• حالت بدون خرابی

 

  • حالت خرابی کم

 

  • حالت خرابی متوسط

 

  • حالت خرابی شدید

 

رکورد زمین­لرزه در مدت زمان­های ۲ و ۷ و۱۲ ثانیه شبیه­سازی شد. شکل ۲-۱۳ یک نمودار ساده است که پراکندگی جابجایی جانبی بیشینه را بر حسب مقادیر مختلف PGA در این سه مدت زمان نمایش می­دهد.
در نهایت منحنی شکست با بهره گرفتن از شاخص خرابی Drift، با معیار جنبش لرزه­ای PGA و با بهره گرفتن از روش شبیه­ سازی مونت کارلو[۴۵] بدست آمد. نتایج ارائه شده در شکل ۲-۱۴ نشان داد که افزایش مدت زمان جنبش زمین، مقدار خرابی برای یک PGA مشخص افزایش می­یابد.
پایان نامه - مقاله - پروژه
شکل (۲-۱۳): نمودار پراکندگی Drift بر حسب مقادیر مختلف PGA
شکل (۲-۱۴): منحنی شکنندگی برای حالت خرابی شدید بر حسب مقادیر مختلف PGA برای زمین­لرزه­هایی با مدت زمان ۲ و ۷و ۱۲ ثانیه
۲-۵-۵ مطالعات اربریک و ال­ناشی[۴۶]
اربریک و ال­ناشی در سال ۲۰۰۴، منحنی شکست را برای سازه­های بتن مسلح دارای دال تخت[۴۷] تهیه کردند. در این پژوهش، شکنندگی سازه­های دارای تعداد طبقه­ی متوسط[۴۸] بررسی شد و به عنوان نمونه یک سازه­ی ۵ طبقه­ی بتنی دارای دال تخت انتخاب شد که طبق آیین نامه­ی ACI 319- 99 طراحی شده است. روش مورد استفاده در پژوهش انجام گرفته برای تهیه ی منحنی شکست، به شکل یک فلوچارت در شکل ۲-۱۵ نمایش داده شده است.
شکل (۲-۱۵): روش مورد استفاده در این پژوهش
مهم­ترین و رایج­ترین مشکل سیستم­های دال تخت، گسیختگی در اثر برش پانچ معرفی شده است و طبق آیین نامه­ی ACI 318-99 ضخامت دال بر اساس برش پانچ محاسبه می­ شود. دراین پژوهش ضخامت دال برابر ۲۲ سانتی­متر در نظر گرفته شد. دال تخت موجود در نمونه­ مورد بررسی به شکل زیر است.
شکل (۲-۱۶): مشخصات دال تخت سازه­ی پنج طبقه در این پژوهش
تعداد ۱۰ زمین­لرزه با شدت­ها و PGA های مختلف انتخاب شد و در نهایت سازه­ی مورد بررسی با بهره گرفتن از نرم­افزار ZEUS-NL تحلیل دینامیکی غیرخطی شد. برای اعمال عدم قطعیت در مصالح، مقاومت مقاومت تسلیم فولاد و مقاومت فشردگی بتن به عنوان متغیرهای تصادفی انتخاب شدند.
شاخص خرابی در اینجا نسبت Drift بین طبقه انتخاب شد و۴ حالت خرابی کم، متوسط، زیاد و خرابی کلی تعیین و مورد بررسی قرار گرفت. محدودیت­های مربوط به حالت­های خرابی تعیین شده در جدول ۲-۱ ارائه شده است.
جدول(۲-۱): حالات خرابی و نسبت DRIFT بین طبقه­ی متناظر با آن
در ادامه برای یک سازه­ی بتن مسلح با سیستم قاب خمشی، که ویژگی­های مشابهی با نمونه­ مورد بررسی داشت، در شرایط مشابه منحنی شکست تهیه شد و بین این دو سیستم مقایسه انجام شد.
نتایج نشان دادند که در PGA یکسان، سازه­ی دارای دال تخت نسبت به سازه­ی دارای سیستم قاب خمشی آسیب­پذیری بیشتری دارد و این تفاوت در حالات خرابی پایین­تر بیشتر به چشم می­خورد. در شکل ۲-۱۷ منحنی شکست این دو سیستم با هم مقایسه شده ­اند.
شکل (۲-۱۷): مقایسه­ منحنی شکست برای سیستم دارای دال تخت و سیستم قاب خمشی
۲-۵-۶ سایر مطالعات
رین هورن، بارون و آیالا [۴۹](۲۰۰۱) برای سازه­های دارای رفتار غیرخطی منحنی شکست تهیه کردند. مدل مورد بررسی یک ساختمان ۴ طبقه­ی بتن مسلح با دیوار برشی در یک جهت انتخاب شد که در آن اثرات تغییر عواملی مانند سختی[۵۰]، مقاومت[۵۱] و میرایی[۵۲] در شکنندگی سازه بررسی شد.
در این پژوهش حالات خرابی تعریف شده توسط هوانگ و هو[۵۳] (۱۹۹۴ ) مورد استفاده قرار گرفت که شامل ۳ حالت خرابی کم، متوسط و زیاد است. شاخص خرابی نسبت Drift بین طبقه انتخاب شد و منحنی شکست از طریق تحلیل پوش­آور سازه با نرم افزار IDARC 2D بدست آمد.
نتایج نشان دادند که افزایش اندک در سختی اعضا، شکنندگی را کاهش می­دهد. تغییرات جزئی در مقاومت، تأثیر چندانی در شکنندگی نداشت ولی تغییرات هرچند کوچک در میرایی سازه، تأثیر زیادی در شکنندگی سازه داشت و با افزایش میرایی شکنندگی کاهش یافت. محققان این پژوهش اینگونه نتیجه ­گیری کردند که با افزایش میرایی، می­توان میزان جابجایی سازه و در نتیجه شکنندگی سازه را کاهش داد.
شکل­های ۲-۱۸ و ۲-۱۹ و ۲-۲۰ و ۲-۲۱ به ترتیب منحنی شکست سازه­ی مورد مطالعه، تأثیر سختی در شکنندگی، تأثیر تغییر مقاومت در شکنندگی و تأثیر تغییرات اندک میرایی در شکنندگی را نشان می­ دهند و نهایتاً در شکل ۲-۲۲ تأثیر تغییرات در میرایی را برای حالت خرابی متوسط برای درصد میرایی­های ۵% ، ۱۵% و ۲۵% در سازه­ی مورد مطالعه نمایش داده شده است.
شکل (۲-۱۸): منحنی شکنندگی سازه­ی ۴ طبقه­ی بتن مسلح دارای دیوار برشی در یک جهت
شکل (۲-۱۹): تأثیر تغییر سختی در سازه­ی ۴ طبقه ی بتن مسلح دارای دیوار برشی در یک جهت
شکل(۲-۲۰): تأثیر تغییر مقاومت در سازه­ی ۴ طبقه­ی بتن مسلح دارای دیوار برشی در یک جهت
شکل (۲-۲۲): تأثیر افزایش میرایی در سازه­ی ۴ طبقه­ی بتن مسلح دارای دیوار برشی در یک جهت
میسز، لوپز و صفار[۵۴] (۲۰۰۷) طی مطالعه­ ای، برای سازه­های بتنی دارای دیوار برشی در پورتوریکو منحنی شکست تهیه کردند. تحقیق بر روی سازه­های میان طبقه صورت گرفت و برای این هدف ۲۶ مدل بین ۳ تا ۱۰ طبقه انتخاب شد. ۲ زمین لرزه­ی مصنوعی[۵۵] با توجه به شرایط ژئولوژیکی پورتوریکو ایجاد شد و همچنین از ۳ زمین­لرزه­ی مهم که در گذشته اتفاق افتاده بود، استفاده شد که شامل زلزله­های ایمپریال والی[۵۶]، نورتریج[۵۷] و زلزله­ی سان سالوادور[۵۸] بود. مدل­ها برمبنای دستورالعمل LARZ به صورت عددی تحلیل شدند(لوپز، ۱۹۸۸).
مدل مورد نظر یک درجه انتقالی هرکف و یک درجه انتقالی در هر گره داشت. رفتار غیرخطی دیوار طبق توصیه­ی هوداجانتو ۱۹۷۱، به صورت رفتار غیرخطی برشی و خمشی تعریف شد. مقطع عرضی دیوار برشی مدل­های بررسی شده در شکل ۲-۲۳ نمایش داده شده است.
شکل(۲-۲۳): مقطع عرضی دیوار برشی بکار رفته در مدل­های مورد بررسی
در این پژوهش شاخص خرابی نسبت Drift بین طبقه انتخاب شد و از محدودیت­های خرابی معرفی شده توسط الگان[۵۹] برای تعیین حالات خرابی استفاده شد که دارای ۴ درجه­ خرابی کم، خرابی متوسط، خرابی گسترده و خرابی کلی می­باشد.
۲۶ مدل را تحت ۵ زمین­لرزه قرار دادند، در حالت کلی ۱۳۰ مدل به دست آمد و سپس این مدل­ها را تحلیل کردند. تعداد مدل­هایی که به هر حالت خرابی تعیین شده، رسید و یا از آن عبور کرد، تعیین شد که نتایج در جدول ۲-۲ آمده است.
در مرحله­ بعد با بهره گرفتن از اطلاعات موجود در جدول شماره­ ۲-۲، احتمال رسیدن یا فراگذشت مدل­های بررسی شده به حالات خرابی، از طریق تقسیم کردن تعداد مدل­هایی که به یک حالت خرابی خاص رسیدند یا از آن عبور کردند به تعداد کل مدل­ها، به صورت درصد محاسبه شد( جدول ۲-۳) . مقادیر به دست آمده همان توزیع تجمعی هر حالت خرابی بود و در نتیجه نقطه­های لازم برای تهیه­ منحنی شکست با این روش به دست آمد.
جدول (۲-۲): حالات خرابی به­وقوع پیوسته طبق حالات خرابی الگان
شکل (۲-۲۱): تأثیر تغییرات اندک در میرایی در سازه­ی ۴ طبقه­ی بتن مسلح دارای دیوار برشی در یک جهت
جدول (۲-۳): احتمال وقوع خرابی با بهره گرفتن از حالات خرابی الگان
به عنوان مثال با توجه به جدول شماره­ ۲-۳ در شتاب مبنای g 3/0 احتمال اینکه مدل­های مورد بررسی به حالت خرابی متوسط برسند یا از آن عبور کنند، برابر ۷% می­باشد.
نهایتاً بعد از انجام این مراحل منحنی شکست برای این مدل­ها به دست آمد. علاوه بر آن منحنی شکست براساس دستورالعمل HAZUS و حالات خرابی معرفی شده در آن نیز بدست آمد. مقایسه نتایج نشان داد که منحنی­های بدست آمده با محدودیت­های الگان و HAZUS تطابق خوبی با هم داشتند؛ علاوه بر آن محدودیت­های معرفی شده در HAZUS، نتایج منطقی­تری داشتند.
شکل ۲-۲۴ منحنی­های شکست به دست آمده از طریق محدودیت­های الگان برای ۴ حالت خرابی را نمایش می­دهد، شکل ۲-۲۵ منحنی­های به دست آمده طبق دستورالعمل HAZUS است و نهایتاً در شکل ۲-۲۶ این دو دسته منحنی با هم مقایسه شده ­اند. نتایج به دست آمده از دو روش، در حالت خرابی کلی اختلاف بیشتری را نشان می­دهد که محققان این پژوهش اعتقاد داشتند این اختلاف از تفاوت بین محدوده­های انتخاب شده توسط الگان و HAZUS ناشی می شود.
شکل (۲-۲۴): منحنی شکست برای مدل­های مورد بررسی طبق محدودیت­های الگان
شکل (۲-۲۵): منحنی شکست برای مدل­های مورد بررسی طبق محدودیت­های HAZUS
شکل (۲-۲۶): مقایسه بین منحنی شکست برای مدل­های مورد بررسی طبق محدودیت­های الگان وHAZUS
در سال ۲۰۰۹، زنتر[۶۰] در مطالعه­ ای برای تجهیزات هسته­ای منحنی شکست تهیه کرد. در این پژوهش از روش­های عددی[۶۱] برای تهیه­ منحنی شکست استفاده شد و پارامتر PGA به عنوان شدت زمین­لرزه انتخاب شد. عدم قطعیت در بارگذاری لرزه­ای، از طریق مدل کردن جنبش ورودی زمین به عنوان یک فرایند تصادفی و عدم قطعیت در خاک، از طریق مدل­سازی خاک با فنر معادل اعمال شد که در آن ضریب سختی فنر به عنوان متغیر تصادفی معرفی شده و در نهایت عدم قطعیت در مصالح، به صورت تعریف ماتریس­های جرم، سختی و میرایی به شکل ماتریس­های تصادفی در نظرگرفته شد.
محمدصادق معرفت و همکاران (۱۳۸۷ هجری شمسی) طی پژوهشی، برای ساختمان­های بتن مسلح متداول در شهر تهران منحنی شکنندگی تهیه کردند. در این تحقیق ۶ نمونه قاب ۵ طبقه که تعداد طول دهانه­های آنها متفاوت بود، به عنوان نمونه­ مورد بررسی انتخاب شدند و ۱۷ رکورد زلزله از ایران و جهان انتخاب شدند. اطلاعات مربوط به مشخصات نمونه ها در جدول ۲-۴ ارائه شده است.
جدول(۲-۴): مشخصات ساختمان­های نمونه (محمدصادق معرفت و همکاران ۱۳۸۷ )
در این تحقیق دو سطح خرابی بهره برداری آنی و آستانه­ فروریزش در نظر گرفته شد و شاخص خرابی، بیشترین مقدار Drift انتخاب شد(مراد سردار، ۲۰۰۶ و جووانوسکا، ۲۰۰۰). نمونه­های مورد مطالعه توسط نرم­افزار Perform-3D تحلیل دینامیکی شده و در نهایت منحنی­های شکست بدست آمد.
در شکل­های ۲-۲۷ و ۲-۲۸ به ترتیب منحنی­های شکست مربوط به حالت بهره برداری آنی و آستانه­ فروریزش را نمایش می­ دهند.
نتایج به دست آمده و بررسی منحنی­ های شکست به دست آمده نشان دادند که ساختمان ­های مسکونی شهر تهران که در این پژوهش بررسی شدند تحت اثر زلزله­ی مبنای طرح آسیب جدی می­بینند و بیش از ۸۰% آنها تا مرز فروریزش تخریب می­شوند.

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...