توسعه طرح پلاستيك مبتني بر عملكرد در سازه هاي فولادي خمشي با احتساب اثر اندركنش خاك و سازه

دكتري

در اين رساله اثر اندركنش خاك و سازه بر عملكرد لرزه¬اي سازه چند درجه آزاد برشي و قاب خمشي فولادي طرح شده به روش طراحي پلاستيك مبتني بر عملكرد، در گستره غيرارتجاعي بررسي خواهد شد. مطالعات گذشته نشان داد كه اثرات اندركنش خاك و سازه بر عملكرد لرزه¬اي سازه¬ها قابل ملاحظه مي باشد. بطور كلي بيشتر مطالعات انجام گرفته در اين حوزه به بررسي سازه¬هاي يك درجه آزاد و يا چند درجه آزاد برشي محدود بوده است. در اين رساله ضمن بررسي عملكرد قابهاي برشي با احتساب اثرات توام درجات آزادي و اندركنش خاك و سازه، پاسخ غيرخطي قابهاي خمشي فولادي طرح شده به روش طراحي پلاستيك مبتني بر عملكرد تحت اثر اندركنش خاك و سازه ارزيابي خواهد شد. به اين منظور خاك بستر به روش Cone مدلسازي شده و رفتار غيرارتجاعي قابهاي خمشي فولادي 2 تا 16 طبقه واقع بر آن تحت ركوردهاي زلزله بررسي و تفسير گرديد. با توجه به اينكه حداكثر تغييرمكان غيرخطي به عنوان پارامتر كليدي ارزيابي عملكرد نقش تعيين كننده¬اي را در آيين نامه هاي موجود بر عهده دارند، لذا پاسخ هاي تغييرمكاني سيستم¬هاي برشي با احتساب اثرات اندركنش مطالعه شده و روابط كاربردي جهت تخمين فاكتور تغييرمكان غيرخطي در حالت چند درجه آزاد بر حسب يك درجه آزاد معادل ارائه گرديد. به منظور بسط تحقيق تاثير انعطاف پذيري بستر بر پاسخ سيستم هاي قاب خمشي فولادي به صورت پارامتريك از طريق تحليل¬هاي تاريخچه زماني گسترده در محدوه وسيعي از سيستم ها با مشخصات مختلف بررسي شد. بدين منظور توزيع شكل پذيري، تغييرمكان نسبي، برش نسبي طبقات و نيز ضريب رفتار شكل پذيري قابهاي خمشي فولادي طرح شده به روش طراحي پلاستيك مبتني بر عملكرد براي سطوح مختلف رفتار غيرارتجاعي مورد مطالعه قرار گرفت. بر پايه نتايج مشاهده گرديد توزيع نياز شكل پذيري طبقات با احتساب اندركنش خاك و سازه در سيستم قاب خمشي به پريود سيستم وابسته مي باشد. بر اين اساس در سيستم اندركنشي با پريود كوتاه نياز شكل پذيري طبقات پايين كاهش و طبقات بالا افزايش مي يابد، اين در حالي است كه به علت انعطاف پذيري بستر در قاب با پريودهاي متوسط و بلندتر نتايج بالعكس مي باشد. مقايسه توزيع تغييرمكان نسبي طبقات نيز اين پديده را نشان مي دهد كه مي تواند سبب تاثير بر تغييرمكان هدف در قاب خمشي عملكردي و لذا تغيير مكانيزيم تسليم از پيش تعيين شده در طراحي گردد. مطالعه پارامتريك برش، حاكي از آن است كه با شدت يافتن اثر اندركنش برش نسبي در راستاي ارتفاع سازه براي همه محدوده¬هاي پريودي و مشخصه¬هاي مختلف كاهش مي يابد. بر اساس تحليل¬هاي غيرخطي الگوي توزيع بار جانبي در راستاي ارتفاع سازه براي حالات مختلف اندركنشي پيشنهاد گرديد. همچنين مشاهده شد ضريب رفتار شكل پذيري در سيستم چند درجه آزاد قاب خمشي در حالت پاي ثابت و اندركنشي تابعي از پريود و پارامترهاي بي بعد اندركنش بوده و با افزايش اين پارامترها به ترتيب افزايش و كاهش يافته است. بر اساس تحقيقات انجام گرفته روابط كاربردي براي تعيين ضريب رفتار شكل پذيري به منظور بكارگيري در طرح لرزه¬اي قاب¬ها فولادي در حالت عملكردي استخراج و براي پارامترهاي بي بعد مختلف فرمول بندي گرديد.

190753

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر بهنود گنجوي

سازه

دكتر غلامرضا قدرتي اميري - دكتر محسنعلي شايانفر