چکیده:

امروزه ارزیابی عملکرد سازه­ ها در برابر زلزله، به یکی از بحث ­هاي رایج در بین محققین تبدیل شده­است. یکی از ابزار هاي کلیدي در ارزیابی آسیب ­پذیری لرزه­اي سازه­ ها، توابع شکنندگی است که احتمال فراگذشت آسیب سازه از یک سطح آسیب مشخص را براي چندین سطح خطر از جنبش­هاي لرزه­اي زمین بیان می­نماید. هدف از این مطالعه، تعیین منحنی شکنندگی آسیب­پذیری لرزه­ای سیستم ساختمانی فولادی طراحی شده بر اساس آیین­ نامه­ی طراحی ایران بر روی خاک نوع III در منطقه­ای با خطر لرزه­ای زیاد می­باشد. مدل­ های مورد نظر، ساختمان ­های فولادی 5، 8 و12 طبقه­ی با سیستم قاب مقاوم خمشی ویژه می­باشند. مدل سازی این ساختمان ­ها در نرم افزار opensees انجام شده و تحلیل دینامیکی غیرخطی افزایشی (IDA) برروی مدل­ ها انجام گرفته­است. در این بررسی، تغییر مکان جانبی نسبی سازه­ ها به عنوان معیار آسیب در نظر گرفته شده است. حدود تعیین شده برای تغییر مکان جانبی نسبی در دستورالعمل HAZUS برای تعیین حالات خرابی مورد استفاده قرار گرفته­ است که این حالات خرابی عبارتند از: حالت خرابی کم، متوسط، گسترده و کلی.

منحنی شکست سازه­ ها بر اساس مقادیر تغییر مکان جانبی نسبی و ضرایب موجود در دستور العمل HAZUS تهیه شده­اند. نتایج بدست آمده نشان می­دهند که با افزایش تعداد طبقات ، شکنندگی افزایش می­یابد

در سازه های مدل شده در حالات خرابی کم و متوسط منحنی های شکست مدل های 5 و 8 طبقه بسیار به هم نزدیک هستند و منحنی شکست مدل 12 طبقه فاصله­ی نسبتاً قابل توجهی با منحنی شکست دو مدل دیگر دارد.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                              صفحه

فصل اول: کلیات تحقیق..........................................................................................................................1

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

1-2 شرح مسئله......................................................................................................................................3

1-3 اهداف و ضرورت تحقیق................................................................................................................4

1-4 روش اجراي طرح و مدل­های مورد بررسی....................................................................................5

1-5 ساختار پایان­نامه..............................................................................................................................5

فصل دوم: منحنی های شکنندگی...........................................................................................................6

2-1 منحنی­هاي شکنندگی لرزه­اي...........................................................................................................7

2-1-1  منحنی­های شکنندگی تجربی.....................................................................................................8

2-1-2 منحنی­های شکنندگی بر اساس قضاوت مهندسی.......................................................................9

2-1-3 منحنی­های شکنندگی تحلیلی.....................................................................................................9

2-1-4 منحنی شکنندگی ترکیبی.............................................................................................................12

2-2 توابع شکنندگی................................................................................................................................12

2-3 حالات خرابی در دستورالعمل HAZUS......................................................................................13

2-4 دستورالعمل HAZUS..................................................................................................................13

2-4-1 طبقه­بندی ساختمان­ها در HAZUS.........................................................................................15

2-4-2 منحنی شکست در HAZUS...................................................................................................16

2-5 پیشینه­ی تحقیق................................................................................................................................18

2-5-1 پژوهش جوزف کارلو مارانو و همکاران....................................................................................20

2-5-2 مطالعات روییزگارسیا و همکاران...............................................................................................26

2-5-3 مطالعات شکنندگی در تایوان برای زلزله­ی چی­چی...................................................................28

2-5-4 مطالعات میشاییل تانتالا و جورج دوداتیس.................................................................................29

2-5-5 مطالعات اربریک و ال­ناشی........................................................................................................32

2-5-6 سایر مطالعات.............................................................................................................................34

فصل سوم: قاب هاي مقاوم خمشي فولادي............................................................................................47

 3-1 مقدمه.............................................................................................................................................48

3-2 قاب هاي خمشي كاملاً صلب و نيمه صلب....................................................................................50

3-2-1 قاب هاي خمشي كاملاً صلب....................................................................................................50

3-2-2 قاب هاي خمشي نيمه صلب......................................................................................................50

3-4 انواع قاب های مقاوم خمشی MRF.............................................................................................50

3-4-1 قاب های خمشی ويژه...............................................................................................................51

3-5 شکل پذيری....................................................................................................................................58

3-5-1 انتخاب عضوی از قاب خمشی به عنوان عضو شکل پذير..........................................................59

3-6 مقايسه مکانيزم های خرابی در قاب خمشی فولادی.......................................................................60

فصل چهارم: مطالعات عددی..................................................................................................................62

4-1 مقدمه...............................................................................................................................................63

4-2 پارامترهای قاب های مورد تحلیل...................................................................................................64

4-3 انتخاب رکوردهای زلزله..................................................................................................................65

4-4 معرفی اجمالی نرم افزار OpenSees............................................................................................66

4-4-1 ویژگی های نرم افزار OpenSees............................................................................................67

4-5 شاخص آسیب و سطوح آسیب.......................................................................................................67

4-6 بررسي روش تحليل ديناميكي افزايشي (IDA).............................................................................68

4-6-1 تحليل ديناميكي افزايشي (IDA)...............................................................................................68

4-6-2 وروديها و خروجيهاي تحليل ديناميكي غير خطي افزايشي........................................................70

4-6-3 تحليل ديناميكي افزايشي تك ركورده.........................................................................................72

4-6-4 تحليل ديناميكي افزايشي چند ركورده.........................................................................................74

4-6-5 منحني تحليل ديناميكي افزايشي (IDA)...................................................................................75

4-6-6 دسته منحنيIDA.......................................................................................................................75

4-6-7 انتخاب IM  و روش صحيح مقياس كردن................................................................................77

4-6-8  روش هاي مختلف بدست آوردن رابطه IM در مقابل EDP..................................................79

4-6-9 استفاده از نتايج IDA و بدست آوردن مقدار [endif]-->([endif]-->.........................................................79

4-7 تحلیل مدل......................................................................................................................................80

4-8  کلیات تحلیل نیاز لرزه­اي احتمالاتی..............................................................................................80

4-9 مدل­هاي نیاز لرزه­اي احتمالاتی........................................................................................................81

4-10 تحلیل شکنندگی لرزه­ای مدل­ها....................................................................................................85

4-10-1 مقدمه........................................................................................................................................85

4-10-2  روش تحقیق............................................................................................................................87

4-10-3 منحنی هاي شکنندگی مربوط به سازه ی مورد مطالعه.............................................................87

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات.....................................................................................................93

5-1 نتیجه گیری......................................................................................................................................94

5-2 پیشنهادها.........................................................................................................................................95

منابع........................................................................................................................................................97

ضمیمه.....................................................................................................................................................104