخت هر چه بهتر این مشخصات و ویژگی ها، در قبال روش­های تجویزی مرسوم در آئین­نامه­های پیشین که طراحی را بر اساس نیروهای کاهش یافته زلزله بیان میکرد، آئین­نامه­های طراحی و بهسازی لرزه­ای ارائه گردید که طبق آن طراحی لرزه­ای سازه به روش طراحی بر اساس عملکرد پیشنهاد میگردد.

به دلیل غیر اقتصادی بودن رفتار الاستیک سازه تحت زلزله، هدف اصلی در طراحی لرزه­ای ساختمان­ها بر این مبناست که رفتار ساختمان، در مقابل نیروی ناشی از زلزله­های کوچک بدون خسارت و در محدوده خطی مانده و در مقابل نیروهای ناشی از زلزله شدید، ضمن حفظ پایداری کلی خود، خسارت­های سازه­ای و غیر سازه­ای را تحمل کند. به همین دلیل مقاومت لرزه­ای که مورد نظر آئین­نامه­های طراحی در برابر زلزله است، عموما کمتر و در برخی موارد، خیلی کمتر از مقاومت جانبی مورد نیاز برای حفظ پایداری سازه در محدوده ارتجاعی، در یک زلزله شدید است. بنابر این، رفتار سازه­ها به هنگام رخداد زلزله های متوسط و بزرگ وارد محدوده غیر ارتجاعی میگردند و برای طراحی آنها نیاز به یک تحلیل غیر ارتجاعی است. ولی به دلیل پر هزینه بودن این روش و عدم گستردگی برنامه­های غیر ارتجاعی و سهولت روش ارتجاعی، روشهای تحلیل و طراحی متداول، بر اساس تحلیل ارتجاعی مورد نیاز عموما با استفاده از ضرایب کاهش مقاومت انجام میشود[2].

یکی از مشکلات موجود در زمینه ضریب رفتار در آئین­نامه­های قدیمی، مربوط به تجربی بودن مقادیر پیشنهاد شده بود. یعنی با وجود اینکه ضرایب رفتار تعیین شده در آئین­نامه­های لرزه­ای در نظر داشتند بیانگر رفتار هیستریک، شکل پذیری، مقاومت افزون، میرایی و ظرفیت استهلاک انرژی باشند، مقادیر این ضرایب در آئین نامه های زلزله، اصولا بر اساس مشاهدات عملکرد سیستم­های ساختمانی مختلف، در زلزله­های قوی گذشته، بر مبنای قضاوت مهندسی بود. بر این اساس، پژوهش­های زیادی در این زمینه صورت گرفت تا مقادیری مبتنی بر مطالعات تحقیقاتی و پشتوانه محاسباتی در آئین­نامه­های زلزله بیان شود که در نهایت منجر به اصلاح این ضرایب بر اساس مطالعات علمی شد.

ضریب رفتار اولین بار در گزارش 06-3 ATC در سال 1978 ارائه گشت. در این گزارش، مقادیر پیشنهاد شده برای ضریب رفتار بر اساس نظر مجموعه­ای از مهندسان خبره استوار بود. به همین دلیل روش مشخصی برای تعیین مقدار آن ارائه نشده بود. همچنین در مقررات NEHRP مربوط به سالهای 1997 و 2000 (FEMA369 و FEMA303) که الهام گرفته از 06-3 ATC بود، بر تجربی بودن ضرایب کاهش تاکید شده است[11و13]. در برخی از آئین نامه های طراحی لرزه­ای، مطلبی ناظر در محاسبه این ضرایب ارائه شده، حال آن که در بیشتر آئین­نامه­ها مقادیر آنها بر مبنای قضاوت مهندسی، تجربه و مشاهده عملکرد ساختمان­ها در زلزله­های گذشته و چشم پوشی از تراز مقاومت افزون آن­ها استوار است[15]. از این رو و با توجه به مطالب فوق، ارزیابی ضرایب رفتار و بررسی ارتباط میان پارامترهای مؤثر در آن برای سازه­هایی که مطابق آئین­نامه­های طراحی میشوند، اهمیت ویژه­ای دارد. لذا در اکثر آئین­نامه­های طراحی لرزه­ای جدید، روش­های تعیین آن ذکر شده است.

در این پژوهش بر خلاف آئین­نامه ایران، ضرایب رفتار برای فهم بهتر به اجزای تشکیل دهنده آن تجزیه میشود. البته امروزه در اکثر آیین­نامه­ها، به جای تعریف یک مقدار معین برای یک نوع قاب سازه­ای، اجزای ضریب رفتار برای قاب­های با شکل­پذیری­های مختلف و بسته به لرزه­خیزی منطقه تعریف می شوند، که از جمله آن­ها میتوان به آیین­نامه کانادا اشاره نمود.

با توجه به تحولات زیادی که از زمان تدوین آئین­نامه ایران در طرح ساختمان­ها در برابر زلزله (استاندارد 2800) در سال 1366 تاکنون در امر مهندسی زلزله صورت گرفته است و نیز با وجود کاربرد وسیع این آئین­نامه در طراحی ساختمان­های مختلف کشور، آگاهی از محتوای این آئین­نامه و مفاهیم آن امری مهم میباشد. تدوین اغلب آیین­نامه های کاربردی طرح لرزه­ای ساختمان­ها، با هدف جلوگیری از تلفات جانی و خسارات احتمالی و نیز دستیابی به طرحی اقتصادی برای سازه انجام گرفته­است. از جمله عوامل تأثیر­ گذار در دستیابی به این هدف می­توان به دو عامل مقاومت و شکل­پذیری سازه اشاره کرد. عوامل مذکور از مهمترین پارامترهای موثر در طراحی لرزه­ای بسیاری از آئین­نامه­ها، از جمله استاندارد 2800 است. تأمین این دو پارامتر در روش طراحی آئین­نامه­های مذکور با توجه به برآورد اهداف مورد نظر این آئین­نامه­ها در زلزله­های خفیف، متوسط و شدید میباشد. این اهداف با توجه به انتظاراتی که از رفتار سازه­ها در هنگام وقوع زلزله­هایی که ممکن است در طول مفید ساختمان اتفاق بیافتد و نیز میزان خسارات احتمالی وارده به سازه در حین زلزله در نظر گرفته شده­است.

در دهه­ های اخیر با بررسی نتایج.....

و.....