۰.۱۸

۰.۱۶

~

* (۱)

*

۰.۵۶

OK

بررسی جدول ۳-۲ نشان می­دهد که قاب­های خاصی وجود دارند که هم از نظر طراحی منطقی بوده و هم دارای مود زوالی غیر از مفصل پلاستیک باشند. گر چه امکان بروز این پدیده کم است و یافتن قاب­هایی با این شرایط زمان زیادی نیاز داشت اما از طرف دیگر این مسئله اثبات شد که تحت شرایط خاصی چنین مواردی اتفاق می­افتد و نبایست نادیده گرفته شود.
۳-۶- محاسبه شاخص آسیب
یکی از مراحل اساسی انجام این پژوهش محاسبه شاخص آسیب برای تمام مقاطع بحرانی قاب­ها می­باشد. منظور از مقاطع بحرانی مقاطعی هستند که پتانسیل تشکیل مفصل پلاستیک را دارا می­باشند. در قاب­های خمشی در صورت عدم وجود بار متمرکز روی تیرها و ستون­ها این مقاطع در دو انتهای تیر و ستون­ها در نظر گرفته می­شوند، چرا که بیشترین مقدار لنگر در این نقاط اتفاق می­افتد.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۳-۶-۱- شاخص آسیب انتخابی
شاخص آسیب انتخابی در این مطالعه، شاخص آسیب شکل­پذیری ]۳۲[ می­باشد. این شاخص برای تمام مقاطع بحرانی در طول تحلیل محاسبه شده است. رابطه شاخص آسیب شکل­پذیری برای مقاطع به صورت رابطه ۳-۱ است:
: شاخص آسیب موضعی شکل­پذیری،
: انحنای مطالبه شده تحت یک تاریخچه بارگذاری مشخص،
: انحنای حد زوال تحت شرایط بارگذاری یکنواخت،
: انحنای حد تسلیم تحت شرایط بارگذاری یکنواخت،
: شکل­پذیری مطالبه شده تحت یک تاریخچه بارگذاری مشخص،
: شکل­پذیری حد زوال تحت شرایط بارگذاری یکنواخت.
در رابطه ۳-۱ اگر به جای انحنا، مقادیر جابجایی تراز بام قرار داده شود، شاخص آسیب شکل­پذیری برای قاب بدست خواهد آمد. به صورت رابطه ۳-۲:
: شاخص آسیب کلی شکل­پذیری،
: جابجایی مطالبه شده در نقطه قرائت (بام) تحت یک تاریخچه بارگذاری مشخص،
: جابجایی حد زوال در تراز بام تحت شرایط بارگذاری یکنواخت،
: جابجایی حد تسلیم در تراز بام تحت شرایط بارگذاری یکنواخت،
: شکل­پذیری مطالبه شده تحت یک تاریخچه بارگذاری مشخص،
: شکل­پذیری حد زوال تحت شرایط بارگذاری یکنواخت،
، جابجایی مطابق با نقطه زوال قاب.
با توجه به روابط ارائه شده واضح است که محاسبه این شاخص نیاز به محاسبه مقادیر انحنای ظرفیت (تسلیم و زوال) برای مقاطع و همین­طور جابجایی تراز بام در نقاط تسلیم و زوال دارد.
۳-۶-۲- محاسبه شاخص آسیب شکل­پذیری برای مقاطع بحرانی
به منظور محاسبه شاخص آسیب شکل­پذیری برای مقاطع با پتانسیل تشکیل مفصل پلاستیک نیاز به انجام تحلیل لنگر–انحنا برای تمام این مقاطع می­باشد.
۳-۶-۲-۱- تحلیل لنگر–انحنا برای مقاطع بحرانی
برای محاسبه مقادیر انحنای تسلیم و زوال در مقاطع بحرانی، تحلیل لنگر–انحنا (M-Ø) برای تمام این مقاطع در همه مدل­های انتخابی انجام شد. برای تحلیل M-Ø هر مقطع، نیاز به داشتن نیروی محوری عضو مربوطه می­باشد. با توجه به متغیر بودن نیروی محوری اعضا در طول تحلیل، نیروی محوری اعضا در لحظه زوال قاب به عنوان مبنا در نظر گرفته شده است.
این تحلیل در محیط OpenSees انجام شد و منحنی M-Ø برای تمام مقاطع بحرانی بدست آمد. مرحله بعدی، ایده­آل سازی^[۹۶] این منحنی­ها بود. برای این منظور یک برنامه کناری در محیط نرم­افزار MATLAB نوشته شد و منحنی­ها ایده­آل شدند. به این ترتیب مقادیر ، و M_p برای تمام مقاطع بحرانی محاسبه شد. مقادیر انحنای تقاضا در همه این مقاطع در طول تحلیل قاب ضبط شده و بنابراین محاسبه شاخص آسیب شکل­پذیری برای مقاطع از ابتدا تا انتهای تحلیل امکان­ پذیر می­باشد.
در شکل ۳-۱ نحوه انجام ایده­آل سازی به صورت شماتیک نشان داده شده است. این منحنی دوخطی به این ترتیب به دست می ­آید که اولین خط از مبدأ شروع شده و از مکان اولین تسلیم عبور می­ کند، انتهای این خط به صورتی تعیین می­ شود که سطح زیر منحنی ایده­آل شده و بالای منحنی اصلی با سطح بالای منحنی ایده­آل سازی شده و زیر منحنی اصلی (سطح A و سطح B) با هم برابر شود ]۴۴[.
شکل ۳- ۱ ایده­آل سازی منحنی لنگر– انحنا
۳-۶-۳- محاسبه شاخص آسیب شکل­پذیری برای قاب­ها
برای محاسبه شاخص آسیب شکل­پذیری قاب­ها، نیاز به ایده­آل کردن منحنی ظرفیت قاب می­باشد. نحوه ایده­آل سازی منحنی ظرفیت قاب که در شکل ۳-۲ نیز نشان داده شده است به این صورت است که اولین خط از مبدأ شروع شده و از نقطه متناظر با ۷۵/۰ بیشینه برش می­گذرد. جابجایی تسلیم از نقطه تلاقی این خط و خط موازی با محور افقی که از بیشینه برش عبور می­ کند به دست می ­آید ]۴۵[.
شکل ۳- ۲ ایده­آل سازی منخنی ظرفیت قاب ]۴۵[
۳-۷- خلاصه
در این فصل چگونگی انجام مدل­سازی و تحلیل غیرخطی قاب­های انتخابی به طور تفصیلی ارائه شد. مطالب ذکر شده را می­توان به این صورت خلاصه کرد:
معرفی نرم­افزار OpenSees
نرم­افزار OpenSees با بهره گرفتن از روش اجزاء محدود به تحلیل انواع سازه­ها می ­پردازد. این نرم­افزار توسط زبان برنامه­نویسی C# تولید شده است و زبان برنامه­نویسی کاربران در آن با زبان TCL/TK است که قابلیت گسترش و تولید انواع مقاطع سازه­ای و غیرسازه­ای در خصوص تحلیل را داراست که کاربر می ­تواند توسط این روش به اصل سیستم نرم­افزاری راه داشته باشد و می ­تواند توسط نوشتار هندسه مدل، بارگذاری، ساختار کمی، مواد استفاده شده و روش تحلیل را تعریف کند.
معرفی و مدل­سازی قاب­های دوبعدی بتن­آرمه مورد مطالعه
قاب­های مورد مطالعه در این پژوهش به صورت قاب­های دو بعدی منظم سه طبقه و سه دهانه بتن­آرمه انتخاب شده ­اند. همه این قاب­ها از نظر هندسه یکسان و دارای ارتفاع طبقات و طول دهانه ثابت هستند. بار ثقلی طبقات در هر مدل یکسان ولی مدل­های مختلف دارای بارهای ثقلی متفاوت می­باشند. الگوی بار جانبی قاب­ها به صورت الگوی مثلثی معکوس انتخاب شده است. مدل­سازی و تحلیل غیرخطی قاب­ها در نرم­افزار OpenSees صورت گرفته است.
چگونگی انجام تحلیل و پایش پاسخ­های مورد نظر سازه
روش انجام تحلیل به صورت تحلیل استاتیکی غیرخطی بارافزون با کنترل جابجایی انتخاب شده و همه تحلیل­ها تا لحظه زوال قاب­ها ادامه داشته اند، چرا که یکی از مهم­ترین پاسخ­های مورد نظر در این تحقیق تعیین مود زوال قاب­ها بوده است. از دیگر پاسخ­هایی که در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفتند می­توان به مقدار جابجایی و جابجایی نسبی در تراز همه طبقات، نیروهای داخلی اعضا و نیز مقادیر تنش و کرنش ایجاد شده در مقاطع بحرانی قاب­ها اشاره کرد.
طراحی قاب­ها
برای انجام این پایان نامه طراحی بهینه قاب­ها مد نظر نبوده بلکه هدف این پژوهش ایجاب می­کرد که قاب­هایی خاص با مود زوال کل قاب یا یکی از طبقات آن­ها مورد جستجو قرار گیرند. بنابراین در طراحی قاب­ها روندی سعی و خطایی در پیش گرفته شد و با شروع از حالت­های حدی تیر ضعیف–ستون قوی و برعکس سرانجام قاب­های زیادی با مودهای زوال مختلف ساخته شد. سپس با در نظر گرفتن نسبت ظرفیت لنگر پلاستیک مقاطع تیر و ستون در هر مدل به عنوان معیار معقول بودن طراحی، تنها قاب­هایی که از نظر طراحی قابل قبول و اجرایی بودند برای ادامه پژوهش مورد استفاده قرار گرفتند.
محاسبه شاخص آسیب
یکی دیگر از مراحل مهم در انجام این پایان نامه انتخاب و محاسبه شاخص آسیبی مناسب برای مقاطع و نیز کل قاب بود. از میان شاخص­ های آسیب موجود، شاخص آسیب شکل­پذیری برای هر دو قسمت انتخاب شد. محاسبه این شاخص برای مقاطع نیازمند داشتن انحناهای تسلیم و نهایی مقاطع می­باشد، لذا تحلیل لنگر–انحنا برای همه مقاطع بحرانی قاب­ها انجام و منحنی بدست آمده ایده­آل سازی شد. به این ترتیب مقادیر ظرفیت انحناها محاسبه و با داشتن انحنای ایجاد شده در این مقاطع در طول تحلیل شاخص آسیب برای همه مقاطع بحرانی از ابتدا تا انتهای تحلیل بدست آمد. ایده­آل سازی منحنی ظرفیت قاب نیز برای محاسبه جابجایی تسلیم و نهایی تراز بام صورت گرفته و شاخص آسیب شکل­پذیری برای کل قاب محاسبه شد.
فصل چهارم
۴- ارائه و بررسی نتایج تحلیل­های غیرخطی قاب­های مورد مطالعه
۴-۱- پیش­گفتار
در این فصل گزارشی از تحلیل­های انجام شده و نحوه استخراج نتایج ارائه می­ شود. هدف این پایان نامه ایجاب می­کرد که نتایج تحلیل در سطح مقاطع، طبقات و همین­طور کل قاب به دقت بررسی شود، لذا معیارهای رفتاری و ظرفیتی در هر سه سطح مذکور استخراج و مورد بررسی قرار گرفته است. از جمله این معیارها در سطح مقاطع می­توان به تغییرات لنگر و انحنا تا نقطه زوال اشاره کرد، در سطح طبقات تغییرات برش، نسبت برش هر طبقه به برش پایه، جابجایی و جابجایی نسبی آن­ها ثبت شده است و برای کل قاب مقدار شکل­پذیری نهایی، برش پایه قاب، مقادیر جابجایی و جابجایی نسبی در تراز بام، پارامتر Plastic g-Factor (نسبت برش پایه به وزن کل سازه در لحظه زوال سیستم) و سایر پارامترهای مورد نیاز پایش شد که در ادامه گزارش خواهد شد.
مهم­ترین هدف این تحقیق تشخیص مود زوال در قاب­های مختلف و به دنبال آن یافتن علت و پارامترهای مؤثر بر آن بود. بدین منظور قاب­ها در پنج دسته مجزا بر اساس نوع زوالشان قرار گرفته و تأثیر پارامترهای مختلف طراحی، ظرفیتی و رفتاری قاب به­وسیله رسم نمودارهای مختلف بررسی شد. در ادامه این نمودارها و مقدار خطای هر کدام گزارش می­ شود.